水利工程堤壩防滲加固初探

1、水利工程堤壩防滲加固初探 水利工程堤壩防滲加固初探 摘 要：文章概述水利堤壩工程出險種類及施工方案，分析探討堤壩工程防滲加固技術(shù)。 關(guān)鍵詞：水利工程；堤壩；防滲加固 我國有許多水利堤壩需要進行防滲處理，堤壩防滲加固尤為重要。因此，提高水利工程堤壩防滲加固技術(shù)，對我國水利工程意義重大。 一、水利堤壩工程出險種類及施工方案 1.水利工程堤防出險的主要種類 堤防出險包括滲透破壞、滑坡、開裂和沒治，其中以滲透破壞為主。滲透破壞主要表現(xiàn)為集中滲漏、管涌、流土、接觸沖刷、接觸流土。堤防滲透破壞險情可分為三類：首先，堤身產(chǎn)生的險情，主要是由于堤身物質(zhì)組成的不均勻性和填筑密實度的不均勻性造成的，如局部堤段堤身

2、壤土為粉細砂、砂壤土或存在孔洞、裂縫等，主要表現(xiàn)為散浸、脫坡、漏洞、跌窩等。其次，堤身和堤基接觸帶產(chǎn)生的險情，由于筑堤時未清基，堤身堤基接觸帶物質(zhì)較混雜。第三，堤基產(chǎn)生的險情，主要是由于堤基存在透水性較強的砂層、砂壤土層所致。 2.水利工程中堤防防滲施工方案的選擇 首先，堤身的防滲處理，可采用截滲墻、錐探灌漿和劈裂灌漿等防滲體。必要時還可幫堤以加厚堤身或翻挖重新填筑堤身。其次，對于堤防截滲墻，關(guān)鍵是要采用薄墻和廉價的材料才能有效地降低工程造價。目前常用的開槽法、深沉法、擠壓法造墻均可到達這一要求，其中深沉法造價最低，在墻深小于20m時最具競爭力高噴法造墻價格相對較高，但在一些施工場地狹窄、地下

3、降礙物較多時，有較好的適應(yīng)性。第三，對于砂卵礫石含量較高粒徑較大的地層，那么應(yīng)考慮采用沖擊鉆并配合其他開槽方式成睹，當然造墻本錢也會大大提高根據(jù)堤防工程的特點，對這類地層險工段的肪滲處理，也可考慮采用蓋重排水減壓反濾保護等其他措施。 二、堤壩工程防滲加固技術(shù)分析 1.堤壩防滲處理 堤壩防滲處理原那么和主要處理方法。針對上述幾種情況，我國防滲一般采用灌漿或防滲墻措施來處理滲透或降低浸潤線，采用防滑樁或壓重等措施來提高抗滑穩(wěn)定性平安系數(shù)。滑坡的處理比擬復(fù)雜，要從滑坡的起因上解決問題。最好的途徑是降低壩體浸潤線或提高土體強度指標。近些年來，隨著土工合成材料的開展，用土工膜或復(fù)合土工膜防滲和用加筋材料

4、提高土體穩(wěn)定性得到越來越廣泛的應(yīng)用。對壩基滲漏的處理一般依據(jù)上游“鋪、截、堵，下游“導(dǎo)、減、排的原那么所謂鋪、截、堵就是修建鋪蓋、防滲墻和帷幕灌漿等以減小滲漏量；“導(dǎo)、減、排是修建導(dǎo)滲反濾體、減壓井、排水溝等以降低揚壓力。 2.堤壩灌漿防滲的幾種方法 劈裂式帷幕灌漿法。所謂劈裂式帷幕灌漿，主要用于加固堤身，防止堤身滲漏。其方法是根據(jù)堤壩曲直不同情況，用淺孔輕便鉆機或更簡單的鉆具，分別采用梅花形布孔和直線布孔方式，沿堤壩軸線從堤頂離堤外肩1.5m處鉆孔，一般孔距3m，孔深根據(jù)堤身情況分別以鉆透堤身填土或穿過堤身鉆入根底12m為宜。灌漿時由下而上，少灌多復(fù)；泥漿由稀到稠，循序漸進；壓力由大到小，靈

5、活掌握。這樣，可以較好地處理灌漿中出現(xiàn)的冒漿、串漿、滑坡、局部隆起等各種問題，使灌入的泥漿沿堤的軸向形成一道帷幕，到達改善堤身質(zhì)量、提高鞏固度和防止?jié)B漏的目的。 低壓速凝式灌漿法。這種灌漿方法一般用于高危水位下?lián)岆U堵塞管涌，它可根據(jù)管涌所處位置的地質(zhì)情況分別采用30型鉆機或50型鉆機鉆孔，然后先向孔內(nèi)注入浸水后即膨脹的物質(zhì)，再以小于49kPa的壓力徐徐向孔內(nèi)灌入加進速凝劑水玻璃的水泥漿。注入膨脹物質(zhì)是為了加大管涌內(nèi)阻力，減慢管涌內(nèi)水流速度，防止水泥漿隨水流出；參加速凝劑，水泥漿能很快凝固而堵塞管涌。 高壓填充式灌漿法。高壓填充式灌漿主要用于堤基根底灌漿，亦用于堤身蟻穴、溶洞的填充。用于根底灌漿

6、時，須用50m工程鉆機在需灌的堤段從堤頂鉆孔，孔距1.52.0m，孔深以鉆入根底穿過砂層進入礫石層2m左右為宜。灌漿時壓力一般為127.40166.60kPa，套管下到填土層保證堤身枯燥，根底局部砂礫層灌入水泥漿，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根底不良而引起的管涌。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，然后進行填充，那么填滿為止。 通過灌漿加固，形成防滲體此方法適用于漿砌石重力壩。壩上游面固結(jié)灌漿，堵塞漏洞和縫隙，加固補強壩體和提高防滲性能，以進一步提高壩體的承載能力和完整性。壩下游面追蹤固結(jié)灌漿，在下游壩面有漏水或溶蝕物

7、出逸的地方，造成水平孔或斜孔，埋注漿管進行灌漿，以堵塞漏水通道和壩體空洞、裂縫，加固壩體，增加壩面穩(wěn)定性和抗沖刷能力這種反向灌漿工藝，非常適合拱壩和支墩壩工程，對重力壩工程只有搞清揚壓力并設(shè)排水孔也可采用采用這種方法時最好是壩前無水。壩面重新剔勾縫，剔縫后，用高標號水泥砂漿干硬性預(yù)縮水泥砂漿或用防水材料配制高標號水泥砂漿勾縫，提高壩面防滲漏能力及壩體穩(wěn)定性、整體性和抗凍融抗風浪淘刷能力。此方法即“前堵、中截、后追蹤灌漿治漏加固法。 3.混凝土防滲墻技術(shù) 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。 自凝灰漿防滲墻。自

8、凝灰漿防滲墻是在塑性混凝土墻的根底上開展而來的。使用水泥、膨潤土并摻入少量緩凝劑制成“自凝灰漿，在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)在美國、法國等國家均已使用，我國尚處于起步階段。 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。挖槽深度一般15m，槽寬為1530cm。適用于砂壤土層，工效較高。 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)水泥的水解、水化和離子交換等一系列反響，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

9、×104m2，占總成墻面積的69%。其優(yōu)點是造價低，設(shè)備輕便，墻厚為2530cm時，在深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。 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。我國常采用孔口封閉灌漿法，隨著二灘、小浪底工程的建設(shè)，國際上一些高效率的施工方法，如GIN灌漿法自下而上純壓式灌漿法等引進我國，促進了我國灌漿技術(shù)的開展GIN法是前國際大壩會議主席、瑞土學(xué)者隆巴迪首先提出的。中國水利水電根底工程局夏可風在?地基處理新技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用?一文中指出：GIN法的根本概念是，對任意孔段的灌漿，其能量消耗均為一個定值，這個能量消耗的數(shù)值近似等于該孔段最終灌漿壓力P與灌入漿液體積V的乘積PV，PV就叫作灌漿強度值，即GIN由于裂隙巖體灌漿時，大裂隙常常注入量大而使用壓力小，細裂隙常常注入量小而使用壓力高因此，如果在各個灌漿段的全部灌漿過程中，都控制GIN為一常數(shù)，就可以自動地對開敞的寬大裂隙限制其注入量，對可灌性差的致密地段提