水庫大壩壩基防滲處理施工技術(shù)

黎曉春

湛江市聯(lián)誠水務(wù)工程技術(shù)有限公司化州分公司 525100

摘要：水庫大壩壩基滲漏會帶來經(jīng)濟(jì)損失和安全問題，所以當(dāng)滲漏量超出規(guī)定范圍時必須采取防滲加固措施。壩基防滲可以選擇許多方法，應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)條件、防滲目標(biāo)選擇經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)可靠的方法，本文對目前常見的施工技術(shù)做了分析介紹。

關(guān)鍵詞：水庫大壩；壩基；防滲

攔河造壩，修建水庫，既是為了用好水資源，也是為了減少洪水的肆虐。然而從開始修建大壩起就面臨許多挑戰(zhàn)，可能因?yàn)榇髩芜x址、設(shè)計、施工、維護(hù)等諸多因素造成滲漏。顯然，存在滲漏通道是根本原因，水庫蓄水形成的水頭則加大了滲漏量。壩體、壩基、壩體與壩基結(jié)合部、壩體與岸坡接觸部位等都是可能的滲漏部位，而壩基滲漏不僅常見，對大壩的安全威脅也很大，所以無論出于減少水資源損失的經(jīng)濟(jì)考量，還是為了避免滲透破壞的安全考慮，都應(yīng)該對超標(biāo)準(zhǔn)的壩基滲漏進(jìn)行處理。壩基滲漏處理方法很多，本文對常見施工技術(shù)做了分析介紹。

1 水庫大壩壩基防滲處理的主要技術(shù)及特點(diǎn)

目前，壩基防滲處理主要采用灌漿、設(shè)置防滲帷幕、建造防滲墻、加厚黏土鋪蓋和修建黏土斜墻等措施。

1.1 灌漿

灌漿是指向壩基中的滲漏通道灌入可形成阻水“結(jié)石”的漿液方法。灌漿可以發(fā)揮充填、壓密、粘合、固化等作用，封堵滲漏通道，固結(jié)松散顆粒和破碎巖石，所以阻漏效果比較出色。灌漿處理具有施工簡便、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的特點(diǎn)，常見技術(shù)類型有充填灌漿、高壓噴射灌漿等，灌漿材料有水泥類灌漿材料、化學(xué)類灌漿材料。

1.2 防滲帷幕

防滲帷幕是在大壩基巖中建造一道連續(xù)、完整的阻水防滲帶，以減少壩基滲漏。建造防滲帷幕也是通過灌漿的方法實(shí)現(xiàn)，可有效控制壩基滲漏。通常，防滲帷幕要深入到相對不透水巖層5m以上。根據(jù)地下巖層透水情況，防滲帷幕可以做單排，也可以2～3排，所以較為靈活。

1.3 防滲墻

防滲墻是指在大壩松散透水地基中通過泥漿固壁連續(xù)造孔，然后澆筑混凝土或其他防滲材料，形成連續(xù)的地下墻。如果可以嵌入基巖0.5～1m內(nèi)，防滲墻的防滲效果非?？煽?，但施工不如防滲帷幕靈活，工期較長，造價也比較高。根據(jù)施工方法，防滲墻可做成槽孔型墻、樁柱型墻和混合型墻。

1.4 加厚黏土鋪蓋和修建黏土斜墻

如果地下相對不透水巖層埋藏很深或巖溶地質(zhì)，做防滲墻不現(xiàn)實(shí)，防滲帷幕效果也不理想，當(dāng)?shù)仞ね临Y源易得時，采用加厚黏土鋪蓋和修建黏土斜墻不失為有效的方法，再結(jié)合排水減壓，可以改善壩基滲漏問題。但這種方法施工時必須放空水庫。

2 水庫大壩壩基防滲處理施工技術(shù)應(yīng)用

2.1 灌漿施工技術(shù)

在各種灌漿技術(shù)中，高壓噴射灌漿是應(yīng)用較多的一種，可用于土質(zhì)松散、透水性高的壩基加固，與壩體劈裂灌漿泥墻銜接，是目前水利工程防滲加固處理中應(yīng)用普遍的方法[1]。按照噴漿方式，高壓噴射灌漿分為定噴、旋噴和擺噴三種形式，現(xiàn)以定噴為例說明。工藝流程為：測量定位→鉆機(jī)就位→鉆進(jìn)造孔→清孔→送風(fēng)、送漿、噴漿→檢查噴漿參數(shù)→回灌漿液→轉(zhuǎn)入下一孔位。采用地質(zhì)鉆機(jī)造孔，同時使用泥漿護(hù)壁。放下噴漿管時，為免泥沙堵塞噴口，可在噴嘴外裹上塑料薄膜。定噴操作一般以自下而上的順序進(jìn)行，下管到設(shè)計深度，清水試壓，再調(diào)試噴射角度和方向，就可以開始噴漿了。漿液采用強(qiáng)度等級32.5的普通硅酸鹽水泥配制而成，漿液比重1.60～1.75，回漿比重≥1.2。噴漿管提升速度，對砂礫石8～15cm/min，對砂土層10～25 cm/min?；靥罟嗫缀筮M(jìn)行檢查驗(yàn)收，然后封孔。以“少灌多復(fù)”方式，先完成一序孔灌漿作業(yè)，再進(jìn)行二序孔灌漿作業(yè)。質(zhì)量檢查可采用開挖檢查、巖芯試驗(yàn)、圍井注水等方法。

遇到特殊水文、工程地質(zhì)條件，如裂隙發(fā)育、強(qiáng)透水介質(zhì)，采用單純水泥漿液處理，由于凝結(jié)硬化慢，漿液會被流水帶走，這種情況下可采用雙液灌漿或化學(xué)灌漿形式。雙液灌漿即水泥和水玻璃混合灌漿。按混合方式，有攪拌桶混合、孔口混合和孔內(nèi)混合三種方式。攪拌桶混合，可摻入最多8%的水玻璃，由于凝結(jié)快，需要即攪即噴，停留久了容易堵塞管道和噴嘴?？卓诨旌鲜窃谠炜赘浇旌希蓳饺胱疃?0%的水玻璃，由于孔口無壓力，只能以自流狀態(tài)灌注，適于淺部孔。孔內(nèi)混合是采用雙管送入孔內(nèi)混合，摻入最多20%的水玻璃，這種方式便于控制配比和凝結(jié)時間，適用性廣?；瘜W(xué)灌漿可采用水泥砂漿和丙凝材料，一般也是雙液配制，雙泵雙管路孔內(nèi)混合。

2.2 帷幕灌漿施工技術(shù)

帷幕灌漿主要用于壩基前緣、兩岸較大漏水區(qū)域的條狀地帶，例如砂卵石覆蓋層地基最大透水性達(dá)845.5Lu，經(jīng)帷幕灌漿處理透水性小于10 Lu[2]。工藝流程為：造孔→洗孔→壓水試驗(yàn)→灌漿→封孔。根據(jù)設(shè)計和試驗(yàn)確定的孔深、分段長、孔距、排數(shù)、排距、孔序、排序等參數(shù)進(jìn)行造孔。砂卵石壩基可以采用金剛石鉆頭鉆孔，然后沖洗10min。灌漿孔段采用簡易壓水試驗(yàn)20min，試驗(yàn)壓力為正常灌漿壓力的85%，如果流量小于40L/（m·min），可縮短試驗(yàn)時間。灌漿材料采用強(qiáng)度等級不低于32.5的普通硅酸鹽水泥配制的水泥漿或水泥黏土漿，開灌用水灰比2：1～5：1稀漿（根據(jù)透水率而定，透水率小的用更大的水灰比），在開灌漿液400L后逐級調(diào)濃，終灌水灰比0.8：1～0.5：1。如果吃漿大或孔口冒漿嚴(yán)重可采用前述水泥和水玻璃雙液灌漿。灌漿過程中，按照灌漿分段原則分段，并記錄流量、壓力、漿液密度等參數(shù)，10～20m測量孔斜一次。灌漿方式由上至下循環(huán)，壓力由小至大（如0.2MPa到1MPa）漸次升高，觀測并記錄抬動表變化數(shù)值，當(dāng)抬動變化超過0.2mm應(yīng)馬上停止升壓。灌注率≤0.4 L/min，續(xù)灌60min（或灌注率≤0.4 L/min，續(xù)灌90min），結(jié)束灌漿。漿液凝固后，放出孔內(nèi)積水，用濃水泥漿封孔。

2.3 防滲墻施工技術(shù)

防滲墻施工方法可根據(jù)工程地質(zhì)條件、工期要求進(jìn)行選擇，例如基巖以上采用“純抓法”可快速成槽，基巖以下采用“鉆劈法”對硬質(zhì)地層也可兼顧速度[3]。工藝流程為：構(gòu)筑施工平臺和導(dǎo)墻→安裝挖槽機(jī)械→槽孔施工→終孔驗(yàn)收→清孔換漿→下設(shè)鋼筋籠、接頭管、灌漿管、導(dǎo)管等→澆筑混凝土→拔出接頭管→轉(zhuǎn)下一槽段。采用“純抓法”先抓取兩端槽孔到基巖，再抓取中間副孔，連通后轉(zhuǎn)移到下一槽槽段?；鶐r以下用沖擊鉆鉆劈。造孔軸線偏差控制在3cm以內(nèi)，孔斜率不大于0.4%。固壁泥漿采用膨潤土泥漿，并添加羧甲基纖維素鈉、碳酸鈉等調(diào)節(jié)粘度與助分散的材料。槽段連接采用“拔管法”，可提高施工效率。鋼筋籠采用25t汽車吊吊設(shè)安裝。澆筑混凝土采用混凝土泵車輸送，并經(jīng)漏斗和250mm導(dǎo)管下料。澆筑前先在導(dǎo)管內(nèi)放置一個可浮在泥漿表面的膠球，再依次注入水泥砂漿和混凝土，這樣可以隔離混凝土和管內(nèi)的泥漿。隨著混凝土不斷趕出泥漿，逐漸提升導(dǎo)管，但要保證導(dǎo)管始終埋入混凝土面下1.5～6m深。

3 結(jié)語

水庫大壩壩基防滲有多種方法可供選擇，目前以高壓噴射灌漿、帷幕灌漿、防滲墻應(yīng)用較多。在選擇防滲加固技術(shù)時，要經(jīng)過勘探全面掌握壩基的基本情況，再結(jié)合設(shè)計、施工等各種條件，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比較，采用經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)可靠的方案。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王宏亮. 壩基高壓噴射灌漿與壩體劈裂灌漿泥墻銜接施工工藝探討[J]. 甘肅水利水電技術(shù)，2015，51（8）：51-53.

[2] 田原. 帷幕灌漿在砂卵石壩基防滲加固中的應(yīng)用價值分析[J]. 黑龍江水利科技，2014，42（5）：10-12.

[3] 關(guān)紅俊. 溯頭水電站壩基混凝土防滲墻施工技術(shù)[J]. 山西水利，2015（3）：20-21.