陈 军

(贵州省水利水电勘测设计研究院，贵阳550002)

0 引 言

如今，我国大部分水库20 世纪50—60年代建造的，受当时条件的限制，许多工程都存在一些质量问题，如防洪标准不达标，工程质量不好，存在较大隐患。

又加上没有及时维修养护，更新改造，很多水库是带问题在运行，效益下滑。

当前随着经济和科学技术的快速发展，这些水库的渗漏问题就成了必须要解决的问题。

因此，采取一种什么样技术来处理大坝的渗漏问题就值得我们探讨了。

1 大坝渗漏的类型和原因

大坝渗漏的类型和原因主要有3 种:坝体渗漏、坝基渗漏和绕坝渗漏。

1.1 坝体渗漏

坝体渗漏是水库大坝渗漏的主要原因，其产生原因可从4个方面去分析:

1)筑坝质量差，使用土料透水性大。

2)大坝内坡被风浪侵蚀，破坏斜土防渗土体，导致沉孔、管涌、侵润线抬高，进而促使外坡滑坡。

3)大坝受到白蚁的危害，蚁道横贯大坝上下游。

4)坝内涵洞周围防漏工作没落实或涵洞断裂［1］。

1.2 坝基渗漏

坝基渗漏也是导致水库大坝渗漏的重要原因。其产生的主要原因有2个:

1)坝基清理不彻底，建设时未将杂草等杂物清除干净，腐烂后导致坝体与坝基的结合面上出现渗漏［2］。

2)防渗措施缺乏，例如坝基未做截水糟或其深度较浅。

1.3 绕坝渗漏

其产生的原因主要有2个:

1)两岸地质条件不好，覆盖层较薄，且存在透水层或风化岩层。

2)大坝与山坡接头清基处理方式不对，或施工质量差，有的山坡截水糟没有截入不透水层。

2 常用水库大坝防渗技术

常用水库大坝防渗技术主要有以下5 种:劈裂帷幕灌浆技术、高压喷射灌浆技术、振动沉模防渗板墙技术、复合土工膜技术和套孔冲抓回填技术。

2.1 劈裂帷幕灌浆技术

这是一项较成熟的坝体防渗技术，其原理是利用灌浆的方法解决坝体变形和渗透问题。

劈裂灌浆是指沿着坝轴线布置灌浆孔，根据坝体应力分布规律，有控制性的将坝体沿坝轴线劈形，向里灌入型号匹配的浆体，最终让其形成一道垂直于地面方向的接连整体，这样就使坝体渗透问题得以有效解决［3］。

2.2 高压喷射灌浆技术

这项技术的基础是静压灌浆技术，且与水力采煤技术相结合而发明出来的。

它实现的原理是借助射流的力量，将坝下地层进行搅动切割，改变地层原来的结构与组织，将水泥浆射入到坝体中，与坝体形成一体，从而防止大坝渗透［4］。利用此技术形成的坝体结构密度大，强度大，有很好的防渗性能。

2.3 振动沉模防渗板墙技术

这一技术原理为振动沉桩原理。此技术使用的主要机械是振动锤，其是整个振动体系的核心，它会产生强大的冲击力，使模板沉入到地下，再向模板内部灌入浆体，浆体成形后，再将模板提起，浆体在重力作用下，被注入到槽孔内。注浆与模板的提起同步实现，因浆体压力比坝下土体的侧压力大，这就避免了缩壁和塌壁现象。

2.4 复合土工膜技术

复合土工膜有一布一膜、二布一膜等类型，它是将非机织型土工织物与土工薄膜采用挤压、滚压、喷涂等方法形成的，薄膜的作用是防渗防水，织物的作用是提升薄膜强度。土工膜本身无强度，它发挥其作用时须依靠其所在侧面的坝体材料。它作用的发挥与其所处的位置有着一定的关系。因土工膜自身质土柔软，它在坝体中只起到防渗作用，无加固作用，因而，此防渗方法的使用还应与其他技术相结合。

2.5 套孔冲抓回填技术

此技术属柱式防渗法，它是在土坝坝体内修建一道防渗墙，此技术适用于土体大坝渗漏阶段，沿坝轴线一米处布置下单排孔、双排孔，先制作孔洞，再将套孔回填黏性土，将其夯实后，从而建造成一道连续的黏土防渗墙。

此技术机械设备简单，工程完成质量高，防渗效果好，且对回填材料无特别讲究，施要成本低，但不足是回填的量较大。

3 水库大坝防渗设计处理措施

3.1 防渗劈裂灌浆设计

防渗劈裂灌浆设计应注意以下4 项:钻孔平面布局的确定、钻孔深度的确定、浆液的选定和孔口灌浆压力的确定。

3.1.1 钻孔平面布局的确定

如上所述，钻孔位置主要是沿着大坝地基的走向，轴线两侧。孔距依据实际情况确定。在坝顶位置一般会布置两排，排距以1 m为宜。

3.1.2 钻孔深度的确定

钻孔深度的确定要依据坝基应力场深度及工程防渗要求。通常，水库大坝的应力影响深度最大可达到50 m以上，因而，主坝的钻孔深度可为28 m。

3.1.3 浆液的选定

浆液要具有优良的流动性、稳定性，可以采用掺了10% ～15%水泥的黏土而制造的黏土混合液，这种浆液钻入孔内后4 ～5 h可实现自凝，且凝结所成的基底具有很大的强度，抗渗性良好。在灌浆时，把握先稀后浓的规律，密度要依据工程实际情况确定。

3.1.4 孔口灌浆压力的确定

最大孔口灌浆压力与钻孔的深度有着密切的关系，如表1 所示。

表1 孔口灌浆压力表

在进行灌浆时，最初应用较小压力对灌浆操作，随灌浆的进行，孔深的减少，固定时间内，浆液的吃进量会减少，为保证灌浆的速度不受影响，可加大灌浆的压力，但是最大值不应超过灌浆孔可承受的最大压力值。

3.2 施工组织

施工组织主要包括以下4 项:施工准备、施工设备的选定、施工人员的确定和施工技术要点。

3.2.1 施工准备

施工准备包括的工作有:

1)由工程设计人员设定水库大坝防渗工程的工期、质量标准及工程进度，将重要技术的相关试验数据进行归档与存储，并编制报告上交给上级管理部门。

2)进行临时水电线路的确定、安装，进行平整场地、选用施工材料、灌浆浆液等试验。

3.2.2 施工设备的选定

用怎样的防渗技术，就会用到不同的施工设备，若用防渗劈裂灌浆法，就需用全液压钻机，一般根据工程量的大小与施工人员的数量确定液压钻机数量。在全液压钻机工作时，要观察坝体灌浆的压力及孔口的位移情况。

3.2.3 施工人员的确定

工程量大小与工期要求决定施工人员的数量。水库大坝防渗工程中需要的施工人员主要有项目负责人、施工观测员、灌浆员、钻孔员、技术负责人、机械师及后勤等。其中，对钻孔员与灌浆员的要求较多。

工艺流程见图1。

图1 灌浆工艺流程图

3.2.4 施工技术要点

施工技术要点主要有3 点:①灌浆孔必须在一条直线上，且应沿着大坝的轴线进行布置;②向孔口进行灌浆时，按顺序进行，注浆管与孔底之间的距离保持在0.5 m以上，1.0 m以下;③浆液的密度应控制在1.7g/cm3，并且在灌注的过程中，保持先稀后浓的原则，每孔灌浆的次数至少达到5 次，每次灌浆的时间至少应保持5 d以上。

3.3 灌浆过程中常见问题及处理

3.3.1 灌浆过程中常见问题

1)裂缝处理:如果在灌浆完成后出现裂缝，就必须立即进行处理，将裂缝的宽度控制在3 cm之内，避免孔与孔之间的裂缝出现贯通。

2)冒浆处理:若冒浆现象出现在大坝的顶部，或是大坝的坡体，就要先将冒浆的出口挖开，将黏土回填进去，然后夯实。若冒浆出现在钻孔的周围，则可以采用压砂的方法进行处理，处理完毕后，继续进行灌浆。若冒浆出现在大坝与涵管接触的地方，可以采用稠浆间歇灌浆法防止冒浆。

3)串浆处理:当出现串浆情况时，可以使用堵浆塞将冒浆口堵住，进行灌浆，或者从串浆口同时进行灌浆。通常来讲，在灌浆快要结束时，相邻的孔口都会出现串浆现象，这就说明在大坝的地基中已经形成了连续的浆墙。

3.3.2 机械设备的故障处理

灌浆操作中所使用的机械设备使用的强度比较大，很容易出现损坏。机械设备的常见故障主要有以下几种:

1)易损件的定期更换，例如皮圈和网。

2)压力表损坏，只需要拿一支新的压力表替换即可。

3)注浆管发生堵塞，处理方法是将其提起，用清水冲洗，或者使用钢丝伸入钢管内进行疏通。

4 结 语

渗漏虽说是水库大坝的常见问题，但如果不及时地加以处理，就有可能酿成大的问题。随着我国科技的发展，我国对于治理水库大坝渗漏，涌现出了相当多的技术，但是劈裂灌浆技术仍然是当前应用最为广泛的一种防渗技术，它的施工操作比较简单，不仅能够节约成本，而且防渗效果也非常不错。因此，劈裂灌浆技术仍然是水库防渗工程中优选的防渗技术之一。

［1］张洪明. 干支渠渠道防渗技术及其发展趋势探讨［J］. 广东科技，2013(18):152－153.

［2］张学文. 浅析渠道防渗技术在灌区改造工程建设中的运用［J］. 甘肃农业，2013(19):63－65.

［3］邓燕. 水利工程渠道防渗措施分析［J］. 水利规划与设计，2013(10):80－82.

［4］徐伟. 浅谈水利工程中防渗施工技术的应用［J］. 科技与企业，2012(23):214.