劈裂灌漿技術(shù)在水利土壩工程中的應(yīng)用

□朱建生（廣東省東源縣水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)室）

0 引言

水利工程是國(guó)家基礎(chǔ)建設(shè)的重中之重，而土壩建設(shè)又是水利工程的基礎(chǔ)。由于過去土壩碾壓質(zhì)量差，施工接頭多，我國(guó)建設(shè)的土壩工程存在大量隱患。主要是壩體土塊有架空現(xiàn)象，壩面排水不暢，下雨后造成壩面積水，形成塌坑等。為了減輕上述隱患的威脅，關(guān)鍵是要消除壩體中的裂縫、洞穴，增加壩體的密實(shí)度，消除壩體的濕陷性。針對(duì)以上問題，我國(guó)水利部門在土壩建設(shè)施工時(shí)開始使用劈裂灌漿技術(shù)。通過大量的水利工程施工案例研究表明，采用劈裂灌漿技術(shù)對(duì)消除壩體中的裂縫、洞穴效果良好。

1 劈裂灌漿技術(shù)應(yīng)用在水利工程的土壩中的背景

隨著時(shí)間的推移，我國(guó)的國(guó)家水資源網(wǎng)絡(luò)的前幾期水利工程的堤壩不可避免地出現(xiàn)了一些問題。這些問題主要是由于國(guó)家在進(jìn)行前幾期水利工程建設(shè)時(shí)沒有足夠的經(jīng)驗(yàn)，工程規(guī)劃不足，工程建設(shè)時(shí)出現(xiàn)了紕漏而導(dǎo)致的。一是建造堤壩的材料物質(zhì)分布不均勻，密度分布大小不一，不符合填筑標(biāo)準(zhǔn)，可能造成堤壩自身險(xiǎn)情；二是缺乏把地基表面的雜質(zhì)清除干凈的意識(shí)，造成堤壩與地基的聯(lián)合處存在不穩(wěn)固的問題；三是由于堤壩地基本身的透水性大，堤基表面不夠堅(jiān)固。綜上所述，在水利工程建設(shè)時(shí)有必要要對(duì)堤壩滲漏的問題進(jìn)行有效的解決，即使用堤壩防滲加固技術(shù)。

我國(guó)現(xiàn)階段水利工程防滲技術(shù)主要有灌漿技術(shù)和防滲墻技術(shù)，用這些技術(shù)達(dá)到對(duì)堤壩的加固作用，其中劈裂灌漿技術(shù)使用較為廣泛。

劈裂灌漿技術(shù)，就是在土壩軸線方向布置若干孔，由于水利工程中的壩體小，主應(yīng)力基本上都是按照壩軸線分布的，因此順著壩軸線采取灌漿壓力對(duì)壩體進(jìn)行劈裂，并灌注泥漿構(gòu)成漿體防滲帷幕的措施，使得那些壩體內(nèi)部、肉眼看不見的裂縫、洞穴被泥漿擠壓密實(shí)，最終達(dá)到預(yù)定的防滲加固的目標(biāo)。

另外，劈裂灌漿技術(shù)造價(jià)成本低，對(duì)施工人員的技術(shù)要求不高，適合在大型水利建設(shè)工程中實(shí)施。此外，在把握工期上，劈裂灌漿技術(shù)有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，成為現(xiàn)階段水利工程土壩加固施工常用的施工方法。

2 劈裂灌漿技術(shù)在水利工程的土壩中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

質(zhì)量可靠，防滲透效果顯著。在水利工程土壩中運(yùn)用劈裂灌漿技術(shù)可以沿著堤壩軸線形成垂直連續(xù)的漿體帷幕，有效提高壩體質(zhì)量，達(dá)成對(duì)堤壩滲透防護(hù)與加固的目的。同時(shí)，如果水利工程的土壩壩體存在局部隆起、冒漿、滑坡等問題，同樣可以采用劈裂式灌漿技術(shù)進(jìn)行解決。例如：在廣東省開平市獅山水庫(kù)工程中，為了解決堤壩滲漏的問題，施工單位便采用了劈裂式灌漿技術(shù)。通過對(duì)大量工程實(shí)踐的總結(jié)分析可知，在水位較高的情況下，采用劈裂式灌漿技術(shù)能夠有效的降低施工部位的測(cè)壓管水位，同時(shí)大幅度的抑制滲透量，從而達(dá)到消除壩體表面滲透現(xiàn)象的目的。

強(qiáng)化水利工程中土壩壩體密實(shí)度。在水利工程施工的初期，劈裂式灌漿技術(shù)主要是通過向鉆孔中填充低壓漿液的方式減少土壩壩體的空隙，防止因穴洞、裂縫以及縫隙等因素引發(fā)的滲透現(xiàn)象，從而實(shí)現(xiàn)壩體密實(shí)度的提高。通過實(shí)踐可知，在灌漿范圍內(nèi)的土壩壩體密實(shí)度出現(xiàn)了顯著的加強(qiáng)，同時(shí)灌漿軸線一塊的穩(wěn)固性也得到了相應(yīng)的提升。

相對(duì)其他技術(shù)，成本低廉。一般情況下，應(yīng)用劈裂灌漿技術(shù)進(jìn)行堤壩防滲工作，每平方米的造價(jià)在50～70元之間，而采用其他方法進(jìn)行堤壩防滲工作時(shí)，每平方米的造價(jià)在500～2 000元之間。比如：應(yīng)用高壓噴射灌漿防滲墻、塑性混凝土防滲墻、塑性瀝青混凝土防滲墻等技術(shù)來進(jìn)行堤壩的防滲加固工作，所需要的成本是每平方米150元以上。

器械自給，操作簡(jiǎn)易?，F(xiàn)階段我國(guó)水利工程部門在建設(shè)堤壩時(shí)，使用的劈裂灌漿技術(shù)中所用到的設(shè)備都是國(guó)家自主生產(chǎn)的，無需從國(guó)外進(jìn)口。

劈裂灌漿技術(shù)使用的設(shè)備主要有鉆孔機(jī)和攪灌機(jī)械，這些設(shè)備大多體積較小，十分輕便，且都是容易上手的類型。按照配備的灌漿步驟說明，只要經(jīng)過簡(jiǎn)單的培訓(xùn)，技術(shù)人員就可以掌握與運(yùn)用劈裂灌漿技術(shù)。同時(shí)，劈裂灌漿技術(shù)的操作簡(jiǎn)便，除了粘土之外的其它材料都可以就地取材，且不會(huì)污染環(huán)境，因此使用范圍十分廣闊。

3 劈裂灌漿技術(shù)在水利工程的土壩應(yīng)用中存在的問題

3.1 劈裂灌漿技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中仍存在困難

當(dāng)劈裂灌漿在實(shí)際操作過程中因?yàn)槭鹿时黄戎袛鄷r(shí)，應(yīng)使用清水來沖洗鉆孔，以確保后續(xù)工作的順利進(jìn)行。當(dāng)灌漿工作恢復(fù)時(shí)，應(yīng)先進(jìn)行吸漿，如發(fā)現(xiàn)鉆孔不能夠吸漿，要對(duì)灌漿設(shè)備的漿孔進(jìn)行掃孔工作，掃孔需穿透混凝土層到達(dá)基巖或空腔后方可繼續(xù)進(jìn)行灌漿工作。

通常在進(jìn)行劈裂灌漿前我們會(huì)布置三排孔，排距設(shè)置為1.50 m，第一排、第三排距下游壩肩為1.50 m。第二排孔位采取梅花形交錯(cuò)布置，各孔之間距離2 m。但即使這樣灌漿過程中仍然可能會(huì)發(fā)生串漿現(xiàn)象，這時(shí)就需要等待被串漿的鉆孔排出泥漿后將其堵塞，然后從灌漿孔繼續(xù)進(jìn)行灌漿工作。等到灌漿結(jié)束后，才能對(duì)灌漿孔開展掃孔灌漿工作。待所有的灌漿工作結(jié)束后，要及時(shí)清除鉆孔內(nèi)的污物雜質(zhì)，使用砂漿將所有鉆孔密封抹平，最后割除露出的預(yù)埋管。

水庫(kù)土壩轉(zhuǎn)彎段較多，在轉(zhuǎn)彎段施工軸線上，將設(shè)計(jì)灌漿孔連續(xù)鉆完，然后逐孔輪流灌漿。單孔灌漿時(shí)，灌漿要做到少量多次的原則。如果在灌漿時(shí)發(fā)現(xiàn)孔口裂縫現(xiàn)象，應(yīng)馬上停止灌漿工作，轉(zhuǎn)而灌注其他孔。如果發(fā)現(xiàn)每個(gè)鉆孔都出現(xiàn)小裂縫，并且各裂縫相互交接時(shí)，可以開始逐漸增加注漿量，一直到灌漿工作完成，形成的泥漿防滲帷幕和轉(zhuǎn)彎段軸線一致的時(shí)候?yàn)橹埂?/p>

3.2 劈裂灌漿技術(shù)在水利工程建設(shè)中的質(zhì)量檢測(cè)和管理問題

劈裂灌漿技術(shù)的設(shè)備操作簡(jiǎn)單，對(duì)技術(shù)人員的技術(shù)要求不高，但是對(duì)灌漿的設(shè)計(jì)技術(shù)要求較高。所以在進(jìn)行灌漿工作時(shí)，施工單位必須做好對(duì)施工質(zhì)量的檢測(cè)和管理，使施工團(tuán)隊(duì)嚴(yán)格遵照設(shè)計(jì)好的步驟和規(guī)劃來進(jìn)行灌漿工作。并做好對(duì)施工時(shí)所用到的材料進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，不使用不過關(guān)的材料。

在施工過程中，施工單位要對(duì)施工人員給予鞭策與鼓勵(lì)，充分調(diào)動(dòng)員工的積極性。督促技術(shù)人員積極仔細(xì)地參與灌漿工作，保質(zhì)保量地完成劈裂灌漿工作。對(duì)于施工過程中出現(xiàn)的問題，要事先制定出相應(yīng)的解決對(duì)策，做好預(yù)防工作，把工程損失和資源損失都降到最低。

4 結(jié)語

我國(guó)是一個(gè)水旱災(zāi)害頻發(fā)的國(guó)家，新中國(guó)成立以來，我國(guó)在不斷開展大規(guī)模的水利工程建設(shè)的同時(shí)，也在逐漸發(fā)展完善水利工程中的堤壩防滲技術(shù)。目前，在處理堤壩防滲加固問題時(shí)，采用最多的還是灌漿技術(shù)，尤其是劈裂灌漿技術(shù)。應(yīng)用劈裂灌漿技術(shù)使得我國(guó)的堤壩防滲施工技術(shù)得到了極大的改善和提升，有效減少了堤壩滲漏對(duì)人民生活的影響。同時(shí)，劈裂灌漿技術(shù)也將在未來水利工程的發(fā)展中繼續(xù)發(fā)揮重要作用。

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