水利工程堤壩防滲加固技術(shù)的分析

唐飛 夏旭

摘 要：在大壩失事事故中，土石壩所占比例高達(dá)70.5%。滲流問題是土石壩中的常見問題，嚴(yán)重影響水庫的安全運行。目前，對水庫防滲加固效果的研究還比較少，因此，開展土石壩防滲加固研究具有重大意義。為此，本文在充分了解到我國水利工程堤壩防滲加固現(xiàn)狀的同時，對水利工程堤壩防滲加固技術(shù)要點、應(yīng)用進(jìn)行了分析與探究。

關(guān)鍵詞：水利工程；堤壩施工；防滲加固

據(jù)世界水工資料統(tǒng)計，在遭到破壞的水工工程中，40%以上是由滲流所造成的。我國在20世紀(jì)50～90年代，在大壩失事事故中，土石壩所占比例高達(dá)70.5%，而且滲透破壞占到31.7%，裂縫滲透破壞占到25.3%，二者之和為57%，且由于這些水利工程大都是在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、設(shè)備等極其匱乏的條件下修建的，經(jīng)過多年的運行，許多堤壩出現(xiàn)種種問題成為病險水庫，給國家的經(jīng)濟(jì)、財產(chǎn)造成巨大的浪費和損失。由于大中城市一般座落于水庫下游地區(qū)，人口密度大，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，垮壩洪水會造成難于預(yù)計的災(zāi)難。由此可見滲流控制問題在土石壩來說就顯得尤為重要。

1 我國水利工程堤壩防滲加固現(xiàn)狀

我國現(xiàn)有的水庫中，絕大多數(shù)修建于1958年至1976年間，大部分水庫是邊勘察、邊設(shè)計、邊施工的“三邊”工程。有的水庫甚至就沒有設(shè)計，即使有設(shè)計，也往往缺乏足夠的水文、地質(zhì)等基礎(chǔ)資料。且當(dāng)時的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范極不完善；施工設(shè)備簡陋，大搞群眾運動和人海戰(zhàn)術(shù)；建設(shè)投資不足，頻繁停建、緩建造成不少“半拉子”工程。這些先天形成的因素，致使大部分水庫的建設(shè)從設(shè)計到施工均難以保證質(zhì)量，給水庫留下了眾多隱患。隨著大江大河的初步治理及防洪減災(zāi)體系的不斷完善，病險水庫已成為防洪體系中最為薄弱環(huán)節(jié)和防洪安全的最大隱患，水庫除險加固工作事關(guān)防洪安全的大局，事關(guān)廣大人民群眾生命財產(chǎn)安全，國家對病險水庫除險加固工作十分重視。進(jìn)入21世紀(jì)以來，國內(nèi)病險水庫除險加固工作的步伐越來越快。目前國內(nèi)大中型水庫除險加固工作目前已進(jìn)入尾聲，小型水庫的除險加固工作正處于建設(shè)的高峰期，且小型水庫數(shù)量眾多，約占水庫總數(shù)的95%，其除險加固工作又受到經(jīng)濟(jì)條件、施工條件及建設(shè)周期等因素影響，投資規(guī)模及建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)等達(dá)均不到中型水庫的水平。在眾多小型水庫除險加固工程中大壩防滲加固尤為重要，是保證大壩安全及水庫正常運行的重要基礎(chǔ)。據(jù)統(tǒng)計我國95%的水庫大壩為土石壩，針對土壩壩體和壩基防滲加固，如何選取最為經(jīng)濟(jì)、適用的防滲體系及施工工藝，對大壩加固后的防滲效果至關(guān)重要。

2 水利工程堤壩防滲加固施工技術(shù)要點

1、灌漿孔的布置

水庫圍壩的灌漿防滲加固是為了有效解決壩體與壩基接觸面的滲漏，以此來達(dá)到防止壩基和壩體的滲透破壞作用，同時也加固了圍壩的壩體，增加了水庫的蓄水能力。施工中要根據(jù)圍壩特點，在平行壩軸線布設(shè)兩排孔，主要目的是構(gòu)造漿體防滲帷幕，以此來滿足壩體和壩基的防滲要求，使壩體產(chǎn)生濕陷固結(jié)和調(diào)整改善壩體內(nèi)部應(yīng)力的狀態(tài)。

2、裝液材料和灌裝質(zhì)量

裝液材料的選取要能實現(xiàn)壓力作用下注入地層、巖石或構(gòu)筑物的縫隙達(dá)到增加承載能力，以此來達(dá)到防止?jié)B漏和提高構(gòu)筑物整體的性能效果。一般施工中采用水泥和黏土的混合材料灌漿，這樣能夠結(jié)合水泥漿的結(jié)石強(qiáng)度高和粘土漿的漿液穩(wěn)定性好的特點。保證灌漿質(zhì)量的重要條件就是要合理選用合適的漿液，漿液必須做到可灌性好、穩(wěn)定性高和析水固結(jié)快的要求，這樣才能形成漿體防滲性能。劈裂灌漿技術(shù)是一個先壓密后劈裂的過程，漿液和土體的相互作用機(jī)理可以分為初始鼓泡壓密、劈裂流動和被動土壓力階段，因此，劈裂灌漿初始階段的整個力學(xué)過程主要是土體在受到擠壓后的變形、屈服直至最終破壞而被劈裂的過程。

3、灌漿工程的監(jiān)測和施工

堤壩劈裂灌漿是專業(yè)性非常強(qiáng)的一項施工技術(shù)，好的灌漿設(shè)計才能保證灌漿的質(zhì)量，而且還需要有豐富灌漿經(jīng)驗的高素質(zhì)施工隊伍去完成。在施工過程中還要對灌漿施工進(jìn)行全面的監(jiān)測，實現(xiàn)對整個灌漿過程的全面監(jiān)測才能及時的發(fā)現(xiàn)異常并及時解決。這樣就能通過采取正確的處理措施把隱患降到最低。

3 水利工程堤壩防滲加固技術(shù)的應(yīng)用

1、垂直防滲處理地基

目前，我國已經(jīng)研究開發(fā)出了射水法、鋸槽法和兩鉆一抓等薄墻施工技術(shù)，而垂直防滲幕墻就可以采用這些成墻技術(shù)進(jìn)行施工。垂直防滲特別適用于地基透水層較薄和隔水層較淺的情況，這種情況下可以做成封閉式的防滲幕墻，以達(dá)到堤基的滲流量和揚壓力得到有效的控制，從根本上根治堤基滲透的破壞。但是實踐中采用封閉式的垂直防滲墻的施工難度比較大，造價也高，所以要在充分勘察的基礎(chǔ)上經(jīng)過嚴(yán)密的論證后才能采用。

2、滑坡體的清除

堤壩滑坡主要是由于水流的淘刷和內(nèi)部的滲水或上部壓載等因素造成的。在水庫堤壩發(fā)生滑動時必須及時采取前截后導(dǎo)的措施，遵循削坡減載和固腳壓重的原則，來加強(qiáng)堤壩的防滲與排水工作。主滑體是在最危險圓弧圓心上側(cè)的土體，實踐中一般采取挖除滑動體中主滑體來進(jìn)行重新的填筑。除此之外，經(jīng)穩(wěn)定計算增加阻滑體的重量，也你呢掛鉤有效的提高堤坡的穩(wěn)定性。

3、劈裂灌漿

劈裂灌漿主要是運用壩體應(yīng)力的分布規(guī)律，采取一定的灌漿壓力將壩體沿壩軸線方向劈裂，同時灌注合適的泥漿，形成鉛直連續(xù)的防滲泥墻，并堵塞漏洞裂縫或切斷軟弱層，以提高壩體的防滲能力。這種通過漿壩互壓和濕陷的實現(xiàn)能使壩體內(nèi)部的應(yīng)力得到重新分布，不斷提高壩體的穩(wěn)定性。在堤壩施工中，運用劈裂式帷幕灌漿法對加固堤身和防止堤身滲漏方面能收到很好的效果。隨著土壩壩體劈裂灌漿向高土壩方向的不斷發(fā)展，在一些特定地基條件下還能實現(xiàn)壩體和地基的同時劈裂。在施工中要注意根據(jù)堤壩土質(zhì)、碾壓質(zhì)量和隱患性質(zhì)等情況，使得造孔深度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，泥墻的設(shè)計厚度也要進(jìn)行規(guī)范，這樣才能形成質(zhì)量高的垂直連續(xù)防滲帷幕，最終解決壩體的滲透問題。

4、崩岸的治理

崩壩是由于土石組成的河岸和湖岸因受到水流沖刷，在重力作用下使土石產(chǎn)生崩落、崩塌和滑坡等現(xiàn)象?，F(xiàn)在一般的崩岸分為條形倒崩、弧形坐崩和階梯狀崩塌，崩岸的發(fā)展可使河床產(chǎn)生橫向變形，目前對崩岸的搶險和治理方面主要采用的是拋石防護(hù)的方法。特別需要注意的是在拋石護(hù)岸工程中要在拋石與堤基之間鋪設(shè)土工織物反濾層。除此之外，崩岸的治理還可以通過沉排、木樁、鋼板樁、丁壩、順壩及石籠等形式來實現(xiàn)。

4 結(jié)束語

綜上所述，水利工程施工過程中，水利工程與一般的建筑工程的相比，不僅需要具有良好的抗震性能和穩(wěn)定性，而且還要重視水利工程防滲技術(shù)。如果在水利工程施工的過程中發(fā)生滲漏問題，則將會對水利工程帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，且將會造成工程使用安全問題，因此，在水利工程施工中，必須做好防滲加固工作，這對提高工程的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益具有重要的意義。

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