水库大坝加固技术及防渗对策

摘要：在水利工程的长期使用过程中，要随时对大坝进行安全监测，并及对进行除险加固，做到防患于未然，确保水库大坝的安全运行，保护人民的生命财产与安全。本文介绍了几种水库大坝加固技术。

关键词：水库大坝；加固技术；防渗；对策

中图分类号：TV698.2+3文献标识码：A文章编号：

一、水库大坝加固技术

1、截渗墙技术

截渗墙为临河截渗。其作用是加固坝体,降低大坝浸润线出逸点,确保大坝的安全。截渗墙技术分为两种:一种是水泥土截渗墙其造价最低;一种是混凝土截渗墙,其造价较水泥土截渗墙略高。混凝土截渗墙是在地面上进行开槽施工,在地基中以泥浆固壁,开凿成槽形孔或连锁桩柱孔,回填防渗材料,筑成具有防渗性能的地下连续墙。水泥土搅拌桩截渗技术是利用多头小直径深层搅拌机具把水泥浆喷入土体并搅拌形成水泥土,以水泥为固化剂,固化剂和土体之间发生物理化学反应,使土体固结成具有良好整体性、稳定性、不透水性,并具有一定强度的水泥土截渗墙,以达到截渗的目的。

2、高压喷浆技术

在水库大坝的防渗加固工程中,高压喷射灌浆技术与常规砼防渗墙相比,可不同程度地降低工程造价,具有开挖量小,施工方便,占地少,对临近建筑物影响小等特点。此项技术很大程度地提高了大坝的防渗抗灾能力,减轻防洪压力,对保障人民生命财产安全以及社会经济发展将起到积极的作用,其社会效益是十分明显的。

（1）钻孔

与一般的钻孔一样,多采用泥浆固壁回转钻孔。造孔过程中做好充填堵漏,使孔内泥浆保持正常循环,返出孔外,直至终孔。跟管钻进,边钻进边跟入套管,直至终孔。钻进时应注意保证钻机垂直,偏斜率宜≤1%;下入喷射杆。泥浆固壁的钻孔可以将喷射杆直接下入孔内,直至孔底。

（2）墙体位置的确定

根据设计要求平整好场地,要求场地内地下无障碍物,对某些作业地基软,不平整,有可能引起整机翻倒引起的事故的地段,一定要采取防范措施,在平整场地上对墙体中心线进行测量定位。

（3）喷墙管理

应控制好掘进速度和灌浆压力、提升速度,送气量的大小应使浆液成沸腾状为宜。灌浆阶段浆液不能发生离析和不允许发生断浆现象,保证墙体均匀,无夹心层,若发生管道堵塞或因故短暂停机,应迅速抢修。

3、灌浆治漏加固技术

（1）坝体、坝基帷幕灌浆

主要充填漏洞和缝隙,防渗裁漏,通过灌浆加固,形成防渗体。此方法适用于浆砌石重力坝。

（2）坝上游面固结灌浆:

堵塞漏洞和缝隙,加固补强坝体和提高防渗性能,以进一步提高坝体的承载能力和完整性。

（3）坝下游面追踪固结灌浆:

在下游坝面有漏水或溶蚀物出逸的地方,造成水平孔或斜孔,埋注浆管进行灌浆,以堵塞漏水通道和坝体空洞、裂缝,加固坝体,增加坝面稳定性和抗冲刷能力。这种反向灌浆工艺,非常适合拱坝和支墩坝工程,对重力坝工程只有搞清扬压力并设排水孔也可采用。采用这种方法时最好是坝前无水。

（4）坝面重新剔勾缝

剔缝后,用高标号水泥砂浆、干硬性预缩水泥砂浆或用防水材料配制高标号水泥砂浆勾缝,提高坝面防渗漏能力及坝体稳定性、整体性和抗冻融、抗风浪淘刷能力。此方法即“前堵、中截、后追踪”灌浆治漏加固法。

（5）灌浆治漏加固技术布孔和造孔应遵循的原则

a．帷幕灌浆布孔:在漏水坝段沿坝顶中心线,以孔距3m、孔径50mm或75mm为宜,或根据试验确定孔距。孔深钻至漏水部位以下1m～2m,如接触带或基岩漏水,钻孔可钻至不透水基岩以下lm～2m。造孔可一次性造孔,也可分序造孔,破碎地带上下分段造孔、分段海浆,同时在浆体凝固5-7天后,再继续向下钻孔,以防止卡钻、埋钻事故发生。坝体与基岩接触部位和坝基灌浆,也可采取在上游坝脚打斜孔或垂直孔灌浆堵漏,但造孔前应先清基,在坝脚浇筑0．3m～0．5m厚混凝土,待凝固后再打孔。垂直或倾角小于5。的帷幕灌浆孔,其孔向的偏差值不得大于规定值。

b、坝上游固结灌浆布孔:在漏水部位呈“梅花”型,钻孔间距和排距l～3m为宜,根据漏水情况确定,钻孔位置选在砌石“了”缝中;在裂缝部位,可沿裂缝每lm布设一孔。孔径为42mm,孔深0．7～1．5m,根据坝体实际情况确定。

c、坝下游面追踪固结淄浆布孔:在裂缝部位沿缝隙每1m布一孔;在其它渗水部位,按照“梅花”型布孔,排距和孔距2～3m为宜,布孔位置在“T”缝中,也可适当加密布孔。孔深和孔径同坝上游面。

二、防渗对策

1、垂直防渗措施

以混凝土防渗墙为例。混凝土防渗墙的主要优点是可以适应各种不同材料的坝体和复杂的地

基及水文和工程地质条件。如处理坝体、坝基整体防渗，可从坝顶建造防渗墙，直达基岩，墙的两端与岸坡防渗设施或岸边基岩相连接，墙的底部可嵌入新鲜岩层或弱风化基岩内一定深度。如仅处理坝基防渗，其防渗墙上部应与坝体的防渗体相连接，并深入一定的深度。在处理中只要严格控制质量，是可以达到彻底截断渗透水流的目的的。这是病险水库防渗加固常用的一项措施。

在混凝土防渗墙施工中，必须确保施工质量，尤其应注意两槽孔混凝土墙间连接问题，这是保证防渗的关键。在连接部位，从孔口到孔底的任一高度连接的墙厚必须达到设计厚度，而且混凝土墙间必须连接紧密，不能有夹泥层，以防渗透破坏。

2、水平防渗措施

水平防渗分水平铺盖与排水减压设施。

（1）水平铺盖加固

加固水平防渗铺盖，必须检查地基及坝址工程和水文地质状况。这是做好防渗加固的先决条件。通过勘察，了解坝基砂砾石平面和空间的分布情况、层次性质和分布规律以及地下水动态特性和渗透途径等，以便针对不同的具体条件，可能发生的问题、性质和程度，以及已成的铺盖情况，确定加固铺盖的具体尺寸、范围，铺盖层下是否需要增设反滤层，是否有软弱基础需要处理。同时，还要调查加固铺盖土料的料源、数量、级配、最大干容重、最优含水量、渗透系数和允许坡降等。在加固水平铺盖时，根据补做的详细勘探试验资料，做出覆盖冲积层的地质削面图，进一步查明各层颗粒级配、渗透系数和允许渗透坡降等。一般来说，应满足的条件是：（1）铺盖下卧冲积层内渗透坡降，不能超过冲积层土沙的允许渗透坡降，达到地基渗透稳定；（2）通过铺盖的渗透坡降不能超过铺盖土的允许坡降，达到铺盖填土渗透稳定；（3）下游渗流出逸处的剩余水头，不至于产生渗透破坏，达到渗流出口渗透稳定；（4）渗流量小于允许损失量，达到渗流损失量最小。这四条中，以第一条最为重要。为了满足上述四条的要求，正确的加固设计，主要是确定补强的长度、厚度、密实性及渗透性。铺盖长度应保持一定的水平渗径，防止接触冲刷及内部管涌，并结合下游排水减压设施，使出逸坡降小于允许值。铺盖有效长度是指增加铺盖长度，虽然可以减少自铺盖前端进入坝基的渗流量，但通过铺盖本身渗入坝基的渗流量却相应地增大，在达到有效长度后，再增加长度就不再减少渗流量。铺盖有效长度是随铺盖不透水性增加而减小，随铺盖厚度、坝基深度、坝基渗透性及水头的增加而增长。均质坝底为不透水轮廓，铺盖长度可适当减短。对地质层次复杂的，最好根据电拟试验来确定。铺盖厚度与密度应满足铺盖本身的渗透稳定的要求，而不至于被水头渗透力穿破。一般采用碾压施工时，铺盖前端厚度为0.5～1.0m，末端与坝体接合处厚度为1/6～1/10水头，均质坝体可稍薄些。如土料透水性较大，密实度较低，还应加厚。铺盖透水愈小，厚度愈大，防渗作用愈好，一般应是地基的几百分之一，甚至上千分之一。铺盖加固应严格控制质量，特别是接触部位，更要保证质量。铺盖与地基接触处，如地基透水性大、级配差的砂砾石层，则应加铺反滤层，以免水库蓄水后，加固的铺盖，重复发生裂缝、塌坑等。在加固铺盖时，应采用碾压法施工。在特殊情况下，如不能放空水库时，也可利用水中倒土、深水抛土、冰上凿孔抛土及人工放淤等方法，但只能作为加固的辅助手段。

（2）排水减压设施加固

排水减压设施一般采用导渗沟、减压井及水平盖重压渗等设施。对导渗沟的加固，应根据设计要求，严格掌握层间关系，防止导水沟淤堵。一旦发生淤堵情况或局部破坏，应及时清除和翻修。导渗沟的断面应满足正常排除渗水的要求，不足者，予以扩大。导渗沟还应有一定的纵坡和排水出路，如发现有积水，应及时加以整修，使渗透水能够及时地排除。对减压井的加固，主要是解决井内淤塞，起不到减压作用的问题，应及时冲水清理，但不要破坏井壁反滤层，以免失去反滤作用。还要防止人为地向井内投小块石，如已发现，应及时设法清除，并加强井口保护，以防再次发生。对水平压渗盖重设施的加固，如发现反滤层失效或压渗厚度不够，应及时翻修，满足设计厚度。

参考文献：

[1]刘淑芝.周家水库大坝混凝土防渗墙工程施工方法[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2010,(10).

[2]王辉.影响混凝土防渗墙施工质量的因素分析[J].科技创新导报,2010,(28).