水庫土石壩的防滲技術(shù)思考

王婭玲

摘要：在新材料、新技術(shù)、新工藝高速發(fā)展的今天，防滲技術(shù)也不斷發(fā)展和創(chuàng)新，為水庫除險加固提供了更多的選擇。本文具體分析了四種水庫土石壩的防滲技術(shù)。

關(guān)鍵詞：水庫；土石壩；防滲技術(shù)

土石壩在我國水庫建壩歷史上一直是最主要的壩型之一。施工方便、造價便宜、就地取材是其主要的亮點(diǎn)。土石壩在給人們帶來方便的同時，也出現(xiàn)了這樣或者那樣的事故，給人民的生命財產(chǎn)造成了不可挽回的損失。當(dāng)前國家對水庫的防洪要求一再提高且水庫設(shè)計和施工工藝也在不斷的完善中，發(fā)生大洪水垮壩的可能性也在一直降低，但因?yàn)槭┕べ|(zhì)量而引起的潰壩率卻在不斷的增加。因此，土石壩的防滲加固一直是我國乃至全世界水庫除險加固措施的重中之重。

一、水平鋪蓋防滲技術(shù)

將水平防滲與壩體下游排水減壓導(dǎo)滲措施相結(jié)合，是防止壩基發(fā)生滲透破壞的主要方式之一，最常用的方式就是采取粘土鋪蓋或者結(jié)合塑料薄膜覆蓋的方法。此方法缺點(diǎn)也很明顯，鋪蓋的長度雖然對減少庫區(qū)滲漏量有一定影響，但當(dāng)鋪蓋長度增加到某個臨界值時（約為水頭的10倍左右），此時，滲漏量將不會繼續(xù)明顯減少。一般除險加固的水庫蓄水位均比較高，而我國大多中小型水庫均以承包形式進(jìn)行租賃。水庫施工期蓄水除了要保證下游灌溉用水需求外，還要考慮承包方養(yǎng)殖、庫面旅游等影響。如施工期庫水位無法放空，則防滲方案的選擇時應(yīng)謹(jǐn)慎考慮在上游做防滲鋪蓋的方案。

水平防滲只能解決壩基滲透失穩(wěn)，且采取粘土鋪蓋的施工方案，水庫蓄水必須放空處理，此舉對于多年調(diào)節(jié)的水庫會嚴(yán)重影響工程效益。因此，本工程不具備水平防滲施工的條件。

二、劈裂灌漿防滲技術(shù)

根據(jù)水力劈裂的有關(guān)原理，利用沖擊式鉆機(jī)和回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)在需要進(jìn)行灌漿處理的壩段鉆孔，開展加壓灌漿形成墻體的施工技術(shù)。堤壩體在經(jīng)過壩軸線劈裂灌漿后，泥漿在自重和漿、壩互壓的作用下，與壩體牢牢結(jié)合成堅固的防滲墻體堵截滲漏；此外，原有的裂隙及孔洞與劈裂縫相互貫通從而得到填充，也提高了堤壩體的整體穩(wěn)定性；漿液和壩體之間相互作用，松散的土體也會得到密實(shí)，壩體所受的整個應(yīng)力狀態(tài)會發(fā)生改變，在一定程度上就增強(qiáng)了壩體的整個變形穩(wěn)定性。劈裂灌漿的方法在一定程度上提高了壩體的密實(shí)度，對壩體的滲透穩(wěn)定起到明顯的作用，此外該方法施工簡單、造價低、取材方便。該方法具有我國獨(dú)立自主的知識產(chǎn)權(quán)，曾獲得國家科技進(jìn)步二等獎、國家發(fā)明三等獎。該理論在一段時間內(nèi)，對基層為細(xì)砂層的堤壩透水滲漏問題的解決提供了另外的一條解決思路，經(jīng)過近些年的試驗(yàn)研究及工程應(yīng)用，該項技術(shù)己獲得成功。

該技術(shù)建造的堤壩內(nèi)的防滲墻不僅僅使壩體的防滲能力得到大大增強(qiáng)，還使堤壩的密實(shí)度發(fā)生了顯著變化，一方面除險加固的目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)還產(chǎn)生顯著的作用效果。但是，該施工工藝也存在一些顯著的缺點(diǎn)，譬如劈裂灌漿在與基巖和剛性建筑接觸時需要防止接觸沖刷，在與基礎(chǔ)混凝土防滲墻或者高壓定噴墻結(jié)合面結(jié)合的問題等等，這些問題都需要進(jìn)一步的研究解決。

劈裂灌漿技術(shù)主要適用于土砂夾層或粉細(xì)砂層地基的防滲問題，對于由于地下水位下降引起的壩基裂縫作用尤為明顯。

三、高壓噴射灌漿技術(shù)

高壓噴射灌漿法就是通過機(jī)具鉆孔，將含特別定制材料噴嘴的注漿管下到待防滲處理的土層，接下來高壓水或漿液通過噴嘴噴射出去，土體在沖擊作用下發(fā)生局部破壞，土粒在綜合力的作用下與漿液混合后重新有規(guī)律的排列開來，待漿液發(fā)生凝固后會在土內(nèi)形成一定形狀的凝固體。

高壓噴射灌漿技術(shù)70年代從日本引進(jìn)中國，在引進(jìn)之初，主要是應(yīng)用于軟土地基的處理加固。到了80年代末，許多地方將此項技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，進(jìn)一步提高施工工藝、專用設(shè)備、噴射形式、設(shè)計計算及相應(yīng)的技術(shù)參數(shù)，使得該技術(shù)得到了迅速的發(fā)展。

高壓噴射具有施工應(yīng)用范圍廣的特點(diǎn)，此外噴后形成的墻體屬于逐漸過渡型的墻體。該施工方便、高效并有優(yōu)越的耐久性，比較適用于柳楊水庫加固工程。

四、混凝土防滲墻技術(shù)

利用專用開槽機(jī)械開挖孔槽，成槽后為防止孔壁內(nèi)土體坍塌，在槽孔內(nèi)注入泥漿進(jìn)行護(hù)壁處理，接著用導(dǎo)管將槽孔注滿混凝土，由于混凝土比重大于泥漿，因此泥漿被置換出槽孔，待混凝土凝結(jié)后墻體就形成了。墻體既可做成剛性也可以做成塑性或者柔性的。剛性墻主要用作建筑基礎(chǔ)部分的承重和擋土作用，柔性墻多被用于江河堤壩的防滲加固。

進(jìn)入20世紀(jì)末，防滲墻技術(shù)己經(jīng)廣泛應(yīng)用到大型病害水庫的防滲加固技術(shù)中，隨著時代的進(jìn)步，施工技術(shù)不斷提高和創(chuàng)新。甚至可以做到20cm以下的超薄連續(xù)墻。通過混凝土的科學(xué)配比或者添加新型防滲材料，墻體可以依據(jù)不同的壩體應(yīng)力應(yīng)變要求實(shí)現(xiàn)連續(xù)墻的定制。

混凝土防滲墻之所以有如此大的市場主要是其有如下的特點(diǎn)：

a.適用性廣。適用于各種地質(zhì)條件的土層，都可以作為連續(xù)墻使用；

b.施工條件要求較寬。地下連續(xù)墻的施工具有噪聲小、振動小、可以晝夜連續(xù)施工，在一定程度上提高了施工速度。

c.比較安全可靠。自誕生到大規(guī)模運(yùn)用的今天，其滲透性系數(shù)甚至可以達(dá)到10-7cm/s。

d.存在問題?？偟膩碚f有些連續(xù)墻技術(shù)對于槽孔的接頭和墻體部分開叉的情況還是沒有得到很好的解決，這些在一定程度上也影響到了施工進(jìn)度、造成施工成本虛高等問題。

總之，隨著當(dāng)前社會的不斷發(fā)展進(jìn)步，各種新方法、新材料以及新工藝的不斷涌現(xiàn)，為水庫防滲設(shè)計提供了大量參考案例，防滲設(shè)計必將更趨于合理、科學(xué)以及經(jīng)濟(jì)、有效。

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