堤坝防渗施工技术问题探究

摘　要：致使堤坝渗漏形成的原因是多种多样，如何创新防渗施工技术一直都是困扰施工单位的关键难题之一，要切实解决好这一难题，就必须依据堤坝所处地理环境与堤坝结构及渗漏情况的不同，而分别选择和实施不同的防渗施工技术。

关键词：堤坝防渗 技术设计 施工
　　前言：当前，我国水利工程一般修建年代都比较久远，很多工程年久失修，对大坝和堤防需要进行防渗处理是迫在眉睫的问题。对不同的大坝渗漏要有不同的处理办法。其中劈裂灌浆施工技术在大坝防渗漏处理和工程加固处理中具有明显的技术优势与经济社会效益。
　　一、我国堤坝当前的总体情况
　　我国是世界上水库最多的国家，有各类水库8.5万余座，江河湖海堤防26万余公里，这些工程在兴利除害发展国民经济中起到了重要作用。但是，由于种种原因，使一些堤坝存有不同程度的隐患，不能很好的发挥效益，导致溃坝决堤事故时有发生，严重的危及人民的生命财产安全，大坝安全一直是敏感话题。在发生的大坝事故中原因各有不同，其中，渗漏管捅破的占31.7％，裂缝造成的渗漏破坏占25.3％，年久冲刷气蚀的造成事故占14.2%，大坝的护坡坍塌的占到6.5%，还有一些不明原因占到11.4%。纵观这些数据，我们可以看到大坝事故要进行工程修改或加固防渗，迫切需要研究一种简单易行，能够就地取材，且效果好造价又低的处理新技术，尽快把这些病险堤坝处理好。
　　二、劈裂灌浆与解决同类问题其他技术的比较优势
　　劈裂灌浆技术方案施工速度快，工程造价最低，在施工过程中，劈裂灌浆就是沿坝轴线布孔，利用坝体小主应力成基本沿坝轴线分布这一规律，用灌浆压力沿坝轴线劈裂坝体，灌入泥浆构造浆体防渗帷幕，同时与浆脉连通的裂缝、洞穴等坝体隐患，均被泥浆充填挤压密实，达到防渗加固的目的，经济合理，方法简便易行。灌浆材料一般就地取材，可以节约大量的工程成本，而且没有环境污染问题。劈裂灌浆技术能够在不释放原有的坝体应力的条件构造新施工技术，工程适用范围很广。而其他防渗技术大多数在防渗的使用新作的防渗体，对于原有的坝体的防渗作用不能起到恢复的作用，造成一种浪费，并且新作的防渗体的断面不能随坝体进行调整。除浆体帐幕能起到防渗外，还能使原坝体的防渗能力得到恢复或提高。这是其他防渗技术难以做到的。总之，相比较而言，劈裂灌浆技术在施工与应用中具有明显的优势，是值得推荐的施工技术。
    目前我国劈裂灌浆的技术主要用于低坝，80年代的一些机理分析和实践试验证明，用压力劈裂坝体灌浆的方法是可行的，与传统的充填式灌浆方法相比，劈裂灌浆加固技术具有机理明确、工艺合理、施工速度快，灌浆质量好、经济效益显著等优点。经过多年的理论研究和工程实践，我国的水利科学工作者做了大量的工作，并取得了富有成效的成果。如今，该项技术已经比较成熟。它主要适用于均质坝或者心墙坝，特别适于坝体质量普遍不好，以及存在裂缝、下游坡泅湿、漏水，甚至存在渗透变形（流土、管涌和不同介质结合面形成的接触冲刷）的坝体。若坝体存在滑坡裂缝，粗砂及卵砾石坝基则不应采用此项技术。对于斜墙坝和面板堆石坝也不宜用劈裂灌浆。
　　三、灌浆设计基本要领
　　水库围坝灌浆防渗加固的重点是解决坝体与坝基接触面的渗漏，防止坝基和坝体的渗透破坏。同时也加固围坝坝体，以增加水库蓄水能力。
　　（一）灌浆孔的布置
　　根据围坝特点，平行坝轴线布设两排孔。主排孔距前坝肩2m，钻孔深度为8m，其中深入坝基3m，主要目的是构造浆体防渗帷幕，满足坝体和坝基的防渗要求。副排孔距主排孔3m，钻孔深4m，主要是使坝体产生湿陷固结，调整和改善坝休内部应力状态。主、副排孔距设计均为4m，施工中将主排孔最终孔距加密到2m。
　　（二）. 装液材料和灌装的质量
　　选用合适的浆液，是保证灌浆质量的重要条件。一般对浆液的要求是:可灌性好、稳定性高、析水固结快，形成的浆体防渗性能强。为便于就地取材，本次选用中粉质壤土为灌浆土料。灌浆质量要求：（1）主排孔形成竖直连续的浆体防渗帷幕；（2）有效防渗帷幕厚度15cm以上；（3）浆体的干容重1.609/cm3；（4）浆体的渗透系数1×10-6cm/s。劈裂灌浆是一个先压密后劈裂的过程，浆液和土体的相互作用机理可以分为3个阶段：初始鼓泡压密、
劈裂流动和被动土压力阶段，因此，劈裂灌浆初始阶段的整个力学过程主要是土体在受到挤压后的变形、屈服直至最终破坏而被劈裂的过程。
　　四、灌浆的施工技术要领
　　灌浆采用“先两边、后中间”的灌浆方法，先灌内、外边坡的2排孔，内外坡的2排孔完工3～5d后，随着水分的渗透、渠堤应力的调整，渠堤开始回弹，再进行中间1排孔的成孔、灌浆。
　　1．成孔与灌浆的逐步加密，在每1排灌浆孔的灌浆，采用间隔成孔、灌浆的方法，防止1次成孔使得灌浆过程中，出现串孔现象。
　　2．灌浆孔的灌浆，采用钻孔一次钻孔到位、自下而上分段、孔内纯压式拔管灌浆工艺，孔内灌浆分段的长度一般为2.0～3.0  m，1个孔分为2段灌浆，先对孔的下段（孔深2～3  m）进行纯压式灌浆，待达到灌浆结束标准后，再拔管对上段进行纯压式灌浆。
　　3．灌浆材料，在压力作用下注入地层、岩石或
　　构筑物的缝隙、孔洞中，达到增加承载能力、防止渗漏及提高构筑物整体性能等效果的流体材料。采用水泥和黏土的混合材料灌浆，水泥和黏土的比例为1：9；结合了水泥浆的结石强度高和粘土浆的浆液稳定性好，水泥的比例不能过大；水泥和黏土的比例要严格控制才能起到工程实际效果，灌浆前应根据经验就近选择施工所用黏土的土料源，灌浆土料以重粉质壤土或粉质黏土为宜，按规范要求，应取土料场土样作相关试验，检测土料的颗粒组成、有机质含量、碱性物质含量、容质量、液限、塑性指数等是否满足要求。
结束语：
　　堤坝劈裂灌浆技术，是近年来研究成功的处理病险堤坝有效的一项新技术，属我国首创。随着堤坝劈裂灌浆的迅速发展，目前土坝坝体劈裂灌浆的应用范围和高度都超出了该土坝坝体灌浆技术规范的范畴。由于各地对劈裂灌浆技术的认识程度不一致，所以，他们所采用的灌浆工艺和带来的灌浆效果及出现的问题也就各不相同。在工程实际中，要根据工程的实际情况选择相应的综合防渗技术，达到科学、经济、合理的目的，这也是在当前以及今后堤坝防渗方案选择中值得深入研究的重要课题。
参考文献
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[3]刘裕鸿、刘群：《上饶市大中型水库土石坝坝下涵管渗漏原因分析及处理方法》 [J]，《水利与建筑工程学报》，2003，（3）。 本文链接：http://www.qk112.com/lwfw/sklw/slgc/249055.html