淺談水庫除險加固工程中防滲處理設(shè)計

張仕紅

【摘 要】本文主要是針對水庫除險加固工程的必要性以及常用的水庫防滲處理設(shè)計方式對水庫除險加固工程中防滲處理設(shè)計的應(yīng)用進行分析和探討。

【關(guān)鍵詞】水庫；除險加固；防滲；設(shè)計

【中圖分類號】 P343.3【文獻標識碼】B【文章編號】1672-5158（2013）07-0304-01

1、水庫除險加固工程的必要性

據(jù)調(diào)查顯示，我國的各個大小型水庫大壩已經(jīng)修建的就有八萬多座，因為這些水庫大壩的建設(shè)時期以及建設(shè)年代都有所不同，所以無論是施工管理水平還是建設(shè)標準以及施工都不盡相同，特別是針對修建較早的水庫來說，各個方面的質(zhì)量都比較低，又由于材料老化和年久失修等等導(dǎo)致水庫不同程度的出現(xiàn)滲漏、失修以及遭到破壞的情況[1]。真是因為這些想象的出現(xiàn)給水庫的正常運行帶來了巨大的苦難，與此同時也給當?shù)氐木用駧砹撕芏辔：?。針對這一安全隱患，如果不能夠及時的處理或者是處理不到位，將直接給社會和人民帶來嚴重的不良后果，也會影響社會的穩(wěn)定和快速發(fā)展，是存在在社會當中一個不安定的因素。

其次，我們從經(jīng)濟效益方面來講，水庫當中存在的種種病害也將直接給水庫的發(fā)電和防洪以及一些其他的經(jīng)濟利益帶來一定的影響，從而最終導(dǎo)致社會經(jīng)濟效益的無法實現(xiàn)。然而，在這種種水庫病害當中，存在著最為嚴重的一種，那就是水庫滲漏。所以，根據(jù)以上所述，加強水庫的加固工作以及防滲工作問題是目前水庫除險加固工程當中迫切需要解決的工作。

2、常用的水庫防滲處理設(shè)計方式

一般來說，針對已經(jīng)修建的水庫所采取的防滲處理的基本原則主要是“上堵下排”的方式，也就是采用上下結(jié)合的方式來進行對水庫的防滲處理。通常情況下，國內(nèi)外在水庫大壩的防滲處理工作當中通常用到的技術(shù)有：振動沉模防滲板墻技術(shù)、土工膜防滲技術(shù)、高壓噴射灌漿防滲以及混凝土防滲墻技術(shù)、沖抓鉆套井回填防滲墻技術(shù)等等。當然，在這些技術(shù)當中，不可能都是完美的，也存在一些缺點以及優(yōu)點，下面對常用的水庫防滲處理技術(shù)進行介紹。

2.1 液壓抓斗（薄壁抓斗）開槽建墻法

液壓抓斗（薄壁抓斗）開槽建墻法的基本原理是，經(jīng)過利用改進以后的液壓抓斗從而形成的薄壁槽孔，并且在一定的施工時期形成一定的槽孔，鋪設(shè)或者是灌注防滲材料，形成的連續(xù)的剛性、柔性的防滲墻。一般情況下是先分序，施工成槽，然后再澆筑混凝土連成一體的形式[2]。液壓抓斗（薄壁抓斗）開槽建墻法的施工程序為：設(shè)計施工平臺→分段抓取成槽→混凝土澆筑。完成了這所有的是施工順序以后，要對工程的整體質(zhì)量進行控制。然而，為了能夠保證墻體有效的搭接厚度，在施工當中采取的是“接頭管”的方式來進行的槽段連接措施。每種防滲技術(shù)都有其優(yōu)缺點，液壓抓斗（薄壁抓斗）開槽建墻法的優(yōu)缺點以及適用范圍主要有：在抽槽以后混凝土防滲墻墻體連續(xù)，對防滲墻整體的性能較好，且造墻的深度最大可以達到40米以上。但是液壓抓斗開槽建墻法的缺點是：成墻的速度較慢，功效也比較低，每天造墻75～250m，而且造價也比較高，墻體還有可能出現(xiàn)分叉的現(xiàn)象。然而，這種方法的適應(yīng)面較廣，可以適用于不同地層的條件，特別是針對孤石的地層中成槽。

2.2 壩體倒掛井防滲墻、基巖帷幕灌漿

下腹卵礫石層以及水庫大壩的右壩端以及左壩端部分的壩體通常采用的是倒掛井防滲墻處理技術(shù)，壩基以及壩肩吉通常采用的是帷幕灌漿的處理方式。壩體倒掛井防滲墻+基巖帷幕灌漿的這種方式的優(yōu)勢是：不需要大型的、專業(yè)的施工力量和施工機械，倒掛井方式修筑混凝土防滲墻技術(shù)簡單明了，施工方便，而且基礎(chǔ)處理徹底，看得見、摸得著，不會留下后患，容易保證質(zhì)量，且這種方式的造價很低，防滲效果也較好，在處理壩肩基巖和壩體接觸帶滲漏方面的效果很明顯。不足是：施工的進度較慢，施工工作面較小，工期也較長。

2.3 振動沉模防滲板墻技術(shù)

首先，我們先從振動沉模防滲板墻技術(shù)的基本原理來說，它是在房屋工程基礎(chǔ)的振動沉樁上面經(jīng)過改進得到的。它經(jīng)過利用施工機械設(shè)備強大的振動力把空心模板沉入到大壩的地層之中，然后再將空心模板當中注入防滲漿液，經(jīng)過這個過程來達到想要的效果。振動沉模防滲板墻技術(shù)的優(yōu)點是：施工工藝簡單，在能夠確保較低工程造價的時候能夠?qū)κ┕さ男视休^高的保證。缺點是，振動沉模防滲板墻技術(shù)存在有一定的局限性，因為它需要把模板沉入到有滲漏的地層當中，所以當某一地區(qū)的土質(zhì)較硬的時候很難采用。與此同時，在利用振動沉模防滲板墻技術(shù)進行施工的過程當中因為會產(chǎn)生較大的振動，會給大壩帶來一定的二次傷害，特別是對本身老化的大壩來說更是不適合采用此技術(shù)。

2.4 復(fù)合土工膜防滲技術(shù)

（1）復(fù)合土工膜施工工藝流程：在鋪設(shè)復(fù)合土工膜之前首先需要對水庫大壩進行相應(yīng)一定的處理，并且注入上游壩坡坡面修正以及壩坡上面的填筑等等。進行著的主要原因是為了能夠保證土質(zhì)的緊密度達到要求和坡面的平整度達到要求。

（2）復(fù)合土工膜施工的工藝原理

復(fù)合土工膜是一種經(jīng)過土工合成以后的材料，它具有非常好的防滲效果。將復(fù)合土工模鋪設(shè)在有漏洞的水庫坡面上之后，再把坡面上鋪設(shè)上砂來墊層以及砼，和壩體基構(gòu)合成一個整體性存在的防滲體系。

（3）施工方法

①施工前的準備

在進行施工的時候首先要對復(fù)合土膜的材料質(zhì)量進行檢查，在能夠確保各項指標都達到要求的情況下，在進行壩面的清理和平整工作，在對雜物進行處理的同時還要適當?shù)膶η菲逻M行夯實和回填，并且提供一個較好的工作坡面。土工膜的場內(nèi)拼接，一般是為了能夠提高土工膜的鋪設(shè)質(zhì)量，而選擇采用寬幅的膜，這樣也能夠減少現(xiàn)場的拼接量[3]。所以，在是施工之前現(xiàn)場的具體尺寸通常是采用合適的膜來進行鋪設(shè)的。

②復(fù)合土膜的拼接

土工膜采用兩布一膜的復(fù)合土工膜，一般的土工膜焊接有生產(chǎn)廠家的專業(yè)人員來指導(dǎo)。其次，在焊接的時候主要是采用熱合土工膜的方式進行焊接的，土工布采用手提式的封包機來進行焊接。此外，在焊接之前要先用吹風(fēng)機把膜上面的雜物泥土等吹掉，在焊接的過程中要在膜的下面墊上一塊長木板，確保焊接的憑證運行。

③復(fù)合土工膜的鋪設(shè)

這個部分的鋪設(shè)主要包括兩個部分，即：坡面鋪設(shè)和腳鋪設(shè)。通常采用的鋪設(shè)方法為在保證沿壩坡方向進行水平滾鋪的情況下，坡面鋪設(shè)完成以后在順坡面的軸線方向進行滾鋪，這樣才能夠和坡腳的復(fù)合土工膜進行丁字形的連接。

④復(fù)合土工膜的錨固

這個環(huán)節(jié)主要是在壩頂防浪墻的地方采用嵌固螺栓，把復(fù)合土工膜直接錨固在螺栓上面。

⑤墊層以及砼護砌

在復(fù)合土工膜的上層均勻的鋪設(shè)防凍層厚度為40厘米，在找平拍實之后再澆筑厚15厘米的砼，最后再進行熱層壓蓋，防止土工膜老化。

2.5 旋噴灌漿防滲

旋噴灌漿防滲墻從施工方法方面主要分為兩管法、單管法和三管法。從灌漿的方法上主要分為擺噴、定噴以及旋噴[4]。針對國內(nèi)的一些施工單位能力，最為適用在粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)土以及沙礫石層和砂土石層等一些比較松散填筑體或者是透水地基的地方。旋噴灌漿防滲技術(shù)的優(yōu)點主要是造價較低、整個工程的進度較快，而不足有施工技術(shù)含量高、施工的工藝比一般技術(shù)復(fù)雜，尤其是在一些砂礫石地層當中成墻的質(zhì)量更是難以得到保證。目前，在國內(nèi)的一些過程當中這種技術(shù)已經(jīng)在長江堤防、長江三峽以及小浪底當中得到應(yīng)用。

3、總結(jié)

總而言之，在經(jīng)水庫的防滲處理設(shè)計工作的時候要具體針對水庫的險情，如水庫自身的具體特診和滲漏嚴重的特征來選擇較為合適的防滲處理方式，以能夠達到有效的除險加固的目的。