水库大坝防渗加固施工技术探讨

王卫明（湖南欣盛建设有限公司，湖南　常德　415000）



水库大坝防渗加固施工技术探讨

王卫明（湖南欣盛建设有限公司，湖南常德415000）

水利工程建设是我国一直较为关注的问题。我国水利工程建设历史悠久，早期的水利工程技术不够先进，年代久远，加之经受多年的雨雪侵蚀，因此难免存在严重的质量问题和安全隐患，提高水利工程堤坝防渗加固技术是相关部门要高度重视的问题。

水库；大坝；防渗加固

1　引言

许多水库大坝由于长期缺少正常的维修，开始出现老化失修等问题，再加上新问题的出现，由于原本的条件限制，水库本身的工程标准偏低，质量无法满足现阶段的要求，久而久之就出现带病运行问题。这样的病险水库大坝直接会影响工程效益的发挥，成为安全的心腹之患，对于广大人民群众生命财产安全带来严重影响。

2　水利工程堤坝防渗加固概述

水利工程堤坝出险主要包括渗透破坏、滑坡、开裂和没治。在这几种出险问题中，渗透破坏是常见性问题。因此，堤坝防渗加固十分重要，而且处理堤坝防渗问题要遵循一定的原则和科学的方法。堤坝防渗加固要遵循科学的原则，在坚持一定标准的前提下才能保证防渗加固的方向准确。同时，科学合理的方法和先进的技术是进行堤坝防渗加固的保障。堤坝渗漏的原因多种多样，因此在技术选择上也要具体分析渗漏的原因，对症下药才能有效提高防渗加固的效果。随着我国科学技术的不断发展，水利工程堤坝防渗加固方面的技术也有所提高。

堤坝防渗加固首先要选择优良的加工用料，再结合先进的技术检测，技术施工才能提高堤坝防渗加固的质量。因此，不断探索堤坝防渗加固的技术对保障水利工程作用的发挥十分重要。综上所述，水利工程堤坝防渗加固要针对不同的破坏现象要采取不同的技术措施进行补救。一般我国防渗加固采用的主要方式是灌浆或防渗墙措施处理渗透和加固问题，常用的堤坝灌浆防渗加固法有劈裂式帷幕灌浆法。

3　水库大坝防渗加固施工技术

3.1堤坝灌浆防渗加固法

这是比较保守传统的防渗加固方法，具体分为劈裂式帷幕灌浆法、低压速凝式灌浆法、高压填充式灌浆法、锥探灌浆等。每种灌浆法的主要区别是根据渗漏方式的不同采取的操作技术也各不相同。

（1）帷幕灌浆法

采用这种防渗技术首先得分析堤坝是否垂直，使用简单的钻具例如浅孔轻便钻机，孔距通常控制在3m。第二步是是灌浆，顺序是先下部后上部，每次的灌浆量不要太大，多重复灌浆次数；泥浆由稀到稠，循序渐进；压力先大后小，进行灵活的掌握。在坚持上述要点后，能够杜绝灌浆过程中冒浆、串浆等现象的出现和发生，对替身质量的改善、坚固度的提高起到积极地作用。

（2）使用高压填充的灌浆方法

这种方法主要用于坝基的防渗中，但是如果坝身出现蚁穴或者是溶洞时同样可以使用这种方法来解决问题。在对堤坝进行灌浆时需要使用长达几十米的钻孔机来转孔，一般将整个坝基从上到下转透，然后每个1.5～2m的距离设置一个孔洞，再用混凝土将孔洞填实，就可以解决孔洞的渗水问题了。

3.2建造截渗墙等防渗体

我国常用的堤身防渗处理方法。堤坝截渗墙的使用要注意采用比较薄的墙和价格低廉的材料，这有利于降低工程成本。如果有必要，也可以选择加厚堤坝本身或是重新填筑堤身的方法，但是其资金耗费大、耗时长。对于砂卵砾石含量相对较高的地层，主要采用的是冲击钻及其他开槽方式相互配合，提高了造墙的成本，此类地层险工段的防渗处理，也可采用盖重排水减压反滤保护等措施。

科技的发展促使水利工程堤坝防渗加固的手段在不断更新，防渗加固技术要遵循建筑原则，注重科学性和实效性。对于不同的渗透方式，应选择不同的加固措施进行防护，具体有效的方法才能解决具体的问题。水利工程堤坝防渗与加固技术的开发与应用十分重要，应受到广泛的关注，在防范过程中加深对防渗加固技术的探索是解决问题的关键。

4　水库大坝防渗加固施工实例分析

4.1工程概述

某水库集雨面积2.92km2，总库容237.5万m3，是一座集农田灌溉、供水的综合利用的小（Ⅰ）型水库。水库枢纽工程由大坝、溢洪道和放水涵洞组成。大坝为均质土坝，坝顶高程63.0m，粘土心墙顶高55.0m。最大坝高30m，坝顶长176m，坝顶宽5m。正常蓄水位61.0m。工程于1970年10月动工，1972 年5月建成。2010年8月开始实施除险加固，对大坝、输水涵洞进行了全面防渗处理，防渗效果显著。

4.2工程存在的主要问题

根据地质勘察资料，坝体填筑土砂砾含量高，土质不均匀，填筑质量不均一，大坝粘土心墙高度不够。部分坝体存在渗漏水问题。勘察钻孔坝体填土中进行孔内注水试验28段，坝体渗透系数K的最大值为1.81×10-3cm/s，大部分属中等透水性。左右岸坝基为强风化岩，具有中等和强透水性。输水涵洞为石砌矩形涵洞，局部漏水。根据运行管理观测数据，高水位时大坝两端及坝体渗漏严重。

建库以来，经多次粘土坝体心墙灌浆。2004年对迎水坡高程53.0m至坝基进行高压旋喷灌浆，53.0m高程至大坝顶采取土工模铺筑，但效果不好，还存在渗漏现象。

4.3防渗加固措施

针对梅山水库大坝填筑土的性状和坝体结构布置特点。坝体全坝段采用高压旋喷桩防渗，两坝肩坝基帷幕灌浆，输水涵洞采用钢管套砌的加固措施。大坝防渗措施见图1。

图1　大坝防渗措施

4.3.1高压旋喷防渗墙

根据渗漏情况，坝体进行全断面防渗处理。在坝顶进行单管高压旋喷构筑垂直防渗墙。在坝顶桩号0+08.7～+176沿轴线布置设旋喷孔一排，孔距为0.5m，桩孔径为0.6m，桩与桩搭接≥0.1m，灌浆孔采用由疏到密的原则。分二序施工，第一序孔距为1.0m，第二序孔距0.5m。旋喷桩的底部侵入坝基面以下1.0m，钻孔深度坝顶至坝基岩体平均深度16.67m，旋喷桩材料采用32.5R普通硅酸盐水泥。

施工时分两序孔间隔进行：①单管旋喷桩防渗墙的设计指标。渗透系数：K≤5×10-6cm/s，渗透破坏比降＞80，28d抗压强度＞2.0MPa，混凝土拌和度密度＞2.1g/cm3；②单管高压旋喷桩施工参数：浆液喷射压力为25～40MPa，浆液流量为70～100L/min，浆液为水泥比重为1.4～1.5g/cm3，提升速度为10～20cm/min，旋喷转速8～16r/min，孔斜率≤1%，渗透系数：K≤5×10-6cm/s；③施工顺序：旋喷桩防渗墙采取二序法，由二组桩相互搭接，分二次成墙，先施工“1”序孔然后施工“2”序孔，完成一个施工单元，其施工顺序见图2。

图2　施工顺序

4.3.2帷幕灌浆防渗

大坝左右两岸坝基为强风化岩和弱风化花岗岩，岩体破碎，裂隙发育。施工时未进行有效的地基处理，防渗性较大。其中有三个孔（ZK1、ZK5和ZK6）钻孔在弱风化花岗岩钻进时出现漏水，无回水现象。该场地强风化岩和弱风化岩试验渗透系数为6.569×10-5～1.81×10-3cm/s，属于中等～强透水层。需要进行帷幕灌浆处理。在坝顶左岸桩号B0+008.7～B0+035和右岸B0+133～B0+173布设帷幕灌浆孔各一排，孔距2.0m帷幕灌浆才用二序法施工。开孔直径110mm，终孔直径75mm，采用干法造孔，底部达到相对不透水层（q＜10LU）下2m。采用充填灌浆，由上至下。

4.3.3输水涵洞改造

输水涵洞原为浆砌条石箱涵，尺寸1.0m×1.7m，长度135.0m，现改造为钢管DN800。管安装包括始装节、间节和凑合节的安装，钢管安装前对钢管进行防腐处理，并对22处钢管全熔对接焊缝进行超声波检验，检验结果符合CB11345-89Ⅰ级标准。钢管安装完成进行混凝土C20回填，回填时涵洞内顶埋灌浆管，用水泥进行压力灌浆。

4.4大坝防渗加固效果分析

（1）从检查孔压水试验质量成果看，坝基帷幕灌浆灌浆透水率在5.84～9.98Lu之间，小于10Lu。各序孔的单位注水量透水率有依次递减规律，合格率100%，符合设计及规范要求。

（2）经检查，高压旋喷浆防渗墙透水率在2.86～4.86Lu之间，透水率小于5Lu，渗透系数均小于1×10-5cm/s，防渗墙各序孔间搭接良好，墙体连续完整，满足设计及规范要求。

（3）水库除险加固工程完成后，库水位到59.0m，距正常蓄水位2.0m，目前没有发现坝体渗漏现象。水库未加固前水库水位都在56.0m以下运行出现坝体渗漏，说明加固后防渗效果显著。

5　结语

由此可见，在水库大坝的管理维护过程中，防渗加固是是重要且有效的手段之一，其施工直接影响着水库功能的发挥，以及水库后期使用的安全。因此，施工单位和管理单位应该充分重视该项工程，从设计、审查、施工、验收等环节出发，切实做好水库大坝的防渗加固处理，保证防渗加固质量，确保水库大坝的安全稳定运行。

［1］张璐.大坝防渗中的帷幕灌浆施工方法分析［J］.中国新技术新产品，2015（17）：112.

［2］侯素花.水库除险加固工程中大坝防渗处理［J］.农业与技术，2015，35 （8）：29.

［3］方光明，周海峰.劈裂灌浆技术在大坝防渗工程中的应用［J］.中国科技博览，2014（1）：200.

王卫明（1968-），男，主要从事水利水电施工工作。

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