水庫壩體防滲帷幕灌漿加固及效果分析

梁峰

摘 要：水庫壩體滲漏直接危及整個水庫的安全以及下游人民群眾的生命財產(chǎn)安全，采用合適的技術(shù)和施工工藝對壩體滲漏進(jìn)行修補(bǔ)加固是非常重要的。該文主要介紹了水庫壩體滲漏的原因和危害，并詳細(xì)闡述和論證了采用帷幕灌漿加固技術(shù)進(jìn)行壩體防滲加固工作的可行性和優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：壩體 防滲 帷幕灌漿

中圖分類號：P343.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）05（c）-0087-01

我國有各種不同規(guī)模的水庫約八萬余座，其中大型水庫約350座，中型水庫約2500座，小型水庫約8萬座。受當(dāng)時水庫的建設(shè)技術(shù)水平和施工工藝，以及后期水庫缺乏養(yǎng)護(hù)，加之地方配套資金不足等因素影響，大量的水庫處于帶病工作狀態(tài)，病險水庫的數(shù)量居高不下，給水庫的管理以及水庫中下游的人民群眾的生命財產(chǎn)安全帶來了嚴(yán)重影響，因此，研究水庫壩體的安全加固技術(shù)，對提升水庫的安全性，保證水庫的安全運行管理工作具有重要意義。

1 水庫壩體滲漏的原因及危害分析

1.1 水庫壩體滲漏事故發(fā)生的原因

水庫壩體的滲漏按照發(fā)生的位置一般分為三種情況，壩體滲漏、壩基滲漏和繞壩滲漏。水庫出現(xiàn)壩體滲漏的原因主要有以下幾個方面，首先，筑壩材料質(zhì)量不過關(guān)，筑壩用土透水性太大，為做除濕處理，同時，土料的顆粒太大，未做充分的碾磨壓碎處理，或是土料中摻雜了太多石塊、土粒、雜物，使得夯實不能充分緊密；其次是筑壩的工藝技術(shù)差，在筑壩過程中鋪土過厚，使碾壓或夯實不密或分層回填時結(jié)合面少壓、漏壓造成層面不密實等引起壩體滲漏；第三是壩體的填筑面過窄，導(dǎo)致壩身單薄，壩體內(nèi)次的水體受壓力影響，滲徑過短，從而發(fā)生壩身的水體滲漏事故；四是壩內(nèi)涵管漏水事故。壩內(nèi)涵管外壁填土質(zhì)量差，夯壓不密實、涵管未做截水環(huán)，引起沿管壁的縱向滲漏。五是白蟻、老鼠等動物破壞。在壩體修筑過程中以及修筑后的維護(hù)管養(yǎng)過程中，容易出現(xiàn)白蟻和老鼠在壩體筑巢、打洞，導(dǎo)致壩體出現(xiàn)貫穿洞，從而出現(xiàn)滲漏的情況。

1.2 水庫壩體滲漏事故危害分析

水庫壩體滲漏的危害主要體現(xiàn)在三個方面，一是浪費水資源。蓄水、調(diào)度調(diào)節(jié)水資源、防洪灌溉是水庫修筑的重要目的。水庫滲漏導(dǎo)致大量水資源浪費，使得水庫的作用下降，影響水庫下游的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營活動和人們的生活。特別是平原地區(qū)，水庫滲漏會進(jìn)一步加大水資源的緊缺度，使得水庫的工程效益大打折扣。二是影響壩基的穩(wěn)定。隨著水庫蓄水量的加大，水庫大壩內(nèi)外的水頭差不斷加大，使得壩基處的滲透壓力增大，當(dāng)滲透力超過壩體土體抗?jié)B強(qiáng)度時，就會導(dǎo)致壩體的整體或部分發(fā)生位移，從事影響壩體的穩(wěn)定性，嚴(yán)重時甚至出現(xiàn)潰壩或壩體整體倒塌事故，給下游群眾生命財產(chǎn)安全造成嚴(yán)重影響。三是造成庫外浸沒和土壤的鹽堿化。如果水庫存在較大的滲漏量，隨著庫水位的上升，庫周地下水位和土層中的毛細(xì)管水也隨之升高，就會導(dǎo)致水庫周圍浸沒、濕陷等現(xiàn)象產(chǎn)生，甚至出現(xiàn)沼澤化、鹽漬化等現(xiàn)象。

2 水庫壩體防滲帷幕灌漿加固及效果分析

2.1 水庫壩體防滲帷幕灌漿加固技術(shù)分析

按照《帷幕灌漿施工技術(shù)規(guī)范》的定義，帷幕灌漿是指用漿液灌入巖體或土層的裂隙、孔隙，形成阻水帶，以減少滲流量或降低揚壓力的灌漿技術(shù)。在工程實踐中，一般選用水泥漿材和化學(xué)漿材兩種材料作為主要灌漿材料，具體選用兩種中的哪種取決于灌漿的目的、巖土條件、工程性質(zhì)、施工技術(shù)及造價高低等因素。水泥漿材一般具有很高的固結(jié)強(qiáng)度、且施工工藝簡單已操作，具有良好的耐久性好、成本控制相對容易；化學(xué)漿液的可注性好，適合細(xì)小裂縫和深層裂縫的修補(bǔ)，缺點是強(qiáng)度和耐久性均較差，且會造成環(huán)境污染，造價高。 同時，除主要灌漿材料外的輔材、溫度、時間等因素也決定了漿液的具體特性和適用范圍。當(dāng)前，在水工建筑物的灌漿加固防滲過程中，選擇采用較稠漿液和使用增塑劑及高效減水劑已成為一種主流選擇。

除材料和環(huán)境因素外，影響灌漿效果的因素還有材料的可灌性、漿液的流變性等因素。在特殊的地質(zhì)條件下，防滲帷幕灌漿還呈現(xiàn)出一定的特點，如灌注材料量多、防滲帷幕深、防滲帷幕軸線長、帷幕灌漿工程量大、施工相對復(fù)雜、灌漿帷幕造價較高等特點。

以巖溶地貌為例，在復(fù)雜的地質(zhì)條件下，水庫壩體的防滲帷幕灌漿主要技術(shù)工藝包含以下幾個方面：首先是灌漿方法的選擇，應(yīng)采用逐漸加密法分層次實施。常規(guī)施工方法是采用孔口封閉自下而上分段灌漿法，既能夠保證進(jìn)度，同時又能夠保證質(zhì)量；其次是布設(shè)灌漿平垌，以便于灌漿作業(yè)和鉆孔，同時，保證灌漿過程安全可靠；第三是灌漿段長的選擇，在壩體相對穩(wěn)定，滲漏點較少的區(qū)域，一般5 m到6 m為宜，在滲漏嚴(yán)重，滲點密集的區(qū)域，一般灌漿段長在2 m左右；第四是灌漿壓力的選擇，一般根據(jù)滲漏發(fā)生的位置深度確定，鉆孔深時，需要加大壓力，使得漿液和填充物充分結(jié)合；同時，要注意合理的分配壓力變化，避免過大壓力導(dǎo)致的人為裂隙和滲漏點發(fā)生。因此，選擇灌漿壓力值應(yīng)自下考慮，既不要因為壓力過小而降低灌漿效果，也不要因壓力過大而破壞巖石。一般在靠近地表的地方宜采用較低的壓力，深部的巖石可采用較高的壓力。

2.2 水庫壩體防滲帷幕灌漿加固效果分析

通過選擇合適的灌漿材料，使用科學(xué)的施工工藝，會有效提升水庫壩體的防滲水平，使得壩體內(nèi)部的滲漏縫隙和通道得到科學(xué)的填充，保證了壩體的整體的穩(wěn)定性，同時，對壩基的防滑、抗震等能力的提升有很好的促進(jìn)。通過防滲帷幕灌漿技術(shù)的使用，大量的土壩和混凝土重力壩由于施工過程中造成的技術(shù)缺陷得到了很好的彌補(bǔ)，提升和改善了水工建筑的整體安全性，為水庫的安全穩(wěn)定運行提供了有力的技術(shù)保證。我國從20世紀(jì)40年代開始防滲帷幕灌漿技術(shù)的研究工作，目前，處在水庫壩體防滲工程中應(yīng)用外，礦山開采、堤防加固等工程中，該技術(shù)也得到了廣泛的應(yīng)用。

3 結(jié)語

水庫壩體的安全直接關(guān)系到整個水工建筑的安全，同時影響水工建筑的整體效益的發(fā)揮。滲漏是水庫壩體較為常見且安全影響系數(shù)較高的一項指標(biāo)和因素，圍繞該課題的研究成果豐富。該文在分析水庫壩體滲漏的原因和危害的基礎(chǔ)上，結(jié)合特殊地質(zhì)條件水庫壩體防滲帷幕灌漿加固的工藝技術(shù)分析，為我國大中型水庫的壩體安全加固工作提供了很好的借鑒和參考，對指導(dǎo)水庫滲漏加固出險工作具有重要的理論和現(xiàn)實意義。

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