土石壩防滲加固中對(duì)高壓噴射灌漿造防滲墻的應(yīng)用研究

陳光

【摘要】土石壩工程是保證水庫(kù)建造質(zhì)量的關(guān)鍵，土石壩工程材料主要來源于水庫(kù)壩體周圍的碎石、灰土等，是我國(guó)迄今為止應(yīng)用最為廣泛的壩體建設(shè)形式。由于其建設(shè)周期短且材料選擇范圍廣，所以具有經(jīng)濟(jì)節(jié)約型和資源保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。近幾年，隨著我國(guó)自然資源逐年被破壞，水庫(kù)周邊環(huán)境地基土層質(zhì)量較差，使得土石壩發(fā)生滲漏的現(xiàn)象。為加強(qiáng)防滲措施，本文以土石壩防滲加固為主要研究對(duì)象，通過研究和分析高壓噴射灌漿造防滲墻技術(shù)要求，闡釋土石壩防滲加固的主要措施，為相關(guān)工作人員提供技術(shù)參考。

【關(guān)鍵詞】土石壩；防滲加固；高壓噴射灌漿；防滲墻

2016年根據(jù)我國(guó)水利部門的統(tǒng)計(jì)信息顯示，我國(guó)的水庫(kù)工程數(shù)量，按照水庫(kù)庫(kù)容計(jì)算，在10萬m3以上庫(kù)容的水庫(kù)數(shù)量大約在10萬座，庫(kù)容小于10萬m3的小型水庫(kù)數(shù)量大約占比為90%以上。隨著時(shí)間的推移，水庫(kù)的使用功能特征也在不斷變化著，大部分水庫(kù)由于年久失修加上施工質(zhì)量和施工技術(shù)的不足，導(dǎo)致水庫(kù)的使用周期變短，存在不能正常運(yùn)行的危險(xiǎn)，對(duì)水庫(kù)及壩體周邊群眾的人身安全和財(cái)產(chǎn)安全造成嚴(yán)重影響。本文以某水庫(kù)土石壩滲漏風(fēng)險(xiǎn)為主要研究對(duì)象，提出了采用高壓灌漿構(gòu)筑防滲墻排除防滲風(fēng)險(xiǎn)的新工藝及新方法。

1、某土石壩工程現(xiàn)狀分析

1.1某土石壩基本情況

本研究以某地區(qū)的小型水庫(kù)為研究對(duì)象，其主要的使用功能是附近農(nóng)田的灌溉和給養(yǎng)殖專業(yè)戶提供水源。某水庫(kù)土石壩工程的基本情況見下表1所示。

從以上某土石壩工程的基本情況可看出，此水庫(kù)的修建年代較早，屬于年久失修狀水庫(kù)類型，且其蓄水能力和庫(kù)容等都較小，屬于小型水庫(kù)。

1.2某土石壩使用功能特征

本文列舉的土石壩工程主要是用作周圍農(nóng)田的灌溉和供給養(yǎng)殖用戶水源，這是其主要的功能特征。

2、土石壩工程滲漏原因分析

2.1白蟻活動(dòng)導(dǎo)致滲漏

白蟻屬于群居類動(dòng)物，在水庫(kù)土石壩土基層環(huán)境下生長(zhǎng)活躍，從而在土石壩基礎(chǔ)內(nèi)形成巢穴，導(dǎo)致土石壩體的滲漏。

2.2土石壩土質(zhì)參數(shù)不達(dá)標(biāo)

在土石壩防滲工程施工前要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)進(jìn)行有效的勘察，并選取基層的土樣，利用實(shí)驗(yàn)的方法確定相關(guān)的參數(shù)。通過擊實(shí)試驗(yàn)，測(cè)得的數(shù)據(jù)如下表2所示。

由上表2中的數(shù)據(jù)可知，填筑土的壓實(shí)度相對(duì)不均勻，壓實(shí)度值也不達(dá)標(biāo)，所以壩體存在很大的滲漏風(fēng)險(xiǎn)。

2.3土石壩空間防滲性能差

對(duì)壩體進(jìn)行選擇性的注水實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果分析可知，注水K值相對(duì)跨度較大，填筑土的滲透性為弱透水，屬于中等透水。另外進(jìn)行的幾次實(shí)驗(yàn)，也同樣出現(xiàn)了中等透水的現(xiàn)象，可見，土石壩體空間的防滲性能較差。

3、防滲加固措施分析

3.1防滲方案建立

本工程的防滲加固方案主要結(jié)合相關(guān)的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和土石壩體的實(shí)際情況，綜合各種因素選用的防滲加固方案是用高壓灌漿造防滲墻的措施。

采用防滲方案的技術(shù)參數(shù)：防滲墻頂高程為183.83m，本實(shí)施方案對(duì)壩體進(jìn)行分段設(shè)置，設(shè)計(jì)成若干樁號(hào)，便于施工。高壓噴射灌漿的孔距為0.5m，樁的直徑為大于等于0.60m，孔斜率≤0.65%，最大的防滲墻高度與一般的防滲墻高度相比較，要高出20%左右，本工程采用的最大防滲墻高度為15.8米，防滲面積為1456m2。

3.2防滲方案技術(shù)要求

高壓噴射灌漿工作原理

采用高壓泵等機(jī)械加壓方式，將經(jīng)預(yù)制完好的水泥漿進(jìn)行相應(yīng)的加壓措施，壓力在30MPa左右，通過高壓軟管將相應(yīng)的水泥漿輸送到噴頭上，然后從噴嘴出噴出來，對(duì)土體進(jìn)行有效的切割等。同時(shí)相應(yīng)的鉆桿是由轉(zhuǎn)速進(jìn)行提升的，通過這種方式形成一定強(qiáng)度的地下防滲構(gòu)筑墻體。

（2）高壓噴射灌漿造防滲墻的工藝流程

具體的施工工藝如下：

①造孔

造孔的過程相對(duì)較為復(fù)雜，需要實(shí)時(shí)記錄孔深的鉆進(jìn)進(jìn)度，并保證孔的位置偏差保持在一定的范圍內(nèi)（≤5cm）；另外，要將鉆孔的記錄進(jìn)行有效的整理，包括鉆孔時(shí)間、孔斜率、孔深等。在鉆孔完畢后要找相關(guān)的值班人員進(jìn)行簽字確認(rèn)，防止鉆孔被堵塞，造成工作的失職。

②下注漿管

按照設(shè)計(jì)的孔深，采用穩(wěn)平快的方式將漿管進(jìn)行下注，下注漿管是應(yīng)保證不發(fā)生一定程度的偏斜，保證噴嘴和漿管口在一條直線上，同時(shí)也要預(yù)防漿管下注過程中的堵塞。

③噴射灌漿

灌漿時(shí)間保持在1-3min，待注漿完畢后，在注漿口會(huì)出現(xiàn)冒泡的現(xiàn)象，此時(shí)可以用勻速對(duì)注漿管進(jìn)行緩慢提升直至拔出。同時(shí)要安排相關(guān)的現(xiàn)場(chǎng)施工的值班人員時(shí)刻關(guān)注相關(guān)的注漿流量，壓力等參數(shù)數(shù)值，并且按照施工要求做好相關(guān)的記錄。

④技術(shù)參數(shù)分析

根據(jù)施工時(shí)間和施工次數(shù)，總結(jié)施工過程中的高壓噴射灌漿的技術(shù)參數(shù)，現(xiàn)將相關(guān)數(shù)據(jù)列表3分析如下：

⑤施工后檢查

在高壓機(jī)就位后需要進(jìn)行相關(guān)的試樁流程，按照規(guī)定的參數(shù)進(jìn)行噴漿，并將噴管之間的距離保持一致。在正常的噴射施壓完成后要進(jìn)行施工后的檢查工作，按照相關(guān)的檢查原則進(jìn)行記錄并留存，供日后維修檢驗(yàn)時(shí)查找。

4、結(jié)語(yǔ)

針對(duì)于水庫(kù)的土石壩防滲加固工程的相關(guān)技術(shù)要點(diǎn)，從高壓灌漿到技術(shù)實(shí)施的全過程進(jìn)行相應(yīng)的理論實(shí)踐分析，可知在土石壩防滲加固作業(yè)中，需要各施工階段的緊密協(xié)作，并按照相關(guān)的施工規(guī)范施工，保證整個(gè)施工過程的連續(xù)性。同時(shí)，在選取使用防滲加固措施及施工技術(shù)時(shí)要注意因地制宜，同時(shí)也要按照實(shí)際工程進(jìn)度合理安排施工技術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王天星. 混凝土防滲墻在土石壩防滲加固中的應(yīng)用研究[D]. 合肥工業(yè)大學(xué)， 2010.