防滲加固技術(shù)在水利工程堤壩中的應(yīng)用分析

（黑龍江省水利第二工程處，黑龍江 哈爾濱 150302）

防滲加固技術(shù)在水利工程堤壩中的應(yīng)用分析

王有利

（黑龍江省水利第二工程處，黑龍江 哈爾濱 150302）

防滲工作一直是水利工程中的核心內(nèi)容，加固堤壩是水利工程后期養(yǎng)護的中心工作內(nèi)容。文章通過對各種險情以及施工方案進行了介紹，并對如何加強防滲加固工作進行了探討。

防滲加固；水利工程；堤壩

1 出險種類以及堤壩施工方案

1.1 出險種類

堤壩出險主要有滑坡、滲透破壞以及開裂，其中滲透破壞是堤壩出險中常見的病害，且危害最大。主要表現(xiàn)為：流土、管涌、集中滲漏等。根據(jù)其特征可以將滲透破壞分為三類：一、堤身險情。主要原因為堤壩自身的組成不均以及填筑密實度不足造成，如堤身裂縫、孔洞或者堤身為沙壤土、粉細沙等，這時堤身會表現(xiàn)為漏洞、跌窩、脫坡及散浸。二、堤基同堤身接觸帶險情。主要原因是筑堤前未徹底清基，在接觸帶中存在雜質(zhì)。三、堤基險情。原因為堤基存在沙壤土層以及砂層。

1.2 選擇防滲加固方案

堤壩的放身體可以通過截滲墻、劈裂灌漿以及錐探灌漿法進行處理，必要時還能夠通過翻挖重鑄堤身的方法進行加固防滲處理。還應(yīng)考慮工程造價，選用薄墻以及廉價材料作為防滲墻。在常用的造墻方式中深沉法造價最低廉，擠壓法其次，開槽法造價最高。而墻身深度小于20米時最佳方式為高噴法，高噴法造價高，但適應(yīng)性良好，能應(yīng)用在地下障礙物較多且施工場地狹窄之所。針對砂石較多且砂石粒徑較大的工程地層，應(yīng)綜合沖擊鉆以及其他開鑿方式進行防滲處理，雖然根據(jù)堤防工程特征會對造墻成本有一定影響，因此針對此類工段處理也能夠采用其他方式。

2 技術(shù)分析

2.1 防滲處理

原則和方法。我國堤壩防滲處理中大多選用灌漿法或者防滲墻來降低浸潤線、處理滲透，針對以上幾種問題，通過防滑樁以及重壓等方式對抗滑系數(shù)予以提高。處理放滑坡的流程較復(fù)雜，需要認識滑坡原因。對壩體浸潤線的降低以及土體強度的提高是最佳解決方式。近年來土工合成材料以及防滲技術(shù)的創(chuàng)新使土體穩(wěn)定提高效果越來越好。

2.2 防滲措施

2.2.1 劈裂帷幕灌漿。該方式主要通過對堤身的加固來提高堤身的防滲性，劈裂帷幕灌漿能夠適應(yīng)堤壩不同的曲直情況，主要利用簡單輕便的鉆具鉆機，在堤壩上進行布孔，在距堤壩外肩一點五米處沿堤壩軸線進行鉆孔，孔距不超過三米，最佳孔深一般為鉆透堤身填土以及鉆入基礎(chǔ)一至兩米，具體深度視情況而定。在灌漿作業(yè)上應(yīng)當遵循少灌多復(fù)的原則，從上到下進行作業(yè)；灌漿應(yīng)循序漸進，從稀到稠進行灌注，并靈活掌握壓力大小，達到最佳灌注效果。處理好灌漿中可能出現(xiàn)的串漿、局部隆起及滑坡等問題。通過在堤壩軸線形成一道灌漿帷幕，改善堤身質(zhì)量，用以提高提拔的堅固度以及防滲度。

2.2.2 速凝灌漿法。該方式一般在處理管涌搶險問題中能發(fā)揮重要作用，且適用于高位水位環(huán)境，能在管涌位置根據(jù)實際地質(zhì)用不同型號鉆機進行鉆孔，后對孔內(nèi)注入易膨脹物質(zhì)，注入大米、黃豆之類，待填充物膨脹后想孔內(nèi)灌入添加速凝劑的泥漿。加入膨脹物作用是加大管涌內(nèi)阻力，以減緩管涌水流速度，防止水流過大造成灌注泥漿隨水流出；加入速凝劑使水泥最快凝固將管涌處堵塞。

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，用于堤身蟻穴、溶洞的填充。用于基礎(chǔ)灌漿時，須用50m工程鉆機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)穿過砂層進入礫石層2m左右為宜。灌漿時壓力一般為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，灌漿用30型鉆機先在蟻穴或溶洞周圍布孔灌入泥漿，形成包圍圈，然后填充，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”，凝固前可作為造孔中的固壁泥漿，完工后自行凝固，形成墻體起防滲補強作用。該技術(shù)在歐美已使用，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，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。

2.3.4 水泥土攪拌樁防滲墻。運用深層攪拌樁機把水泥漿噴入土體并攪拌，使水泥與土體混合，經(jīng)水泥水解、水化和離子交換等一系列反應(yīng)，硬結(jié)成墻，2002年長江堤防防滲工程中被廣泛應(yīng)用，共造墻98×104m2，占總成墻面積的69%。優(yōu)點是造價低，設(shè)備輕便，墻厚25～30cm時，深15m范圍內(nèi)墻體完整性較好。適用于細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度，改善巖基的整體性和抗?jié)B性。我國常用孔口封閉灌漿法，隨著二灘、小浪底工程的建設(shè)，國際上一些高效率施工方法。中國水利水電基礎(chǔ)工程局夏可風在指出：GIN法基本概念是，對任意孔段灌漿，其能量消耗均為定值，這個能量消耗的數(shù)值近似于該孔段最終灌漿壓力P與灌入漿液體積V的乘積PV，PV就叫灌漿強度值，即GIN由于裂隙巖體灌漿時，大裂隙注入量大而使用壓力小，細裂隙注入量小而使用壓力高，如果在各灌漿段全部灌漿過程都控制GIN為一常數(shù)，就可以自動對開敞的寬大裂隙限制注入量，對可灌性差的致密地段提高灌漿壓力。GIN法灌漿自動考慮了巖體地質(zhì)條件的實際不規(guī)則性，使得沿帷幕體的總注入漿量合理分布。GIN法在歐美國家工程中應(yīng)用，取得較好效果。

結(jié)語

防滲處理在我國很多堤壩相關(guān)工作中都有待加強，防滲加固工作更是顯得尤為重要。所以，對堤壩加固的技術(shù)研究對我國的水利工程建設(shè)影響深遠。

[1]陳若民.淺析水利工程堤壩防滲加固技術(shù)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013（07）.

[2]蔡光華，馬玉霞.淺談水利工程中施工成本的預(yù)算控制[J].北京農(nóng)業(yè)，2011（18）.

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