高壓旋噴灌漿技術在大壩防滲處理中的應用探究

肖靜

【摘要】大壩防滲是水利設計施工中的關鍵環節，由于水利工程滲漏所造成的安全事故不僅常見而且非常嚴重。隨著水利工程開挖、埋深等等難度與復雜性的不斷增加，大壩滲漏的問題更加引起我們的重視，并且逐漸成為影響環境、民生、經濟的主要因素。本文以xxx水利工程為例，對大壩防滲存在的主要問題進行了分析，進而對高壓旋噴灌漿技術在大壩防滲處理中的應用進行了探討，重點對高壓旋噴灌漿技術的防滲處理進行了分析，希望能夠為同類工程提供一定的參考。

【關鍵詞】大壩；防滲處理；高壓旋噴灌漿技術

基于水庫大壩的特點，通常會采用高壓旋噴灌漿技術對其進行除險加固，該技術不僅能夠做好防滲處理，而且整體施工面積較小，不會對大壩壩體產生太大的影響。尤其是針對一些淤泥質土或者軟地地基采用高壓旋噴灌漿技術能夠提升施工效率與質量，因此，高壓旋噴灌漿技術通常情況會在大壩壩體除險加固的過程中進行應用。但是在實施高壓旋噴灌漿技術對大壩進行防滲處理時，水利工程設計施工人員需要結合大壩的概括，緊緊圍繞大壩地質情況從而選擇合理的施工技術，這樣才能確保高壓旋噴灌漿技術的有效性。

1.工程概況

該水庫由攔河主壩、副壩、輸水隧洞、溢洪道、壩后電站等等建筑物組合而成的水利樞紐工程。大壩主壩的基礎主要以花崗巖為主，整體為漿砌石重力壩，壩頂的軸線長為174.60m，壩高（最高）為54m，壩頂寬度為4.8m，防浪墻頂高程為186.2m。大壩副壩是均質的土壩，是將原來的山體進行填筑或者鐵坡而形成的，長度為455m，當中的填方長度大約有102m，以原山體為基礎的填筑段最大壩高為10m，壩頂寬度為6.0m，壩頂高程大約為188.0m。該水庫經過十多年的運行，壩基相對穩定，但是由于水庫年代較久，其施工質量不是很好，其中左岸壩基以及右岸的壩基都有一定程度的滲漏情況，而且左壩肩還有繞壩滲漏的情況。副壩壩基為“中等—弱透水滲透性”，其中左壩端壩基的滲透性比較強。由于破碎帶貫穿庫區山體通往庫外，而且在建壩時防滲處理做的不夠徹底，所以到目前為止還存在著庫區集中滲漏通道。另外，在建壩的過程中，由于填筑土料、壩體壓實度、滲透系數等等方面沒有達到土石壩設計相關的規定，所以從整體上來看，該水利工程施工的質量比較差。因此，采用高壓旋噴灌漿技術能夠有效解決目前存在的這些問題，進一步做好大壩防滲處理，確保大壩更加牢固。

2、壩體防滲存在的主要問題

2.1壩基滲漏情況

結合水庫的實際情況，實施了現場壓水實驗，能夠看到大壩開始出現輕微滲漏的情況，主要的滲漏處集中在基礎以上3m以內，通過測定之后得出透水率為4.21—12.34Lu。

2.2壩肩滲漏

由于該水庫修建年代比較久，防滲處理做的不夠徹底，壩肩下游92m——96m這個范圍當中可以看到出現了兩處滲水點，經過測量得知結果為0.80L/s與0.11L/s。壩肩出現的這種滲漏現象必須及時進行處理，不然將會出現更為嚴重的后果。

2.3水壩壩體與壩基接縫處有滲漏

通過對該水庫的調查，得知水壩在修建時，由于相關技術沒有達到對應的規定標準，因此，再次通過實地鉆探能夠發現基礎表面含有0.8m厚的砂礫土，所以水壩壩體與壩基接縫處將會出現滲漏的情況。

3、高壓旋噴灌漿技術在大壩防滲處理中的應用

根據該水庫壩體防滲存在的主要問題、場地情況以及地層情況，筆者給出了這些方案，并對各種方案的優缺點進行了簡要的分析，如下：

第一：將聚乙烯復合土工膜（兩布一膜），型號為，運用到主壩的迎水坡進行防滲處理。優點：施工速度較快，而且成本較低；缺點：兩布一膜的搭接質量在實際操作的過程中難以控制，加之主壩底部以及周邊也存在著輕微滲漏的情況，這些區域難以全面覆蓋，所以防滲效果難以控制，倘若要確保防滲效果，則需要可將水庫水放空之后進行施工。

第二，基于該水庫的地質情況，結合類似工程的施工經驗，結合相關技術的規范標準，可以利用樁徑為0.6m的高壓旋噴灌漿防滲墻，其中孔距為0.5m，鉆孔的深度從大壩壩頂到凝灰熔巖殘積黏性土層之下的0.5m處。該方案的優點：防滲效果比較好，尤其是耐久性能較高，而且是施工速度比較快；缺點：投資成本較高，而且對施工技術的要求比較高。

第三，以厚度0.5m為標準在壩體做一道混凝土防滲墻，防滲墻的底部需要延伸到凝灰熔巖殘積黏性土層之下的0.5m處。該方案的優點：防滲效果很好，不僅強度高，而且耐久性能極強；缺點：混凝土防滲墻的投資成本很高，關鍵是施工速度比較慢，而且對于施工設備、施工場地、技術各方面的要求都很高。

第四，復合土工膜防滲技術與高壓旋噴灌漿防滲技術的結合。該方案主要考慮到水庫的正常蓄水位與最低水位這些實際情況，在主壩迎水坡56.0m高程以上采用聚乙烯復合土工膜（兩布一膜），型號為；56m以下則采用高壓旋噴灌漿防滲墻，樁徑為0.6m，孔距為0.5m，鉆孔深度要從壩頂延伸至凝灰熔巖殘積黏性土之下的0.5m——1.0m。優點：施工速度快，投資成本較低，防滲效果更好，耐久性更強，而且對于施工設備、現場的要求很低，能夠根據實際情況進行及時的調整。缺點：對施工技術的要求極高。

結合該水庫的實際情況，筆者以上幾種方案的優點與缺點進行了分析，認為第四種方案最好，能夠更好的解決主壩壩體防滲難的這一問題，同時能夠充分考慮到水庫的實際情況，比如經濟性問題、水庫樞紐安全影響的問題等等，因此，明確采用高壓旋噴灌漿防滲技術與復合土工膜防滲技術相結合的方案。

4、施工方法分析

4.1鉆孔施工技術

通常情況鉆孔施工會采用MD-50沖擊鉆機進行鉆孔，并且還需要設置一套自動跟進工藝，將鉆孔環節完善。首先，要將鉆機固定，然后對準孔位，偏差不能超過5cm；其次，通過同心鉆頭鉆進孔徑Ф150mm鉆孔，然后將Ф146mm鋼套管作為自動跟進工藝，完善鉆孔，且要注意鉆孔所鉆進的基巖深度要大于1m；最后，在終孔起鉆的環節，需要將孔徑（內徑）Ф110mm的特制薄壁PVC管置入到鋼套管內部，在確定PVC管被完全固定之后，再通過拔管機將鋼套管完整拔出，然后鉆孔施工環節結束。

4.2灌漿施工

鉆孔施工達到高噴臺車能夠進行灌漿施工的深度之后開始進行灌漿施工。在實施高壓旋噴灌漿技術之前，需要對漿管、水管、氣管進行檢查，看是否通暢；另外，要對水泥進行均勻攪拌，以致于能夠達到伴隨搬用，要確保水泥均勻度最佳狀態開始進行灌漿，以免影響到漿液的濃度，通常情況來講，自制的講液一定要在4個小時之內用完；同時，灌漿施工必須要在各種參數滿足施工要求的情況下開始進行。噴射作業一般是通過自上而下的方式開展，當噴射管達到一定的深度之后，那么需要進行靜噴，時間為1min——5min之間，當灌入的漿液開始從鉆孔處冒出時，并且回漿的比重已經高于規定值之后，然后在根據預定好的操作進行不斷的提升。另外，在噴灌的過程中，倘若遇到拆卸噴桿的時間沒有超過20min 以上，那么在續噴時的搭接長度一定要超過20cm；但是停斷的時間超過20min 以上，那么則需要在續灌的過程中將噴桿插入到墻體內部，深度為30cm。在具體噴射的過程中，一定要嚴格檢查與控制漿液的流量、氣量、壓力、提升速度等等參數是否與設計標準相符合，同時將這些細節記錄下來。

4.3 靜壓回灌

在高壓噴射結束之后，要及時做好靜壓回灌，一直到孔口漿液的液面不會下沉，才能停止靜壓回灌。還需要注意的是，當噴桿提升到孔口以下50cm處時，不能繼續提升，要及時停送風和水，然后再通過0.5 ：1的濃漿回灌鉆孔。高壓噴射灌漿見圖1：

5.特殊情況處理

5.1噴管下方出現困難的處理

倘若在實際操作的過程中，噴管的下方沒有達到預期的設計位置，針對這種情況，需要將噴管進行反復的提升與下放，同時還需要將供風量增大，這樣能夠讓孔內存在的渣鉛屑不斷上返，以致于能夠將噴管下放到指定位置，從而實現正常操作。

5.2串漿情況下的處理

在實際操作的過程中，如果空位出現串漿的情況，那么需要將相鄰孔位的孔深進行延長，也可以在串漿空符合灌漿條件時，同時進行灌漿。否則就需要對串漿進行反復的沖洗與掃空，之后再繼續實施灌漿。

5.3無返漿或返漿量大的情況處理

在具體操作的過程中，倘若出現了無返漿的情況時，則需要通過關注水泥砂漿又或者可以將漿液的密度加大，這兩種方法都能夠很好處理這種情況。倘若長時間仍然無返漿，那么就需要對鉆孔進行回填，同時還要進行復噴。如果返漿量過大，則可以將旋轉的速度進行適當的提升，也可以將噴射壓力提高；針對出現返漿量特別大的情況，也可以適當提高噴射壓或者將提升速度與旋轉速度加快；還可以縮小噴嘴的孔徑。

6.結語

整個施工完成之后，需要做好高壓旋噴樁試驗，根據編號1，2，3，4將已經選定的高壓旋噴樁試驗進行取芯，然后在室內進行抗壓強度與滲透系數的檢驗，檢驗的結果見表1.

從表1可以看出高壓旋噴樁防滲墻的滲透系數與抗壓強度都達到了相關設計的要求，能夠起到很好的防滲效果。通過以上的研究，我們可以看到高壓旋噴灌漿技術在大壩防滲處理中的應用非常具有是實用性，其效果好、效率高、施工工藝簡單應該在水壩防滲處理方面得以全面的推廣與實踐。但是高壓旋噴灌漿技術對施工技術的要求很高，因此，在具體施工的過程中，一定要科學控制灌漿時的各項參數，要緊密結合水利工程的實際情況，及時有效處理施工過程中所遇到的一些問題，進而全面提升施工質量。

參考文獻：

[1]紀華炮.綜合防滲技術在高云水庫除險加固工程中的應用實例[J].江西建材，2018（01）：99+102.

[2]李巍.高壓旋噴灌漿與帷幕灌漿聯合施工的壩體防滲加固技術研究[J].黑龍江水利科技，2017，45（02）：59-62.

[3]任月英，巢悟輝.高壓擺噴灌漿技術在大壩防滲加固中的應用[J].低碳世界，2017（03）：119-120.

[4]趙豐年.高壓旋噴灌漿技術在水利水電工程施工中的應用[J].低碳世界，2017（02）：116-117.