水利工程中堤坝防渗加固的应用研究

2014-12-25

中国新技术新产品 2014年2期

关键词：堤身堤坝帷幕

（黑龙江省绥化市水利水电勘测设计研究院，黑龙江绥化 152000）

水利工程中堤坝防渗加固的应用研究

郑京旭

（黑龙江省绥化市水利水电勘测设计研究院，黑龙江绥化 152000）

文章针对水工建设中防渗加固问题进行了论述，着重分析了堤坝各类出险以及应对的施工方案，针对如何加固堤坝的防渗性提出了相关意见、建议。

堤坝防渗；水利工程；加固

1 出险类别以及应对方案

1.1 出险类别

提防主要的出险种类有：滑坡、没治、开裂以及渗透破坏，其中引发后果最严重的是渗透破坏。渗透破坏主要的破坏表现为流土、渗漏以及管涌和接触流土、冲刷。对其险情进行分析，主要可以可以从三方面进行分析：第一，堤身险情，主要引发因素是不均匀的堤身物质组成分布，且堤身用于填筑的材料密实度不同，由此引发了渗透破坏，诸如，堤身部分壤土为沙壤土、粉细砂或者在堤身上存在裂缝以及空洞，主要的破坏表现为跌窝、脱坡或者是漏洞和散浸。第二，堤基同堤身的接触位置出现险情，主要原因是在筑堤时没有对堤基进行充分的清理，导致在接触带混杂有杂物。最后，则是由于堤基问题，其原因则是由于其中沙壤土以及砂层透水性较强造成。

1.2 选择防渗方案

堤身防渗处理可以使用劈裂灌浆以及锥探灌浆和截渗墙等措施，若是需要还可以通过对堤身进行翻挖重修，对其进行加厚处理。提防截渗墙的工程造价的有效降低是通过降低墙体厚度以及使用廉价材料。目前的枣强方式中深沉法、挤压法和开槽法都能够满足要求，三种方式中深沉法造价最低，当墙体深度在二十米以下时竞争力最强。针对一些施工场所较为狭窄且具有较多地下障碍时，虽然高喷法造价相对较高，但是适应性较高。而地层中含有大量砂卵砾石导致地层颗粒空隙较大，此时采用的方式可以使用冲击钻同其他开槽方式相互配合的方式，给予提防特点，造墙成本也会有所不同，因此对该类型地层堤坝的防渗处理可以用排水减压的方式进行保护，当然也可以采用其他方式。

2 技术分析

2.1 防渗措施

堤坝防渗度的主要处理方式以及处理原则：针对上述问题，我国水工建设堤坝渗透处理技术一般用防渗墙或者灌浆的方式对浸润线予以降低，对于抗滑性以及稳定性的提高则通过压重或者是防滑桩等措施予以提高。而对于堤坝滑坡现象的处理则需要从根本上进行处理，因此必须掌握滑坡出现的原因，土体强度指标的提高以及浸润线的降低是最佳处理方式。随着今年土工材料的发展一些新兴的合成材料被应用于防渗处理中，土工复合膜的应用以及一些加筋材料的应用在土体稳定性提高作业中越来越广泛。而针对坝体基础的渗漏问题，在上游主要通过截堵铺的方式，而在下游则依据排减导原则进行处理。

“截堵铺”主要通过防渗墙、铺盖以及帷幕灌浆的方式对渗漏量予以减少；而“减排导”则是通过减压井的修建以及导渗反滤体的修建、排水沟的修建对压力进行有效降低。

2.2 灌浆防渗方法

2.2.1 劈裂帷幕。劈裂帷幕灌浆方式主要用于对堤身进行加固，避免堤身出险。而灌浆需要依据堤坝自身情况进行具体方案的确定，需要充分考虑堤身曲直，通过简单钻具钻孔，布孔主要方式为直线型以及梅花形。由上至下多次少量灌注；循序渐进调节泥浆的浓稠度，灵活控制压力，由大到小进行灌浆作业。不但能避免灌浆中出现串浆、冒浆等问题同时能更好解决灌浆中出现的局部隆起，使得灌浆沿轴向形成帷幕达到预期的效果，从而改善堤身密实度，提高质量，达到防渗效果。

2.2.2 低压速凝灌浆。低压速凝的灌浆方式主要用于抢救水下高危管涌现象，该种灌浆方式能够适应管涌处的粘土层或者砂砾层地质状况，分别采用30型和50型两种机型钻机进行打孔，继而向孔中注入膨胀物质，通过低压作用向孔中注入添加水玻璃速凝剂的泥浆。膨胀物作用是保证管涌内阻力能够满足灌浆需求，且减低管涌水流速度，避免灌浆时由于水流过快导致泥浆被冲出，如此保证泥浆能够速凝堵塞管涌处。

2.2.3 高压灌浆法。该种灌浆方式主要被应用在基础灌浆中，用以提高堤坝基础密实度，填充溶洞以及蚁穴等结构。在进行基础灌浆时，利用工程钻机从堤顶进行钻孔，保证孔距规格约为1.5米至3米，而当基础钻孔孔深到达砾石层2米后采用高压进行灌浆，并保证从管套下至填土层的堤坝堤身干燥。将灌注浆液率先关注到基础层，继而逐步的进行提升，当达到土层后采用黄泥浆进行封孔。高压灌浆方式主要用于解决由于基础问题而引发的管涌病害。而在对溶洞以及蚁穴进行填充时仅仅需要使用30钻机进行钻孔，将需要灌浆处进行包围布孔，继而灌注填充即可。

2.2.4 灌浆防渗体的形成。通过灌浆对浆砌石坝体进行加固，提高其防渗性能。堤坝上游通过灌浆固结将缝隙以及漏洞进行堵塞处理，对坝体的防渗性以及坚固性予以加强，通过坝体承载力的提升保证坝体完整性。在下游则通过追踪固结，由于下游坝体表面溶蚀物以及漏水处出现的部位会出现斜孔或水平孔，通过埋注浆管对坝体进行注浆作业能够提升坝体坚实度堵塞水涌管道以及裂缝、孔洞，从而提高堤坝冲刷抗击力，保证稳定性，在重力坝中若要采用该种方式进行灌浆则要保证堤坝前无水，因此需要在了解扬压力的基础上设置排水孔。

2.3 混凝土防渗墙技术

2.3.1 高压喷射防渗墙。高压喷射防渗墙是借助于高压射流冲击扰动坝基覆盖层，同时灌入水泥浆，使浆液与被灌地层土颗粒掺混，形成防渗墙。

2.3.2 自凝灰浆防渗墙。自凝灰浆防渗墙是在塑性混凝土墙的基础上发展而来的。使用水泥、膨润土并掺入少量缓凝剂制成“自凝灰浆，在凝固前可作为造孔中的固壁泥浆，完工后自行凝固，形成墙体起防渗补强作用。

2.3.3 帷幕灌浆。帷幕灌浆是把一定配合比的具有流动性和胶凝性的浆液，通过钻孔压入岩层裂隙中，经胶结硬化后提高岩基的强度，改善岩基的整体性和抗渗性。我国常采用孔口封闭灌浆法，对任意孔段的灌浆，其能量消耗为一个定值，对可灌性差的致密地段提高灌浆压力。