粘土心墙土石坝工程防渗施工的技术处理

陈鹏飞

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.14.076

摘 要：粘土心墙土石坝属于一种常用的坝型，是经过各种土料、石料等混合处理过后不断地碾压形成的。使用此种方式进行防渗施工具有相对比较简便、施工操作简单、工序环节少、应变性比较小、便于日常维修等优点，同时还可以节省材料。该文笔者以某粘土心墙土石坝工程为例，根据大坝渗漏的主要原因以及类型，分析了粘土心墙土石坝防渗施工的技术处理措施。

关键词：粘土心墙 土石坝 防渗施工

中图分类号：TV543 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）05（b）-0076-02

1 大坝渗漏的主要原因与分析

1.1 工程基本情况

某水库项目总容量是1 980万m3，通常用于农作物灌溉，但是也可进行发电、水产养殖等。主坝是一般土坝，利用粘土粘附避免出现渗漏的情况，坝底则使用帷幕灌浆填筑。下文内容将根据此大坝的现状探究粘土心墙土石坝工程施工建设所用的防渗技术。

坝底出现渗漏的主要原因有：（1）大坝施工建设之前没有完全清理坝底，水库使用过程中出现渗漏；（2）施工环节缺乏截水槽设置，或是位置安放不合理，导致没有起到任何截水作用。

1.2 坝体渗漏的主要原因

坝体出现渗漏的主要原因有：（1）土料不合格，施工使用的土料存在问题，不能满足基本的使用要求，会出现渗漏；（2）工程施工建设是分工分段进行的，整体进度不同，填筑的土层不一致，后续的环节不能有机地结合在一起，相邻的区域往往会出现松土带；（3）施工过程中设备准备不到位，坝体的碾压使用石碾，技术相对比较落后，碾压经常会出现不平整的状况，下游地区会出现渗漏等情况；（4）坝体填筑不合理，土层堆积过厚，机械设备部充足，不能完善地处理相关问题，因此造成土层上紧下松。

1.3 绕坝渗漏的主要原因

绕坝出现渗漏的主要原因有：（1）施工过程中整体夯实程度不到位，截水槽没有合理安放，坝底清理不彻底，造成岸坡连接性不强；（2）周围岩体损坏，透水量严重；（3）防水装置在坝体内，内部的截流工作没有做到位。

2 粘土心墙防渗施工的技术处理措施

2.1 粘土心墙套井处理施工

粘土心墙土石坝施工过程中，土质夯实应该做到位，避免出现渗漏的情况，粘土心墙自身的紧密度比较高、抗剪性水平比较高，同时还具有一定的收缩性，一般要求的实度是0.96，粘土心墙整体渗透指数低于10×10-5 m/s。

2.1.1 现场击实试验

粘土套井实施过程中应该进行减压，正常土料的含水量为21%，密度是1.6 g/cm3，渗透指数是11.73×10-7 cm/s。实际使用过程中抓钻机型号为8JZ-110，基本动力是22 kW，以此分析施工现场的控制参数信息，夯实20次，填土厚度约30 cm，夯实锤的直径超过800 cm，控制高度范围是2 m。

2.1.2 套井开挖

粘土防渗墙使用的抓钻机型号是8JZ-110。施工整体的操作过程有凿孔、回填、夯实。需要凭借机器本身的重量不断地从井中抓出土，然后将土堆积到小车上，等到下次冲击使用。不断地循环，保证总体的挖掘深度。

2.1.3 套井的回填

正常套井回填标准是在基岩50 cm处，水泥和土的比例是1∶5。正式套井回填任务执行过程中，应该确保夯锤的力度和高度一致，最终夯实的密度符合要求。套井回填过程中，设置的距离、夯实次数以及填土要求都应该按照标准进行。当回填任务距离整个顶部只有2 m时，应该调整夯实的间距，避免坝顶出现裂缝或是隆起。

2.2 质量检测

粘土回填施工之前，需要检测人员审核回填底部的具体情况，保证底部没有任何的杂物、碎石等，所有需要处理的都全部完成。回填使用的土料不应该有任何的树根、草皮等，填筑应该按照标准进行，整体厚度范围为30 cm。

回填任务完成之后，应该检测项目的含水量、紧密度以及渗透性等。所有的检测人员应该在井深2～3 m处选取材料，进行检验，一般需要检测3次，明确注明检验时间、检验结果等。符合标准的要求是检测结果不合格比例不能超过90%，不合格的土料不能大面积分布。

2.3 施工中出现的主要问题以及对策

井壁倾斜问题和调整措施。施工过程中经常会有土质不均匀的现象，井壁就会出现偏移。应该使用以下几种方式进行：钻头的冲击应该根据情况进行处理，不断振动会造成井壁的位移，然后再修正偏斜现象。使用锚桩进行固定，螺旋栓拧紧整体的支架。机器软土和硬土需要同时调整，避免出现倾斜不断扩大的现象。倘若是因为钻头的长短不一致，应该及时调整叶片。

第一，深孔渗水问题和调整措施。出现渗水的深孔，应该使用钢护筒进行保护，同时钢护筒中应该有渗水孔，及时地排除渗水，等到所有的渗水处理完成之后，再次进行回填。

第二，深孔塌方问题和调整措施。粘土心墙土石坝整体的土质非常软，一旦出现渗水，就会疏松土质，应该不断地打孔及时渗水。施工中一般使用的是三排套井，能够处理上游、中游、下游的水流的疏散，保证回填粘土的质量，避免出现塌方。

第三，裂缝问题和调整措施。施工环节遇到裂缝的情况非常多，需要在裂缝处安置主排孔，避免裂缝一直延伸扩散。经过上述的总结可以清楚地知道存在的问题以及相关的解决方式，对于今后的施工建设有很大的帮助。

2.4 套井底部的固结灌浆施工

水库位置基本的要求是57 m，距离坝堤的高程是50 m，同时有7 m的水头。基岩和排水孔之间留有0.3～0.4 m，便于后续进行固结灌浆，加固防渗管理性能，工程灌浆施工建设要满足的质量要求，正常的孔距范围是2.5 m。一般的灌浆过程可以划分为3个阶段，每0.5 m属于一个阶段，以此类推。灌浆建设初期不需要使用压力进行，借助速凝剂就可以完成任务，通常灌注过程中灌浆压力水平应该低于0.2 MPa，形成相对比较合理的固结灌浆以及帷幕灌浆，避免出现渗漏。

2.5 帷幕灌浆

防渗施工工程建设整体坝体位置不同，加固方式也会有一定的影响，坝体粘土套井防渗处理使用固结灌浆的方式，辅之帷幕灌浆进行防渗加固建设。

帷幕灌浆过程中需要借助中轴线，正常的偏移标准是37.5 cm，然后根据帷幕灌浆的各个范围说明不同坝段设置的距离标准，一般的简单的范围是20 m，实现山体之间的连接处理，形成有效的防渗防护通道。帷幕的建设不能低于透水层5 m，这是标准的施工范围；同时需要使用粘土进行坝体的回填建设。防渗工作的开展要求通道应该干净，能够随时进行帷幕灌浆测试，测试审核通过之后，按照基本参数说明各项信息，检验整体的数值标准。实验过程中会借助钻机打孔，然后使用56 mm的金刚钻进行基岩的处理，直接深入岩层内部进行岩部的变化，深度范围是15 m。正常灌浆结束之后，应该对孔壁进行整体的冲洗，确保最终的冲洗压力水平比高于整体的80%。灌浆施工使用的多数是硅酸盐水泥，整体的处理方式是自上而下，采用分段的方式进行，起初都是非常稀，最后会不断浓稠，最终达到可使用的标准。

灌浆施工过程中容易出现漏浆以及冒浆的现象，因此应该按照实际情况做出分析，按照限量、封堵、低压以及灌浆等方式逐一处理各个问题。

3 結语

在粘土心墙土石坝工程施工过程中会出现很多异常情况，比如施工地质条件比较差、大坝建设施工存在差异、部分建设没有按照标准进行等。要想成功避免施工过程中出现渗漏，应该严格按照各项要求和整体施工建设的参数信息，确保最终的灌浆效果能够达到满意的标准。施工环节还需要考虑施工的地质条件以及总体情况，分析存在的各个问题，保障工程施工顺利进行。

参考文献

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[2] 畅海峰.粘土心墙土石坝工程中防渗施工的工艺分析[J].中华民居（下旬刊），2013（1）.