深圳市小型水庫除險加固工程防滲措施

□梁俊霞（深圳市廣匯源水利勘測設(shè)計有限公司）

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深圳市小型水庫除險加固工程防滲措施

□梁俊霞（深圳市廣匯源水利勘測設(shè)計有限公司）

摘要：水庫除險防滲加固作為水利工程維護(hù)工作中的重點(diǎn)，在水庫安全運(yùn)行中發(fā)揮著重要作用。筆者結(jié)合自身工作經(jīng)驗(yàn)，從深圳市小型水庫除險加固工程實(shí)際情況出發(fā)，分析了本次設(shè)計中采取了不同的防滲措施，包括混凝土防滲墻、高壓噴射灌漿、充填灌漿、帷幕灌漿等，施工過程中必須結(jié)合水庫實(shí)際情況和防滲特點(diǎn)，選擇最合適的防滲加固方案。

關(guān)鍵詞：小型水庫；除險加固；防滲

1概況

深圳市位于廣東省南部，地處南海之濱，東臨大鵬灣和大亞灣，西靠珠江口，北接?xùn)|莞、惠州兩市，南與香港僅一河（深圳河）之隔。境內(nèi)有中型水庫10座，小型水庫163座（其中?。?）型水庫66座，?。?）型水庫97座），總庫容5.86億m3。這些水庫每年可提供利用的水量為3.50～5.00億m3。

2除險加固工程防滲措施

項(xiàng)目涉及的水庫中，若干水庫存在非正常滲漏，這些水庫有：大浪的高峰、賴屋山、冷水坑水庫，民治街道的民治、牛咀水庫，觀瀾街道的樟坑徑、大水坑水庫，西鄉(xiāng)街道的九龍坑水庫，南澳街道的楓木浪水庫、大茅田水庫、香車水庫，龍崗的炳坑水庫，橫崗街道的小坳水庫，龍城的龍口水庫，大鵬的水貝龍水庫，葵涌街道的羅屋田水庫。由于這些水庫的滲漏情況、地質(zhì)情況以及相對重要性均有差異，因此本次設(shè)計中采取了不同的防滲措施。

設(shè)計過程中考慮的防滲措施主要有混凝土防滲墻、高壓旋噴灌漿、普通樁徑水泥土攪拌樁防滲墻、帷幕灌漿、充填灌漿等，在加固設(shè)計中，根據(jù)壩體、壩基工程地質(zhì)條件、壩體結(jié)構(gòu)型式、壩高、各種措施適用條件等進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定符合工程實(shí)際的防滲加固措施。

2.1混凝土防滲墻

在進(jìn)行混凝土防滲時，選擇松散透水地基，連續(xù)造孔并采用特定比例泥漿進(jìn)行固壁處理，待孔壁干透后往孔內(nèi)灌注混凝土，此措施是對處于松散透水地基的水工建筑物進(jìn)行防滲的主要措施。為了提高防滲建筑物防滲效能，上述防滲墻一般分段進(jìn)行建造，先形成混凝土孔洞，而后由孔洞構(gòu)成墻段，再連接成防滲墻。防滲墻兩端連接邊岸防滲設(shè)施，底部深深嵌入不透水地層，有效保證地基的滲透穩(wěn)定和安全。此法也可用于處理土石壩防滲心墻，對土石壩進(jìn)行滲漏處理。實(shí)踐表明，該方法防滲效果較好，對滲漏問題處理徹底，適用于破碎的壩基、壩肩巖石滲漏。由于造價較高，因此適用于比較重要的、危險性較高的水庫。

設(shè)計原則：適用于壩高60 m以內(nèi)，壩身質(zhì)量差，滲漏范圍普遍的均質(zhì)土壩、心墻壩和斜墻壩；防滲墻應(yīng)與壩體防滲體連成整體；防滲墻應(yīng)布置在壩體防滲體內(nèi)，一般沿壩軸線偏上游；防滲墻底應(yīng)支承在堅實(shí)的基巖上，而且要嵌入不透水層或相對不透水基巖面以下0.50～1.00 m，如果基巖風(fēng)化嚴(yán)重應(yīng)考慮加深。

施工要求：采用的槽寬及墻厚應(yīng)與挖槽機(jī)的一次成槽寬度相適應(yīng)。國內(nèi)已建成的墻厚在0.60～1.30 m之間。采用沖擊鉆造孔的設(shè)計墻厚一般取0.80 m，抓斗造孔的一般取0.60 m。

2.2高壓噴射灌漿

此方法適用于對水庫大壩壩基和壩體進(jìn)行防滲加固處理，先通過鉆機(jī)造孔，將灌漿管下入孔中，再利用高壓（20～30 MPa左右）將混凝土漿灌入孔內(nèi)，強(qiáng)制性地破壞原地層；在上述高壓引起的沖擊力、離心力和重力等的綜合作用下，土粒與孔內(nèi)灌入漿液充分混合，重新排列，在土體中形成凝結(jié)體。其形狀與噴射形式和噴嘴移動方向及持續(xù)時間密切相關(guān)。噴射形式一般為旋噴、定噴、擺噴。

設(shè)計原則：此方法一般用于工作深度≤40 m的軟弱土層、砂石層、砂礫石層等特殊地質(zhì)條件的地基防滲，也可用于含量不多大粒徑卵石層和漂石層地基的滲漏處理；為了強(qiáng)化防滲效果，可先進(jìn)行水庫放空，將灌漿孔位布置在上游壩腳，使防滲墻與壩體防滲設(shè)施連為一體。防滲墻的下端須深入不透水層基巖面10～20 cm以下，以防地下水反滲而影響噴射灌漿防滲效果。

此防滲方法中，一般按照下式計算圍井注水試驗(yàn)高噴墻的滲透系數(shù)K：

根據(jù)表1計算結(jié)果，滲透系數(shù)K=9.35×10-7cm/s，滿足設(shè)計要求，這充分說明高噴防滲墻的防滲性能可靠。

2.3充填灌漿

在對病險水庫整治中實(shí)施灌漿堵滲的工程中，采用粘土充填灌漿技術(shù)有設(shè)備簡單、投資省、工期短、易掌握、收效快的特點(diǎn)，對于處理?。?）型水庫壩體滲漏、河堤、渠道的防滲、壩下涵管接觸帶的淘空回填、壩體的塌坑和裂縫，以及封填蟻穴都有較好的效果。對于下列問題，可采用充填灌漿的工程措施解決：壩體裂縫產(chǎn)生滲漏；壩體集中滲漏淘空形成的壩坡塌坑漏斗；結(jié)合藥殺充填白蟻孔滲漏；壩下涵管接觸回填和封堵；特別適用于壩體填筑骨料多、粘粒少，滲漏為局部滲漏（滲漏范圍小），不適合于打水泥土攪拌樁解決防滲問題的水庫。

2.4帷幕灌漿

在水庫閘室、壩基、壩底砂礫石地基或基巖中通過灌漿方式建造防滲帷幕的一種方法。建造時，將帷幕頂部與閘室底板或壩基、壩體連為一體，為了阻止地下水滲漏破壞，須將帷幕底端深入不透水基巖一定深度，具體尺寸視實(shí)際工程需要而定。自從二十世紀(jì)帷幕灌漿技術(shù)產(chǎn)生以來，逐漸成為水工建筑地基防滲處理過程中相當(dāng)常用的手段，在保證水庫、大壩安全運(yùn)行方面起著越來越重要的作用。按照需要進(jìn)行混凝土灌漿處理的孔排數(shù)的多少，帷幕灌漿技術(shù)可以細(xì)分為兩排孔帷幕灌漿和多排孔帷幕灌漿兩種。多排孔灌漿技術(shù)適用于地質(zhì)條件復(fù)雜、水頭高且施工難度大的水工建筑物防滲，相反則多采用雙排孔帷幕灌漿技術(shù)。

設(shè)計原則：該處理方法適用于砂礫石壩體壩基的防滲，且需將帷幕位置與防滲體連接起來，以防縫隙滲水，灌漿帷幕的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)按灌后基巖透水率控制，3級及以下的壩透水率宜為5～10 Lu；帷幕深度應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件和防滲要求而定，底部深入相對不透水層宜不小于5 m。

施工要求：造孔時，灌漿孔應(yīng)進(jìn)行統(tǒng)一編號，注明施工次序，實(shí)際孔位和設(shè)計孔位之間的偏差應(yīng)≤10 cm，鉆孔時的偏斜度應(yīng)≤2%。灌漿前，隨機(jī)選擇10%～20%的灌漿孔進(jìn)行簡易壓水實(shí)驗(yàn)，其單位吸水量的計算公式為：

式中：ω—單位吸水量（1/min.mm）；S—試驗(yàn)總壓力（m），按水柱高度計；Q—壓入流量（1/min）；L—試驗(yàn)段長度（m）。

3結(jié)語

綜上，帷幕灌漿造價低廉，適用于有供水任務(wù)的小型水庫和壩基的防滲處理。相對帷幕灌漿法造墻工藝來講，高壓噴射灌漿和深層攪拌技術(shù)無須護(hù)壁漿液和混凝土制作澆筑系統(tǒng)，其對施工場所的要求不高；高壓旋噴樁和深層攪拌樁除不需開槽或造孔、不需泥漿護(hù)壁外，還具有材料簡單、施工方便、質(zhì)量可靠、工效高、造價低、使用壽命長、對環(huán)境無影響等優(yōu)點(diǎn)。高壓旋噴樁連接較可靠。高壓旋噴樁板墻與老板墻或地下各種原有構(gòu)筑物之間連接時，新噴射流將原構(gòu)筑物表面沖刷干凈并與其凝結(jié)，牢固地溶為一體，提高防滲效果?？傊┕み^程中必須結(jié)合水庫實(shí)際情況，選擇最合適的防滲加固措施。

參考文獻(xiàn)

［1］王宏偉.中小型水庫除險加固工程常用壩基壩體防滲措施應(yīng)用淺析［J］.內(nèi)蒙古水利.2010（2）：73-75

［2］黃桂冬.芻議高噴灌漿技術(shù)在某水庫除險加固中的應(yīng)用［J］.大科技.2012（5）：113-114.

（責(zé)任編輯：薛靜）

表1　滲透系數(shù)參數(shù)表

式中：K—滲透系數(shù)（cm/s），要求滲透系數(shù)K=i×10-5～i× 10-6cm/s，（i=1～9）；Q—穩(wěn)定注水量（m3/d）；t—高噴墻平均厚度（m）；L—圍井周邊高噴墻軸線長度（m）；H—圍井內(nèi)實(shí)驗(yàn)水位至井底的深度；h0—地下水位至井底的深度（m）。

表2　深圳市小型水庫除險加固工程灌漿施工前先導(dǎo)孔壓水實(shí)驗(yàn)成果表

表3　深圳市小型水庫除險加固工程灌漿施工后先導(dǎo)孔壓水實(shí)驗(yàn)成果表

中圖分類號：TV697

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1673-8853（2016）05-0047-02

收稿日期：2016-04-25