淺談水利工程中水庫(kù)堤壩防滲施工技術(shù)及防治方法
2012-12-31 00:00:00于斌李洪波
【摘要】施工單位在選擇和實(shí)施防滲施工技術(shù)時(shí)，要依據(jù)水庫(kù)堤壩的具體地理環(huán)境與滲漏情況來(lái)科學(xué)的施工，從而做到把堤壩隱患降到最低，最終達(dá)到堤壩工程效益的充分發(fā)揮。本文對(duì)水利工程中水庫(kù)堤壩的防滲施工技術(shù)做了詳細(xì)的分析及闡述，并提出了一些防滲技術(shù)和防治方法以達(dá)到水庫(kù)堤壩工程的穩(wěn)固實(shí)施。
【關(guān)鍵詞】水利工程；堤壩防滲技術(shù)；防治方法
我國(guó)是世界上擁有水庫(kù)最多的國(guó)家，這些水利工程在興利除害發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)中起了重要的作用。隨著時(shí)間的推移，我國(guó)的一些水利工程已經(jīng)不能充分其應(yīng)有的效益，甚至發(fā)生危害人民的生命財(cái)產(chǎn)的安全事故，由此可見(jiàn)在水利工程建設(shè)上要加大對(duì)大壩和堤防的防滲處理。
１．水庫(kù)堤壩破壞的類型及成因
水庫(kù)堤壩的破壞在滲透發(fā)生機(jī)理上可分為流土、管涌、接觸沖刷和接觸流土四種類型，而壩體的病害主要通過(guò)變形破壞和滲透破壞的形式表現(xiàn)出來(lái)。在滲流作用下堤壩的抗剪強(qiáng)度會(huì)不斷降低，逐漸會(huì)使一些部位產(chǎn)生不均勻的變形、裂縫和下滑，最終導(dǎo)致堤壩的變形破壞。滲透破壞是指壩基下的滲透水流造成的巖土體中的某些顆粒移動(dòng)或顆粒成分及結(jié)構(gòu)的改變。一般水庫(kù)堤防的滲透通常是指水體向圍護(hù)區(qū)以外滲流而產(chǎn)生水量漏失的現(xiàn)象，這對(duì)土石壩的穩(wěn)定性影響極大，會(huì)造成壩基或壩體土的滲透導(dǎo)致壩體變形。
2.水庫(kù)堤壩的防滲施工技術(shù)
劈裂灌漿技術(shù)是處理水庫(kù)堤壩隱患的有效的技術(shù)，由于劈裂灌漿技術(shù)具有施工速度快和工程造價(jià)低的特點(diǎn)，在灌漿材料選取上也能夠就地取材，這就使得工程成本得到了節(jié)約，目前這一技術(shù)正被廣泛應(yīng)用于實(shí)際。與其他的防滲技術(shù)相比，在防滲時(shí)使用新作的防滲體對(duì)于原有壩體的防滲作用能夠起到很好的恢復(fù)作用，而且現(xiàn)在新作的防滲體的斷面還能隨壩體進(jìn)行不斷調(diào)整，由此可見(jiàn)劈裂灌漿技術(shù)是一種值得大力推廣和應(yīng)用的施工技術(shù)。
2.1灌漿孔的布置
水庫(kù)圍壩的灌漿防滲加固是為了有效解決壩體與壩基接觸面的滲漏，以此來(lái)達(dá)到防止壩基和壩體的滲透破壞作用，同時(shí)也加固了圍壩的壩體，增加了水庫(kù)的蓄水能力。施工中要根據(jù)圍壩特點(diǎn)，在平行壩軸線布設(shè)兩排孔，主要目的是構(gòu)造漿體防滲帷幕，以此來(lái)滿足壩體和壩基的防滲要求，使壩體產(chǎn)生濕陷固結(jié)和調(diào)整改善壩體內(nèi)部應(yīng)力的狀態(tài)。
2.2裝液材料和灌裝質(zhì)量
裝液材料的選取要能實(shí)現(xiàn)壓力作用下注入地層、巖石或構(gòu)筑物的縫隙達(dá)到增加承載能力，以此來(lái)達(dá)到防止?jié)B漏和提高構(gòu)筑物整體的性能效果。一般施工中采用水泥和黏土的混合材料灌漿，這樣能夠結(jié)合水泥漿的結(jié)石強(qiáng)度高和粘土漿的漿液穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。保證灌漿質(zhì)量的重要條件就是要合理選用合適的漿液，漿液必須做到可灌性好、穩(wěn)定性高和析水固結(jié)快的要求，這樣才能形成漿體防滲性能。劈裂灌漿技術(shù)是一個(gè)先壓密后劈裂的過(guò)程，漿液和土體的相互作用機(jī)理可以分為初始鼓泡壓密、劈裂流動(dòng)和被動(dòng)土壓力階段，因此，劈裂灌漿初始階段的整個(gè)力學(xué)過(guò)程主要是土體在受到擠壓后的變形、屈服直至最終破壞而被劈裂的過(guò)程。
2.3灌漿工程的監(jiān)測(cè)和施工
堤壩劈裂灌漿是專業(yè)性非常強(qiáng)的一項(xiàng)施工技術(shù)，好的灌漿設(shè)計(jì)才能保證灌漿的質(zhì)量，而且還需要有豐富灌漿經(jīng)驗(yàn)的高素質(zhì)施工隊(duì)伍去完成。在施工過(guò)程中還要對(duì)灌漿施工進(jìn)行全面的監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)灌漿過(guò)程的全面監(jiān)測(cè)才能及時(shí)的發(fā)現(xiàn)異常并及時(shí)解決。這樣就能通過(guò)采取正確的處理措施把隱患降到最低。
3.水庫(kù)堤壩防滲除險(xiǎn)加固的防治方法
為了有效的達(dá)到水庫(kù)堤壩的滲漏，提早釋放滲透壓力，保證地基與水工建筑物的足夠靜力穩(wěn)定性，就要加強(qiáng)對(duì)水庫(kù)堤壩的除險(xiǎn)加固工程建設(shè)，以達(dá)到控制壩基及地基的滲流保證滲透的穩(wěn)定性。
3.1垂直防滲處理地基
目前，我國(guó)已經(jīng)研究開(kāi)發(fā)出了射水法、鋸槽法和兩鉆一抓等薄墻施工技術(shù)，而垂直防滲幕墻就可以采用這些成墻技術(shù)進(jìn)行施工。垂直防滲特別適用于地基透水層較薄和隔水層較淺的情況，這種情況下可以做成封閉式的防滲幕墻，以達(dá)到堤基的滲流量和揚(yáng)壓力得到有效的控制，從根本上根治堤基滲透的破壞。但是實(shí)踐中采用封閉式的垂直防滲墻的施工難度比較大，造價(jià)也高，所以要在充分勘察的基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)嚴(yán)密的論證后才能采用。
3.2滑坡體的清除
堤壩滑坡主要是由于水流的淘刷和內(nèi)部的滲水或上部壓載等因素造成的。在水庫(kù)堤壩發(fā)生滑動(dòng)時(shí)必須及時(shí)采取前截后導(dǎo)的措施，遵循削坡減載和固腳壓重的原則，來(lái)加強(qiáng)堤壩的防滲與排水工作。主滑體是在最危險(xiǎn)圓弧圓心上側(cè)的土體，實(shí)踐中一般采取挖除滑動(dòng)體中主滑體來(lái)進(jìn)行重新的填筑。除此之外，經(jīng)穩(wěn)定計(jì)算增加阻滑體的重量，也你呢掛鉤有效的提高堤坡的穩(wěn)定性。
3.3劈裂灌漿
劈裂灌漿主要是運(yùn)用壩體應(yīng)力的分布規(guī)律，采取一定的灌漿壓力將壩體沿壩軸線方向劈裂，同時(shí)灌注合適的泥漿，形成鉛直連續(xù)的防滲泥墻，并堵塞漏洞裂縫或切斷軟弱層，以提高壩體的防滲能力。這種通過(guò)漿壩互壓和濕陷的實(shí)現(xiàn)能使壩體內(nèi)部的應(yīng)力得到重新分布，不斷提高壩體的穩(wěn)定性。在堤壩施工中，運(yùn)用劈裂式帷幕灌漿法對(duì)加固堤身和防止堤身滲漏方面能收到很好的效果。隨著土壩壩體劈裂灌漿向高土壩方向的不斷發(fā)展，在一些特定地基條件下還能實(shí)現(xiàn)壩體和地基的同時(shí)劈裂。在施工中要注意根據(jù)堤壩土質(zhì)、碾壓質(zhì)量和隱患性質(zhì)等情況，使得造孔深度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，泥墻的設(shè)計(jì)厚度也要進(jìn)行規(guī)范，這樣才能形成質(zhì)量高的垂直連續(xù)防滲帷幕，最終解決壩體的滲透問(wèn)題。
3.4崩岸的治理
崩壩是由于土石組成的河岸和湖岸因受到水流沖刷，在重力作用下使土石產(chǎn)生崩落、崩塌和滑坡等現(xiàn)象。現(xiàn)在一般的崩岸分為條形倒崩、弧形坐崩和階梯狀崩塌，崩岸的發(fā)展可使河床產(chǎn)生橫向變形，目前對(duì)崩岸的搶險(xiǎn)和治理方面主要采用的是拋石防護(hù)的方法。特別需要注意的是在拋石護(hù)岸工程中要在拋石與堤基之間鋪設(shè)土工織物反濾層。除此之外，崩岸的治理還可以通過(guò)沉排、木樁、鋼板樁、丁壩、順壩及石籠等形式來(lái)實(shí)現(xiàn)。
4.結(jié)語(yǔ)
隨著我國(guó)堤防工程防滲技術(shù)的不斷發(fā)展，堤壩劈裂灌漿技術(shù)逐漸運(yùn)用到了處理病險(xiǎn)堤壩方面，這一技術(shù)的應(yīng)用使得我國(guó)的病險(xiǎn)堤壩防滲加固技術(shù)得到了進(jìn)一步的提升，今后還需要在工程的實(shí)施中注意根據(jù)工程的實(shí)際情況選擇相應(yīng)的綜合防滲技術(shù)，以達(dá)到水庫(kù)堤壩防治工作的科學(xué)性。 [科]
【參考文獻(xiàn)】
［１］劉裕鴻，劉群．上饒市大中型水庫(kù)土石壩壩下涵管滲漏原因分析及處理方法．2003.
［２］李志祥．湖南病險(xiǎn)土石壩存在的主要問(wèn)題及加固處理措施選擇.2005.
