水利工程中堤壩防滲加固技術要點分析

王少強 王路潭

（河南金鷹建設集團有限公司，河南 平頂山 467000）

1 高壓噴射灌漿技術的概況

高壓噴射注漿法是采用鉆孔，將裝有特制合金噴嘴的注漿管下到預定位置，然后用高壓水泵或高壓泥漿泵(20～40MPa)將水或漿液通過噴嘴噴射出來，沖擊破壞土體，是土粒在噴射流束的沖擊力、離心力和重力等綜合作用下，與漿液攪拌混合，并按一定的漿土比例和質量大小，有規律地重新排列。待漿液凝固以后，在土內就形成一定形狀的固結體。高壓噴射灌漿防滲和加固技術適用于軟弱土層。實踐證明，砂類土、粘性土、黃土和淤泥等地層均能進行噴射加固，效果較好。對粒徑過大的含量過多的礫卵石以及有大量纖維質的腐殖土層，一般應通過現場試驗確定施工方法。對含有較多漂石或塊石的地層應慎重使用。

2 工程概況

本水庫控制流域面積為7.35k㎡，3.39km為主河道長度，河道加權平均比降53.4%。280m為正常蓄水位，105萬m3為總庫容，2340畝為設計灌溉面積，但實際灌溉面積遠達不到設計要求，僅為1840畝，因此，可將本水庫工程看作是一座以灌溉為主，兼顧防洪、養殖等的綜合性水庫。水庫大壩以均質土壩，104m為壩頂長度，284.27～285.10m為壩頂高程，6～7m為壩頂寬度范圍，8m最大寬度，28.88m為最大壩高。自水庫建成運行之后，于建成第二年開始蓄水，后做擴建及加固處理，但此次檢驗發現，在壩體、壩基等部位存在滲漏水現象。壩體為黏土均質壩，壩體填土為中等透水性，下游壩腳具有較為嚴重的滲漏問題，將嚴重影響壩體穩定性，甚至產生更大的危害?；诖耍瑳Q定對大壩進行防滲加固處理。

3 防滲設計方案選擇

因大壩滲漏問題嚴重，應做好防滲處理工作。根據大壩所在地形地貌及當地具體情況，可知所在地區黏土料不足，土料場與壩址之間距離較遠，若采用黏土斜墻處理，將會大大增加施工成本，且防滲效果不佳。為此，決定采用兩種不同的垂直防滲墻方案進行加固處理，具體如下：

方案（1）高壓噴射灌漿防滲方案

方案（2）薄壁抓斗造砼心墻防滲方案

按照工程實際情況，上述兩種方案較為便捷，更容易控制施工進度，能夠有效提升施工質量。兩個方案所選設備不同，在地形地質適應性，施工難易程度等方面均存在不同差距。

第一，地形地質情況。方案（1）順著壩軸線通過鉆孔的方式進行處理，墻體和周圍地形、壩基之間布設較為合理。方案（2）薄壁抓斗造砼心墻防滲墻順著壩軸線設置，按照此次地質勘查結果可知，針對不透水巖層頂板線壩基埋藏不深，采取上述2個方案均與壩址地形地質適應。第二，施工條件及難易程度。方案（1）設備操作簡單，技術成熟，便于控制質量，且具有較低施工成本。但此方案對水泥灌漿具有較高要求，若遇大雨雪天氣，需保護好水泥，施工時間有限，具有良好防滲效果。方案（2）施工速度快，便于施工質量控制，天氣對施工影響小。但相比方案（1）其施工設備較為復雜。第三，加固后工程安全度。上述兩個方案，由滲流角度分析，能夠對大壩存在的滲漏問題進行有效處理。但因方案（1）設備簡單，更易控制施工質量。第四，工程投資評價。通過工程投資分析，方案（1）投資金額為79.8萬元左右，而方案（2）投資金額為94.3萬元左右，由此可見，方案（1）更具經濟性。

綜上所述，本大壩防滲處理可采用方案（1），即高壓噴射灌漿防滲方案。

4 高壓噴射灌漿施工流程

1）鉆機就位：根據設計的平面坐標位置進行鉆機就位，要求將鉆頭對準孔位中心，同時鉆機平面應放置平穩、水平，鉆桿角度和設計要求的角度之間偏差應不大于1%～1.5%。

2）鉆孔：在預定的旋噴樁位鉆孔，以便旋噴桿可以放置到設計要求的地層中，鉆孔的設備，可以用普遍的地質鉆孔或旋噴鉆機。

3）插管：當采用旋噴管進行鉆孔作業時，鉆孔和插管二道工序可合而為一，鉆孔達到設計深度時，即可開始旋噴，而采用其它鉆機鉆孔時，應拔出鉆桿，再插入旋噴管，在插管過程中，為防止泥砂堵塞噴嘴，可以用較小的壓力邊下管邊射水。

4）噴射作業：自下而上地進行旋噴作業，旋噴頭部邊緣或在一定的角度范圍內來回擺動邊上升，此時旋噴作業系統的各項工藝參數，都必須嚴格按照預先設定的要求加以控制，并隨時做好關于旋噴時間，用漿量、冒漿情況，壓力變化等的記錄。根據設計的樁徑或噴射范圍的要求，還可以采用復噴的方法擴大加固范圍，在第一次噴射完成后，重新將旋噴管插到設計要求復噴位置，進行第二次噴射。

5）拔管：旋噴管被提升到設計標高頂部時，清孔的噴射注漿即告完成。

6）沖洗：在拔出旋噴管應逐節拆下，進行沖洗，以防漿液在管內凝結堵塞。一次下沉的旋噴管可以不必拆卸，直接在噴漿的管路中泵送清水，即可達到清洗的目的。

7）移開鉆機：將鉆機移到下一孔位。

5 高壓噴射灌漿質量控制

1）根據設計要求，布設防滲刺墻，墻高技設計標準，墻厚與設計要求一致。子距L一般為2.0m，有效半徑達1.8m，擺角一般為15°（與鋼盤堤接觸處噴射擺角增大為26°左右）。提升速度一般為10cm/min.噴嘴型號為2mm，氣嘴7mm，水壓為29.4～34.3MPa，空氣壓735kPa.對工程中使用的材料質量進行控制，主要控制水泥質量。需復試的材料經監理人員現場見證取樣后送專門檢測部門進行復試，當需要在水泥漿液中摻入外加劑時，應通過試驗確定合適摻量。

2）鉆孔經檢驗合格后，進行孔內和縫面沖洗。采用風、水輪換進行，沖洗時孔口敞開，將風（水）管插入孔底，風（水）反復沖洗，直至回清水后即可結束。壓水檢查在裂縫縫口材料達到一定強度后進行。采用單孔壓水（氣），逐孔檢查，并詳細記錄各孔的外漏情況和漏水率大小。灌漿前，用壓縮空氣將孔內、縫內的積水吹擠 干凈。

3）工程全部施工完成后，質量控制工程師應根據設計圖紙對照施工記錄進一步復核現場施工樁位是否有遺漏；審查檢測單位的資質等級和技術裝備，協助建設單位確定檢測單位。同時為及時掌握處理部位或結構物的動態變化，應從工程開始起每天或每一施工部位開始及完成時均應對施工部位進行沉降的觀測，對一些重要的施工部位如對大壩樁基礎的處理時，甚至每次噴射前及完成噴射后均應進行觀測，以便及時調整處理方案以及分析處理效果能否達到設計的要求。

6 結束語

綜上所述，隨著社會經濟的快速發展，我國水利工程建設投資越來越大。因多種因素制約，大量水利工程均存在不同程度的滲漏水問題，甚至出現更為嚴重的質量隱患。高壓噴射灌漿作為一種高效、簡便、快速的防滲加固技術，在水利堤壩工程加固施工中的應用，可有效控制滲漏問題，避免滲透破壞。為此，在水利工程施工中，必須重視高壓噴射灌漿技術的應用，規范施工工藝，只有這樣才能更好地提升工程整體質量，延長工程使用壽命。