土石壩防滲加固中對高壓噴射灌漿造防滲墻的應用研究

陳光

【摘要】土石壩工程是保證水庫建造質量的關鍵，土石壩工程材料主要來源于水庫壩體周圍的碎石、灰土等，是我國迄今為止應用最為廣泛的壩體建設形式。由于其建設周期短且材料選擇范圍廣，所以具有經濟節約型和資源保護等優點。近幾年，隨著我國自然資源逐年被破壞，水庫周邊環境地基土層質量較差，使得土石壩發生滲漏的現象。為加強防滲措施，本文以土石壩防滲加固為主要研究對象，通過研究和分析高壓噴射灌漿造防滲墻技術要求，闡釋土石壩防滲加固的主要措施，為相關工作人員提供技術參考。

【關鍵詞】土石壩；防滲加固；高壓噴射灌漿；防滲墻

2016年根據我國水利部門的統計信息顯示，我國的水庫工程數量，按照水庫庫容計算，在10萬m3以上庫容的水庫數量大約在10萬座，庫容小于10萬m3的小型水庫數量大約占比為90%以上。隨著時間的推移，水庫的使用功能特征也在不斷變化著，大部分水庫由于年久失修加上施工質量和施工技術的不足，導致水庫的使用周期變短，存在不能正常運行的危險，對水庫及壩體周邊群眾的人身安全和財產安全造成嚴重影響。本文以某水庫土石壩滲漏風險為主要研究對象，提出了采用高壓灌漿構筑防滲墻排除防滲風險的新工藝及新方法。

1、某土石壩工程現狀分析

1.1某土石壩基本情況

本研究以某地區的小型水庫為研究對象，其主要的使用功能是附近農田的灌溉和給養殖專業戶提供水源。某水庫土石壩工程的基本情況見下表1所示。

從以上某土石壩工程的基本情況可看出，此水庫的修建年代較早，屬于年久失修狀水庫類型，且其蓄水能力和庫容等都較小，屬于小型水庫。

1.2某土石壩使用功能特征

本文列舉的土石壩工程主要是用作周圍農田的灌溉和供給養殖用戶水源，這是其主要的功能特征。

2、土石壩工程滲漏原因分析

2.1白蟻活動導致滲漏

白蟻屬于群居類動物，在水庫土石壩土基層環境下生長活躍，從而在土石壩基礎內形成巢穴，導致土石壩體的滲漏。

2.2土石壩土質參數不達標

在土石壩防滲工程施工前要對現場地質進行有效的勘察，并選取基層的土樣，利用實驗的方法確定相關的參數。通過擊實試驗，測得的數據如下表2所示。

由上表2中的數據可知，填筑土的壓實度相對不均勻，壓實度值也不達標，所以壩體存在很大的滲漏風險。

2.3土石壩空間防滲性能差

對壩體進行選擇性的注水實驗，實驗數據及結果分析可知，注水K值相對跨度較大，填筑土的滲透性為弱透水，屬于中等透水。另外進行的幾次實驗，也同樣出現了中等透水的現象，可見，土石壩體空間的防滲性能較差。

3、防滲加固措施分析

3.1防滲方案建立

本工程的防滲加固方案主要結合相關的工程實踐經驗和土石壩體的實際情況，綜合各種因素選用的防滲加固方案是用高壓灌漿造防滲墻的措施。

采用防滲方案的技術參數：防滲墻頂高程為183.83m，本實施方案對壩體進行分段設置，設計成若干樁號，便于施工。高壓噴射灌漿的孔距為0.5m，樁的直徑為大于等于0.60m，孔斜率≤0.65%，最大的防滲墻高度與一般的防滲墻高度相比較，要高出20%左右，本工程采用的最大防滲墻高度為15.8米，防滲面積為1456m2。

3.2防滲方案技術要求

高壓噴射灌漿工作原理

采用高壓泵等機械加壓方式，將經預制完好的水泥漿進行相應的加壓措施，壓力在30MPa左右，通過高壓軟管將相應的水泥漿輸送到噴頭上，然后從噴嘴出噴出來，對土體進行有效的切割等。同時相應的鉆桿是由轉速進行提升的，通過這種方式形成一定強度的地下防滲構筑墻體。

（2）高壓噴射灌漿造防滲墻的工藝流程

具體的施工工藝如下：

①造孔

造孔的過程相對較為復雜，需要實時記錄孔深的鉆進進度，并保證孔的位置偏差保持在一定的范圍內（≤5cm）；另外，要將鉆孔的記錄進行有效的整理，包括鉆孔時間、孔斜率、孔深等。在鉆孔完畢后要找相關的值班人員進行簽字確認，防止鉆孔被堵塞，造成工作的失職。

②下注漿管

按照設計的孔深，采用穩平快的方式將漿管進行下注，下注漿管是應保證不發生一定程度的偏斜，保證噴嘴和漿管口在一條直線上，同時也要預防漿管下注過程中的堵塞。

③噴射灌漿

灌漿時間保持在1-3min，待注漿完畢后，在注漿口會出現冒泡的現象，此時可以用勻速對注漿管進行緩慢提升直至拔出。同時要安排相關的現場施工的值班人員時刻關注相關的注漿流量，壓力等參數數值，并且按照施工要求做好相關的記錄。

④技術參數分析

根據施工時間和施工次數，總結施工過程中的高壓噴射灌漿的技術參數，現將相關數據列表3分析如下：

⑤施工后檢查

在高壓機就位后需要進行相關的試樁流程，按照規定的參數進行噴漿，并將噴管之間的距離保持一致。在正常的噴射施壓完成后要進行施工后的檢查工作，按照相關的檢查原則進行記錄并留存，供日后維修檢驗時查找。

4、結語

針對于水庫的土石壩防滲加固工程的相關技術要點，從高壓灌漿到技術實施的全過程進行相應的理論實踐分析，可知在土石壩防滲加固作業中，需要各施工階段的緊密協作，并按照相關的施工規范施工，保證整個施工過程的連續性。同時，在選取使用防滲加固措施及施工技術時要注意因地制宜，同時也要按照實際工程進度合理安排施工技術。

參考文獻：

[1]王天星. 混凝土防滲墻在土石壩防滲加固中的應用研究[D]. 合肥工業大學， 2010.