水利堤壩工程防滲加固施工技術(shù)

韓園

一、 引起堤壩滲漏的原因

（一） 壩體裂縫

壩體裂縫是常見的造成壩體滲漏的原因之一。由于在水壩蓄水的過程中大量勢能累計(jì)，使壩體難以承受巨大的水壓，從而導(dǎo)致壩體出現(xiàn)裂縫。

（二） 滲漏管破裂

滲漏管破裂會致使壩體本身滲漏程度加重，由于壩體內(nèi)部本身設(shè)有具備一定排水功能的滲漏管，一旦滲漏管出現(xiàn)破裂，則無法穩(wěn)定調(diào)節(jié)滲漏的速度，使壩體受水流侵蝕加快，從而產(chǎn)生危害。

（三） 年久失修

因?yàn)閴误w年久失修，導(dǎo)致壩體質(zhì)量下降，使壩體裂縫。這種裂縫的范圍通常會很大，一旦開裂十分危險(xiǎn)。整個壩體的老化程度相當(dāng)，壩體一旦出現(xiàn)裂縫則會很容易向著整個壩體的薄弱環(huán)節(jié)擴(kuò)散，從而出現(xiàn)滲漏甚至決堤。

（四） 白蟻災(zāi)害

水利工程堤壩出現(xiàn)滲漏的一大原因便是蟻穴。螞蟻會在水壩的堤坡或是壩體內(nèi)部筑巢，同時影響壩體的整體強(qiáng)度，使壩體出現(xiàn)滲漏等現(xiàn)象。白蟻等蟻類對壩體的危害十分巨大，由于大多數(shù)蟻窩會不斷發(fā)展，最終有可能會使整個蟻窩延綿數(shù)十米，使壩體內(nèi)部整體強(qiáng)度大幅降低，會導(dǎo)致十分嚴(yán)重的災(zāi)害。

二、 堤壩滲漏的危害

堤壩滲漏也會產(chǎn)生各種各樣的危害。特別是針對于堤壩本身的安全問題尤其的嚴(yán)重。一旦堤壩滲漏，就會造成堤壩的整體強(qiáng)度遭受損害，進(jìn)而出現(xiàn)更大的滲漏或是壩體破裂。一旦壩體破裂則會使上流的蓄水大量傾瀉到下游來，使下游河岸附近的村莊以及自然環(huán)境遭到嚴(yán)重的破壞。

三、 堤壩防滲加固技術(shù)

在明確堤壩滲漏成因及危害基礎(chǔ)上，本文闡述了如下應(yīng)對措施：

（一） 防滲墻灌漿法

1. 高壓填充灌漿

高壓填充灌漿技術(shù)是通過增大壓力的方式將水泥漿通過灌泥孔噴射進(jìn)土層內(nèi)，并對內(nèi)部出現(xiàn)的溶洞、蟻穴等進(jìn)行填充。利用鉆機(jī)在需要填充的部分打孔，保證孔距在2m范圍左右，并將孔深鉆至2m或深入礫石層左右即可。將高壓填充套管下至填土層左右，用127～167kPa的壓力來對滲漏部位進(jìn)行水泥灌漿，灌漿的順序?yàn)橄壬暗[層后填土層，最后用黃泥漿封口。若是為了應(yīng)對溶洞或者蟻穴，則可以在滲漏部分的附近打孔，先將泥漿灌入，從而將溶洞或蟻穴包圍起來，之后再對溶洞或蟻穴進(jìn)行填充作業(yè)。這樣做能夠保證堤壩內(nèi)部的空隙得以完全填充，使堤壩不會因?yàn)閮?nèi)部空洞以及自身重力而出現(xiàn)塌陷現(xiàn)象。

2. 低壓速凝灌漿

低壓速凝灌漿通常用于在堤壩的高危水位出現(xiàn)的裂縫的搶險(xiǎn)加固。在進(jìn)行低壓速凝灌漿的過程中，需要對出現(xiàn)滲漏的部分的地質(zhì)情況來選擇鉆機(jī)，并對出現(xiàn)管涌的部位進(jìn)行鉆孔。在鉆孔后若是滲漏部分的壓力大于49KPa，則需要利用濾網(wǎng)和填充物對水壓進(jìn)行控制。選用的填充物一般為遇水能夠膨脹的物體，比如專用水凝膠或者黃豆等，等待填充物被水泡漲并將水壓減小后，再向鉆孔內(nèi)部緩慢地注入速凝水泥，速凝水泥內(nèi)添加了特殊的速凝劑，在管涌內(nèi)部的速凝水泥被之前填充在鉆孔的膨脹填充物所捕獲，確保水流不會將水泥從管涌內(nèi)噴出，確保水泥能夠快速地凝結(jié)在管涌內(nèi)部，從而將管涌迅速堵塞。

3. 帷幕式灌漿

帷幕灌漿法通常用于土制堤壩的地基防滲加固。土壩本身會由于沖刷、自重等原因經(jīng)常會出現(xiàn)滑坡和侵蝕現(xiàn)象。為了防止因?yàn)榈虊巫陨淼脑驅(qū)е聺B漏，需要將壩體鉆孔到基巖部位，之后運(yùn)用器材將水泥等灌入到鉆孔之中，使水泥在硬化后與基巖構(gòu)成一個骨架式的整體結(jié)構(gòu)，從而增加壩體的整體強(qiáng)度。隨著近年來灌漿技術(shù)的進(jìn)步，出現(xiàn)了多種新式的灌漿法。例如GIN灌漿法，利用GIN值大致相同的水泥漿進(jìn)行帷幕灌漿，就可以無視地形和地質(zhì)條件制作一個強(qiáng)度相同的連續(xù)帷幕，并在實(shí)際的應(yīng)用上取得了良好的結(jié)果。在鉆孔時可以根據(jù)堤壩的曲度的影響來布置鉆孔位置沿堤壩軸線鉆孔，保證水泥帷幕能夠處于堤壩軸線正中心，從而最大化堤壩強(qiáng)度，并有效減少滲漏的可能。

（二） 排水溝導(dǎo)滲法

1. 導(dǎo)滲溝法

導(dǎo)滲溝法可以利用與水壩下流的導(dǎo)滲和回填。其作用是消除回水邊坡表面土壤中滲出的滲水。為了將這些滲水導(dǎo)流，以防止其侵蝕壩體，則需要在壩體水坡以及其坡口和坡面開挖滲水溝槽，將水流引出壩體。導(dǎo)滲溝法使用的過程中應(yīng)鋪設(shè)反濾材料，以防止水流帶走壩體土壤，這種方法適用于堤背部分出現(xiàn)大面積嚴(yán)重滲漏的情況，一般用土工織物作為反濾材料。導(dǎo)滲溝法也可以降低壩體的浸潤線，使壩體的整體強(qiáng)度得以保障。

2. 排滲溝法

為了防止壩體下游覆蓋層的滲透壓力和承壓水頭而在堤壩部位開溝，從而防止沼澤化、管涌、浸沒和土壤流失的情況發(fā)生。在排滲溝建設(shè)的過程中要注意在溝底和溝側(cè)布置反濾層，挖穿表部的不透水層，并將溝底置于透水層之上。這種排滲溝適用于透水覆蓋層薄的情況。也可以防止壩體土壤隨著水流流失而造成壩體強(qiáng)度降低。

3. 貼坡排水法

貼坡排水法構(gòu)造簡單，并且節(jié)約材料，在維修過程中僅需要維護(hù)緊貼坡下游的砌石即可。貼坡排水法能夠有效保證下游的邊坡不受表層水流的侵蝕，然而貼坡排水不能夠降低浸潤線，且一旦遭受冰凍等惡劣氣候便十分容易失去效果。一次僅僅用于一些中小型工程中的下游無水均質(zhì)壩，以及一些浸潤線不高的中等高度壩。