關(guān)于水庫防滲處理技術(shù)方面的研究

李 鋒 王 勇

[摘要]對(duì)水庫滲漏的類型、原因進(jìn)行分析,并探討相關(guān)的應(yīng)對(duì)技術(shù)。

[關(guān)鍵詞]水庫防滲

中圖分類號(hào):TV5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1671-7597(2009)1120086-01

由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的原因,我國(guó)早期建設(shè)的水庫現(xiàn)如今較多地存在安全隱患,尤其因滲漏引起的病險(xiǎn)土石壩占有較大的比例。隨著社會(huì)的發(fā)展,原有的許多加固技術(shù)逐漸暴露出缺陷,為了解決這些問題,在這些已有技術(shù)的基礎(chǔ)上,研究人員不斷改進(jìn),提出了許多防滲加固的新技術(shù)。

一、水庫滲漏常見的類型

1.壩基滲漏:水體沿壩基和壩肩透水巖土帶滲流而發(fā)生漏失水量。2.壩體滲漏:水體透過壩身滲流而造成水量流失,加上白蟻危害,洞穿堤身,最后在高水位時(shí)發(fā)生漏水、塌坑、流土而最終潰決。3.出水涵管滲漏:水體通過出水涵管破損斷裂部位,或因周邊止水失效,或因涵管管身不均勻,沉陷導(dǎo)致涵管變形并在其周邊接觸處發(fā)生的水體流失。4.接觸滲漏:水體沿壩體與山體結(jié)合部或風(fēng)化巖層處向下游地區(qū)滲流,當(dāng)水庫大壩加高,溢洪道與壩體導(dǎo)水墻和底板結(jié)合部,未作有效的防滲處理,導(dǎo)致高水位泄洪時(shí),水流向壩體一側(cè)滲流。

二、滲漏成因分析

1.壩體滲漏主要原因:一是筑壩土料差,如含有雜質(zhì),透水性大等,施工時(shí)碾壓不密實(shí);二是壩身單薄,導(dǎo)致滲徑過短;三是壩下排水體堵塞失效或根本未設(shè)排水體;四是壩下原封堵漏洞漏水。2.壩基滲漏主要原因:一是清基不徹底或根本未清基,水庫建成后,不久便漏水;二是設(shè)計(jì)中未考慮截水槽,或者截水槽尺寸不符合要求,截水槽在運(yùn)用中被擊穿。3.繞壩滲漏主要原因:一是兩岸巖體破碎,節(jié)理發(fā)育、透水性大;二是建筑時(shí)岸坡未設(shè)截水槽,或截水槽深度不夠,碾壓不密實(shí),施工中岸坡開挖不符合要求,與岸坡結(jié)合不好;三是多數(shù)放水設(shè)施設(shè)于壩體內(nèi)部,沒有壓涵管,內(nèi)坡截流未做好。

三、防滲處理原理與常用方法

滲流破壞加固方法的原理是上游不使或少使來水滲入壩體或壩基,并使?jié)B水在下游通暢排出,但不帶走壩體或壩基上的土粒,不改變壩體或壩基的變形和強(qiáng)度,即上游防滲、下游排水減壓和導(dǎo)滲。對(duì)應(yīng)不同類型的病害,應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況選用合適的加固技術(shù)進(jìn)行處理。一般處理防滲的原則是“上堵下排”?！吧隙隆笔侵冈谏嫌尾皇够蛏偈箒硭疂B入壩體或壩基;“下排”是指滲入壩體或壩基的水在下游通暢排出,但不帶走壩體或壩基的土粒和不改變壩體或壩基的變形和強(qiáng)度。根據(jù)加固機(jī)理與加固位置的不同,分為壩前水平防滲技術(shù),壩體垂直截滲技術(shù)和壩后減壓排滲技術(shù)三類。

四、防滲加固新方法

(一)往復(fù)式高壓噴射灌漿技術(shù)

往復(fù)式高壓噴射灌漿技術(shù)是在高壓噴射灌漿技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,該項(xiàng)技術(shù)利用攪拌樁設(shè)備為載體,將高壓噴射技術(shù)原理移植在攪拌樁上,在鉆噴一體機(jī)的鉆具上加高壓噴射嘴,在自上而下鉆進(jìn)時(shí),利用高壓水或其他液體介質(zhì)進(jìn)行旋噴對(duì)地層噴射擾動(dòng),鉆噴至設(shè)計(jì)深度后,提升鉆噴一體機(jī)噴嘴,自下而上用高壓水泥漿或水、氣進(jìn)行二次噴射,形成防滲帷幕。

與傳統(tǒng)高壓噴射灌漿技術(shù)比較起來,往復(fù)式高壓噴射灌漿技術(shù)具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì):1.簡(jiǎn)化了施工程序。往復(fù)式高噴臺(tái)車既能鉆孔,又能同時(shí)高噴灌漿,做到一機(jī)兩用。2.提高防滲效果。與常規(guī)高噴比較,往復(fù)式高噴在鉆進(jìn)時(shí)增加了一次噴射,提升時(shí)提高了高噴的工效。3.提高施工質(zhì)量。在鉆進(jìn)時(shí),一次旋噴和提升時(shí)的二次擺噴是重疊的,一次旋噴體使噴嘴附近墻體最薄處得到了加強(qiáng)。4.擴(kuò)大了地層適用范圍。鉆孔和噴漿在鉆進(jìn)和提升中一次完成,解決了常規(guī)高噴在砂、砂礫石、淤泥等地層成孔難的問題。5.降低施工成本。往復(fù)式高噴與常規(guī)高噴相比,能降低工程造價(jià)的1/3～1/4。6.提高工效。鉆進(jìn)和高噴灌漿由鉆噴一體機(jī)完成,減少了工序和交叉作業(yè)的干擾。7.局限性。對(duì)密實(shí)度高且厚度超過15m的漂卵石層和塊石地層造孔困難。其主要使用范圍為砂、砂性土、淤泥質(zhì)土、沙礫石層的堤防和基礎(chǔ)防滲加固處理,深度可大于45m。

(二)復(fù)合土工膜

復(fù)合土工膜在中、低土壩得到廣泛的應(yīng)用,但在高壩上應(yīng)用很少,也無規(guī)范要求。復(fù)合土工膜用于高壩防滲比一般中、低土壩的質(zhì)量和技術(shù)要求有很大的不同,須對(duì)復(fù)合土工膜的材料的選擇,幅間連接的形成、周邊封閉的形式、鋪設(shè)、粘貼的方法,以及復(fù)合土工膜保護(hù),都需要經(jīng)過計(jì)算分析與試驗(yàn)研究來解決。復(fù)合土工膜上面的護(hù)坡要作抗滑穩(wěn)定分析,護(hù)坡可用現(xiàn)澆混凝土、混凝土預(yù)制板、干砌塊石。

(三)托底灌漿技術(shù)

托底灌漿技術(shù)是一項(xiàng)用于大孔隙介質(zhì)的充填灌漿新技術(shù),可以用來構(gòu)成一種懸掛式的水平帷幕。在遇到深厚層大孔隙介質(zhì)時(shí),只需要在有限厚度內(nèi)進(jìn)行灌漿加固,與傳統(tǒng)的灌漿技術(shù)相比,托底灌漿可以很好地控制漿液向底部擴(kuò)散流失的問題,減少漿液的消耗,降低工程造價(jià),達(dá)到良好的基礎(chǔ)加固效果。托底灌漿技術(shù)利用阻流與擴(kuò)散的原理,分為兩步。首先采用稠漿和砂礫料進(jìn)行阻流止漏托底。稠漿與砂礫石阻力大,擴(kuò)散半徑小,能在有限的深度內(nèi),將通往底部的大孔隙通道堵塞,形成托底帷幕。其次,當(dāng)托底帷幕穩(wěn)定后,使用標(biāo)準(zhǔn)漿液進(jìn)行加壓擴(kuò)散固結(jié)灌漿,附加灌漿壓力使?jié){液水平擴(kuò)散,形成穩(wěn)定持力層。

五、結(jié)語

由于引起水庫滲漏的原因是多方面的,正確分析水庫滲漏的原因,對(duì)采取有效的防滲處理措施具有十分重要的意義,所以在水庫除險(xiǎn)加固中充分開展地質(zhì)工作是十分必要的,應(yīng)由安全鑒定專家進(jìn)行安全鑒定和評(píng)估。沒有哪一種加固方案是完美無缺的,要根據(jù)具體情況合理選擇;設(shè)計(jì)與施工不能脫節(jié),要將施工中的異常情況向設(shè)計(jì)人員及時(shí)反饋,以便進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化和調(diào)整。

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