堤壩工程的滲透防護(hù)與加固

宋玲

摘 要：隨著社會主義經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展，水利工程建設(shè)作為其中的重要組成部分越來越受到相關(guān)工作人員的關(guān)注，特別是堤壩的防險(xiǎn)工作日益提上工作日程。主要介紹了水利工程中堤壩出險(xiǎn)的類別以及解決問題的常規(guī)方案，特別對預(yù)防滲透破壞以及如何加固作者簡要的探討。

關(guān)鍵詞：水利工程；堤壩；防滲加固

前言

上個(gè)世紀(jì)五十年代以來，有各種類型水庫八萬余座相繼落成，二十余萬米的堤防、七萬多座水閘被建造，這些水利設(shè)施的修建，在很大程度上完成了我國防洪減災(zāi)作業(yè)，實(shí)現(xiàn)了水利發(fā)電、灌溉、供水以及水產(chǎn)品養(yǎng)殖等生活和經(jīng)濟(jì)的供應(yīng)，在實(shí)現(xiàn)為人民的生命財(cái)產(chǎn)安全做出保駕護(hù)航的目標(biāo)的同時(shí)，也為我國社會主義市場經(jīng)濟(jì)建設(shè)，創(chuàng)造了不可忽略的社會財(cái)富與價(jià)值。但是由于一些水利工程建造質(zhì)量的不達(dá)標(biāo)，施工環(huán)境的特殊性，自然災(zāi)害的破壞，檢測系統(tǒng)的不完善，都會影響到我國水利工程的正常發(fā)展，也威脅著國家和個(gè)人的生命財(cái)產(chǎn)安全。相關(guān)數(shù)據(jù)表明，我國水利工程建設(shè)中有九成的堤壩屬于土石堤壩，這樣的堤壩最容易受到破壞，因此對于堤壩的險(xiǎn)情檢測、使用年限、質(zhì)量監(jiān)查就顯得尤為重要。

1 堤壩出險(xiǎn)的類型以及相應(yīng)的解決方案

1.1 出險(xiǎn)的類型

滑坡、開裂、滲透破壞以及沒治都可以導(dǎo)致堤壩工程出現(xiàn)險(xiǎn)情，而這里面滲透破壞又是最為常見和主要的險(xiǎn)情類別，該種破壞常常由于不同的原因以多種形式展現(xiàn)在人們的眼前，流土、接觸流土、管涌、集中滲漏等等都是它的變現(xiàn)形式。在滲透破壞這一范圍內(nèi)，如果按照堤壩的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來劃分的話，又有三種類型的險(xiǎn)情，堤壩主體的滲透破壞，堤壩根基的滲透破壞以及二者接觸部分的滲透破壞。在堤壩施工的過程中，如果出現(xiàn)堤身結(jié)構(gòu)中有裂縫和孔洞亦或是沙壤土和粉細(xì)砂的存在，會直接影響整個(gè)堤壩的密度和整體結(jié)構(gòu)，此類事故屬于堤壩構(gòu)成物質(zhì)不均勻，填筑密度不嚴(yán)格造成的；堤壩的基礎(chǔ)部分應(yīng)該堪稱堤壩工程的基本工程，如果所筑堤壩的地理位置存在透水性比較強(qiáng)的沙壤土層和沙層，那么就給滲透破壞制造了侵襲的機(jī)會。

1.2 防止?jié)B透破壞的工程實(shí)施方案

針對堤壩出險(xiǎn)的幾種類型，我們可以采用不同的技術(shù)手段進(jìn)行預(yù)防滲透的工程施工。通常我們可以應(yīng)用錐探灌漿、劈裂灌漿和堤防截滲墻等防止?jié)B透的墻體，當(dāng)滲透現(xiàn)象較為嚴(yán)重的時(shí)候，我們還可以采取進(jìn)一步的措施，那就是重新填筑堤壩主體或者在原有基身的基礎(chǔ)上進(jìn)行增厚處理。如果使用堤防截滲墻這一施工方案，施工單位應(yīng)該考慮到施工現(xiàn)場的是否比較狹小，地下的障礙物是否過多，這一方案的工程造價(jià)是否被控制在最小范圍內(nèi)，目前此類方案的實(shí)施方法較多，高噴法、深沉法、開槽法、擠壓法等等，其中第一種方法適應(yīng)性能很強(qiáng)，但是由于經(jīng)費(fèi)投入過高，除非特殊墻深的情況下采用，否則大多數(shù)的施工單位都會選擇價(jià)位較低的材料而且使用薄墻，相對來說工程成本得到了有效的控制。施工的時(shí)候也可能遇到特殊的地質(zhì)環(huán)境，如果發(fā)現(xiàn)數(shù)量比較多、直徑比較大的砂卵礫石，施工人員還必須應(yīng)用到?jīng)_擊鉆，甚至還要采用多種開槽方法相結(jié)合的方式來完成工程任務(wù)，為了避免特殊施工作業(yè)造成的資金投入增大，施工單位通常采取多重排水減壓的防滲處理手段，這也比較符合堤壩工程的施工特點(diǎn)。

2 防滲與加固技術(shù)分析

2.1 堤壩防滲處理的原則和方法

通過上述堤壩防滲的施工方案，我們不難看出，堤壩發(fā)生滲漏險(xiǎn)情的時(shí)候，主要以使?jié)B透量減少或者降低揚(yáng)壓力為基本原則。概括成幾個(gè)字的話，那就是“鋪、截、堵”和“導(dǎo)、減、排”，實(shí)施起來的話，無非就是修建防滲墻體，導(dǎo)水排水系統(tǒng)。當(dāng)然，有時(shí)候具體問題還得具體分析，近幾年來，我國主要采取修筑防滲墻或者灌漿的方法來解決滲漏問題，通過壓重和防滑樁的使用可以明顯的提高防滲處理的穩(wěn)定性，增加一定程度的安全指數(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)水平的提升，提高土體強(qiáng)度指標(biāo)以及設(shè)法使堤壩主體浸潤線降低，可以有效的應(yīng)對一些特殊的險(xiǎn)情，比如說問題解決比較復(fù)雜的滑坡。

2.2 堤壩灌漿防滲的幾種方法

2.2.1 劈裂式帷幕灌漿法。所謂劈裂式帷幕灌漿，主要用于加固堤身，防止堤身滲漏。其方法是根據(jù)堤壩曲直不同情況，用淺孔輕便鉆機(jī)或更簡單的鉆具，分別采用梅花形布孔和直線布孔方式，沿堤壩軸線從堤頂離堤外肩1.5m處鉆孔，一般孔距3m，孔深根據(jù)堤身情況分別以鉆透堤身填土或穿過堤身鉆入基礎(chǔ)1～2m為宜。灌漿時(shí)由下而上，少灌多復(fù)；泥漿由稀到稠，循序漸進(jìn)；壓力由大到小，靈活掌握。這樣，可以較好地處理灌漿中出現(xiàn)的冒漿、串漿、滑坡、局部隆起等各種問題，使灌入的泥漿沿堤的軸向形成一道帷幕，達(dá)到改善堤身質(zhì)量、提高堅(jiān)固度和防止?jié)B漏的目的。

2.2.2 低壓速凝式灌漿法。這種灌漿方法一般用于高危水位下?lián)岆U(xiǎn)堵塞管涌，它可根據(jù)管涌所處位置的地質(zhì)情況（即粘土層或砂礫層）分別采用30型鉆機(jī)或50型鉆機(jī)鉆孔，然后先向孔內(nèi)注入浸水后即膨脹的物質(zhì)（如黃豆、大米），再以小于49kPa的壓力徐徐向孔內(nèi)灌入加進(jìn)速凝劑水玻璃的水泥漿。注入膨脹物質(zhì)是為了加大管涌內(nèi)阻力，減慢管涌內(nèi)水流速度，防止水泥漿隨水流出；加入速凝劑，水泥漿能很快凝固而堵塞管涌。

2.2.3 高壓填充式灌漿法高壓填充式灌漿主要用于堤基基礎(chǔ)灌漿，亦用于堤身蟻穴、溶洞的填充。用于基礎(chǔ)灌漿時(shí)，須用50m工程鉆機(jī)在需灌的堤段從堤頂鉆孔，孔距1.5～2.0m，孔深以鉆入基礎(chǔ)穿過砂層進(jìn)入礫石層2m左右為宜。灌漿時(shí)壓力一般為127.40～166.60kPa，套管下到填土層保證堤身干燥，基礎(chǔ)部分砂礫層灌入水泥漿，然后逐步提升到土層，以黃泥漿封孔。這種灌漿法主要用于治理因基礎(chǔ)不良而引起的管涌。用于填充蟻穴、溶洞時(shí)，灌漿用30型鉆機(jī)先在蟻穴或溶洞周圍布孔灌入泥漿，形成包圍圈，然后進(jìn)行填充，則填滿為止。

2.3 混凝土防滲墻技術(shù)

2.3.1 高壓噴射防滲墻。高壓噴射防滲墻是借助于高壓射流沖擊擾動壩基覆蓋層，同時(shí)灌入水泥漿，使?jié){液與被灌地層土顆粒摻混，形成防滲墻。

2.3.2 自凝灰漿防滲墻。自凝灰漿防滲墻是在塑性混凝土墻的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。使用水泥、膨潤土并摻入少量緩凝劑制成自凝灰漿，在凝固前可作為造孔中的固壁泥漿，完工后自行凝固，形成墻體起防滲補(bǔ)強(qiáng)作用。該技術(shù)在美國、法國等國家均已使用，我國尚處于起步階段。

2.3.3 垂直鋪塑。垂直鋪塑是利用鏈斗式挖槽機(jī)，通過鏈條及鏈斗連續(xù)挖掘出渣，形成連續(xù)的槽孔，并用泥漿固壁，成槽后隨即輔設(shè)防滲薄膜，回填粘土。挖槽深度一般≤15m，槽寬為15～30cm。適用于砂壤土層，工效較高。

2.3.4 水泥土攪拌樁防滲墻。運(yùn)用深層攪拌樁機(jī)把水泥漿噴入土體并攪拌，使水泥與土體混合，經(jīng)水泥的水解、水化和離子交換等一系列反應(yīng)，硬結(jié)成墻。適用于細(xì)粒料的土砂層及含少量礫石的砂礫石層。

2.3.5 帷幕灌漿。帷幕灌漿是把一定配合比的具有流動性和膠凝性的漿液，通過鉆孔壓入巖層裂隙中，經(jīng)膠結(jié)硬化后提高巖基的強(qiáng)度，改善巖基的整體性和抗?jié)B性。

3 結(jié)束語

目前，我國水電水利工程項(xiàng)目眾多，大中型的各類堤壩遍布全國，然而，堤壩滲漏問題也越來越普遍，眾多的堤壩需要相關(guān)施工技術(shù)人員予以重視并及時(shí)采取防滲措施，這樣才能有力的保障我國水利工程的健康順利的發(fā)展，大量的培養(yǎng)科技創(chuàng)新人才；不斷的進(jìn)行科學(xué)技術(shù)研究；通過實(shí)踐總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，為我國水利工程基礎(chǔ)建設(shè)防護(hù)貢獻(xiàn)力量。