防滲技術(shù)在岸堤水庫(kù)除險(xiǎn)加固中的應(yīng)用

田鏖

（昆明市滇池水生態(tài)管理中心，云南昆明 650200）

岸堤水庫(kù)在建設(shè)的過(guò)程中，由于受制于當(dāng)時(shí)的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)條件，一些壩段的清基工作沒有徹底處理，也未及時(shí)清理干凈壩段河川的砂子，很容易導(dǎo)致壩基出現(xiàn)滲漏問(wèn)題，從而對(duì)灌溉、防洪起到較大的影響，不利于農(nóng)村經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展。因此，必須針對(duì)岸堤水庫(kù)采取有效的防滲技術(shù)，從而保障水庫(kù)的安全性和穩(wěn)定性，促進(jìn)水利工程的長(zhǎng)久穩(wěn)定發(fā)展[1]。

1.水庫(kù)常見病害及原因分析

1.1 下游坡腳積水

在大壩中，倘若主壩基礎(chǔ)開挖深度不夠，不能嚴(yán)格遵照對(duì)應(yīng)的施工要求開展開挖與清理工作，就會(huì)使壩段基礎(chǔ)的開挖質(zhì)量不過(guò)關(guān)，甚至可能存在局部耕植的狀況，因此引起滲透的概率較大，同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致下游的壩腳和地基出現(xiàn)沉降問(wèn)題，從而不能順利地將滲入水排除出去，使得下游壩腳發(fā)生積水問(wèn)題，嚴(yán)重時(shí)甚至可能引起土地沼澤化[2]。

1.2 濕坡和爛壩

因?yàn)閴误w自身的特殊性，對(duì)于填筑土體的壓實(shí)度有著頗高的要求，標(biāo)貫擊數(shù)應(yīng)當(dāng)控制在6～10的范圍以內(nèi)，但是填入壩身的土體，上下層乃至同層之間土體的標(biāo)貫技術(shù)時(shí)常會(huì)發(fā)生跳躍反復(fù)的情況，導(dǎo)致壩體存在密實(shí)程度不均的問(wèn)題，并且在密實(shí)度較低的區(qū)域容易演變成為滲流薄弱區(qū)，最終引起濕坡與爛壩等問(wèn)題。

1.3 集中滲漏點(diǎn)

壩體長(zhǎng)久使用過(guò)程中，由于長(zhǎng)時(shí)間接觸水體，又存在含沙量過(guò)高的情況，導(dǎo)致壩體的透水性較大，由于岸堤坡度較大，距離輸水涵洞又較近，很容易在土石結(jié)合的區(qū)域，出現(xiàn)繞壩滲流或接觸滲漏的情況[3]。

2.防滲技術(shù)在岸堤水庫(kù)除險(xiǎn)加固中的應(yīng)用

2.1 復(fù)合土工膜施工

在岸堤水庫(kù)除險(xiǎn)加固施工過(guò)程中，采用復(fù)合土工膜的防滲施工方案能夠有些降低工程的造價(jià)成本，并且可以根據(jù)大壩迎水坡進(jìn)行翻修，具有較好的防滲漏效果。復(fù)合土工膜防滲漏結(jié)構(gòu)一般包括護(hù)坡、保護(hù)層、復(fù)合土工膜以及基面四部分組成。如果壩體表明存在雜物，很容易導(dǎo)致復(fù)合土工膜上面的土層在其表面滑行，難以保證保護(hù)層的穩(wěn)定性，需要及時(shí)清除雜物，并將適當(dāng)?shù)奶盍咸罨赝量?，并夯?shí)，保證壩體表面的平整緊實(shí)。復(fù)合土工膜一般采用的規(guī)格為兩布一膜，單個(gè)面積質(zhì)量為800g/m2，根據(jù)部位的實(shí)際情況對(duì)其周邊進(jìn)行細(xì)致處理。結(jié)合高壓旋噴防滲墻的施工方式，在完成高壓旋噴防滲施工后，及時(shí)整平施工平臺(tái)，鋪上復(fù)合土工膜，并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)澆注，保證混凝土能夠有效壓住復(fù)合土工膜；如果與壩頂結(jié)合，則需要采用防浪墻壓住復(fù)合土工膜[4]。

2.2 雙管高壓旋噴灌漿施工

高壓旋噴防滲墻施工的方式一般包括單管、二管和三管，與其他兩種方式相比，二管法能夠有效縮短高壓旋噴樁體的距離以及提高樁體的直徑，相比三管法產(chǎn)生過(guò)大的噴射流壓力，引起壩體本身的抬動(dòng)，二管法則完全避免這方面的缺陷。二管法通常采用雙通道的注漿管，將管體伸進(jìn)土層的特定深度后，在管底部的側(cè)面的雙重噴嘴會(huì)同時(shí)噴出兩種不同介質(zhì)的流體對(duì)土體進(jìn)行破壞。在噴射出來(lái)的介質(zhì)以及其周圍產(chǎn)生的氣流作用下，進(jìn)一步加大噴射流的壓力，從而在土體周圍形成比較緊實(shí)的固結(jié)體，提高了除險(xiǎn)加固的效果。岸堤水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程采用高壓旋噴防滲施工技術(shù)，一般應(yīng)用于水庫(kù)的迎水坡處，軸線也一般設(shè)置在馬道平臺(tái)，相比軸線設(shè)置在壩頂?shù)姆桨福O(shè)置在迎水坡的馬道平臺(tái)處，能夠有效降低高壓旋噴的相關(guān)鉆孔孔斜率控制難度，此外，這種方案除了滿足防滲效果，還提高了除險(xiǎn)加固工程的整體效益[5]。

2.3 帷幕灌漿

帷幕灌漿應(yīng)用在除險(xiǎn)加固工程中，能夠有效提升作業(yè)效率，縮短工期，讓岸堤水庫(kù)的防滲漏和結(jié)構(gòu)加固效果得到進(jìn)一步保障。在灌漿時(shí)一般均是使用硅酸鹽水泥作為灌注材料，水泥細(xì)度標(biāo)準(zhǔn)為，當(dāng)其通過(guò)8mm的細(xì)篩之后殘余量低于5%。同時(shí)還要采取孔斜測(cè)量的措施，若是孔底誤差超過(guò)0.2m則要立即實(shí)施糾偏處理或是采取其他解決措施。當(dāng)灌漿孔巖基段不超過(guò)6m時(shí)，可采取一次注漿的方法，若是超過(guò)6m，便應(yīng)當(dāng)實(shí)行多次循環(huán)管注漿。至于孔口壓力，要求其必須超過(guò)0.3MPa，具體要求按照試驗(yàn)室得出結(jié)果來(lái)加以確定。灌漿結(jié)束的時(shí)機(jī)為，當(dāng)在規(guī)定壓力范圍內(nèi)，注入率不超過(guò)0.4L/h之時(shí)，持續(xù)灌入0.5h則可結(jié)束灌漿。

3.混凝土防滲墻施工

3.1 施工前準(zhǔn)備工作

需要對(duì)混凝土的配合比進(jìn)行優(yōu)化，經(jīng)過(guò)多次篩選后，確定最合適的配合比，確保其比例滿足相應(yīng)的指標(biāo)要求，根據(jù)相應(yīng)的施工標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定好原材料的相互適應(yīng)的施工配合比。施工準(zhǔn)備階段，需要提前標(biāo)定好拌合系統(tǒng)的計(jì)量裝置，保證計(jì)量的準(zhǔn)確性，對(duì)于不同的拌和設(shè)備，明確具體的時(shí)間，從而對(duì)混凝土的拌和質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把控。水泥一旦進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)，必須出具相應(yīng)的合格證、檢驗(yàn)報(bào)告等，并取走樣品進(jìn)行抽檢，對(duì)含水量、含沙量等進(jìn)行定期檢測(cè)，遇到下雨天，則需要適當(dāng)增加含水量的檢測(cè)次數(shù)，根據(jù)含水量數(shù)據(jù)及時(shí)調(diào)整，保證混凝土的坍落度穩(wěn)定。成槽的質(zhì)量和施工速度受到泥漿質(zhì)量的影響，在制備泥漿的過(guò)程中，必須對(duì)泥漿的制備過(guò)程以及回收的泥漿進(jìn)行檢測(cè)，確保檢測(cè)的數(shù)值合格后方可繼續(xù)使用[6]。

3.2 防滲墻施工

根據(jù)水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程的實(shí)際情況劃分好槽段，分別為一期、二期，施工槽段的長(zhǎng)度根據(jù)地質(zhì)情況規(guī)劃，采用下接頭管在接頭處使用。采用液壓抓斗成孔、泥漿護(hù)壁的施工工藝進(jìn)行成槽施工，在開挖的過(guò)程中，同時(shí)向?qū)?nèi)部注射泥漿，導(dǎo)墻結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，液面始終要保持在導(dǎo)墻頂下方的一定距離，抓斗施工時(shí)，在導(dǎo)墻口內(nèi)必須保證輕放慢提，避免由于力道過(guò)大，使泥漿在槽內(nèi)產(chǎn)生一定的波動(dòng)，引起導(dǎo)墻土墻的不穩(wěn)定。采用泵吸法對(duì)槽底的泥漿進(jìn)行置換，需要控制好吸漿量和補(bǔ)漿量保持在一個(gè)平衡的狀態(tài)，不能讓泥漿溢出槽口，或者使?jié){體液面低于導(dǎo)墻頂?；炷翝仓鳛榉罎B施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，必須保證施工質(zhì)量，才能提高除險(xiǎn)加固工程的防滲效果，采用直升導(dǎo)管法對(duì)水下混凝土進(jìn)行澆筑，使導(dǎo)管下口始終距離槽底50cm之內(nèi)的位置，混凝土澆筑的速度不能超過(guò)2m/h，還要安排專業(yè)的人士負(fù)責(zé)測(cè)量混凝土的高度，并做好相應(yīng)的記錄，保證混凝土上升的均勻性，在連續(xù)灌注的過(guò)程中，不能出現(xiàn)中斷的情況，避免出現(xiàn)意外，影響到防滲墻的施工質(zhì)量。

圖1 導(dǎo)墻結(jié)構(gòu)圖

3.3 防滲墻厚度的處理

對(duì)于防滲墻的防滲加固施工過(guò)程中，必須把控好墻體厚度的設(shè)計(jì)，需要對(duì)防滲墻體進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算，根據(jù)比較精確的數(shù)據(jù)并結(jié)合不同情況確定防滲墻厚度。在進(jìn)行計(jì)算的過(guò)程眾，根據(jù)不同的工程選擇合適的防滲墻厚度，計(jì)算滲流，從而確定壩體浸潤(rùn)線的位置，分析大壩的總體穩(wěn)定性，再總結(jié)所有因素檢查施工的防滲墻是否合理。計(jì)算防滲墻厚度的公式一般為T≥H/J，其中T（m）為墻體的有效厚度，H為墻體承擔(dān)的最大水頭，J為墻體可允許的滲透坡降，只有準(zhǔn)確測(cè)量出這些數(shù)據(jù)，才能保證計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，從而分析實(shí)際情況，確定水庫(kù)的真實(shí)滲漏狀況，采取有效的措施進(jìn)行防滲加固[7]。

4.施工注意事項(xiàng)及建議

4.1 灌漿材料的選擇

在進(jìn)行灌漿施工時(shí)，必須根據(jù)具體的防滲技術(shù)選擇合適的施工材料，目前防滲技術(shù)通常采用的材料為普通硅酸鹽水泥，并正式開展施工之前，必須對(duì)其水泥質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的鑒定，并對(duì)漿體存放的時(shí)間進(jìn)行合理控制，定期檢查漿液質(zhì)量，一般發(fā)生配比不符合施工要求，必須立即中斷施工，重新進(jìn)行材料的處理。在實(shí)際的噴漿過(guò)程中，如果壩體底層的大空隙難以實(shí)現(xiàn)冒漿施工時(shí)，需要在該區(qū)域不斷加入漿體，或者混合石子混凝土進(jìn)行灌漿，直到出現(xiàn)冒漿工序?yàn)橹?，如果出現(xiàn)臨孔串漿時(shí)，需要延長(zhǎng)施工的時(shí)間。對(duì)原材料質(zhì)量進(jìn)行合理控制，具體的材料產(chǎn)品會(huì)附有詳細(xì)的產(chǎn)品合格證，包括代號(hào)、質(zhì)量、生產(chǎn)日期、批號(hào)等，每種材料到場(chǎng)時(shí)，在進(jìn)入倉(cāng)庫(kù)之前，需要按照相應(yīng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)收，避免不合格的原材料進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)[8]。

4.2 灌漿的注意事項(xiàng)

在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行灌漿時(shí)，必須做好相應(yīng)的試驗(yàn)，從而確定不同的灌漿參數(shù)，并對(duì)鉆孔灌漿設(shè)備進(jìn)行調(diào)式，保證機(jī)械設(shè)備不會(huì)在施工過(guò)程中出現(xiàn)故障問(wèn)題，并合理配置人員。在混凝土教主的過(guò)程中，由于間隔的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，很容易出現(xiàn)導(dǎo)管堵塞的情況，不能采用外力對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行敲打，必須通過(guò)快提快落上下竄動(dòng)對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行一定的沖擊，從而有效疏通導(dǎo)管，并且適當(dāng)減少導(dǎo)管的埋深，避免外漿進(jìn)入導(dǎo)管內(nèi)部。

4.3 防滲墻質(zhì)量檢查

由于塑性混凝土本身的強(qiáng)度較低，難以對(duì)成墻的混凝土進(jìn)行取芯直接檢測(cè)，必須在澆筑混凝土的過(guò)程中，同時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)抽樣檢測(cè)，從而檢測(cè)混凝土防滲墻的施工質(zhì)量，也不會(huì)對(duì)混凝土造成太大的損壞，采用的方法一般為CT法、超聲波法，能夠檢測(cè)防滲墻的連續(xù)性以及接頭孔在連接方面的質(zhì)量。另外，在施工過(guò)程中，由于施工環(huán)境的影響，如：土質(zhì)、天氣等因素，較為松軟的土質(zhì)不能馬上進(jìn)行施工建設(shè)，必須保證水庫(kù)的土質(zhì)符合建設(shè)施工的要求，同樣，水位也要達(dá)到設(shè)計(jì)的要求，一般在施工前的15d左右，對(duì)水位進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕档凸ぷ鳎ＷC施工環(huán)境能夠滿足施工要求。

5.結(jié)語(yǔ)

防滲施工對(duì)于岸堤水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程具有非常重要的作用，能夠有效保障水庫(kù)的安全性，滿足農(nóng)業(yè)用水和生態(tài)用水的需求。對(duì)于使用年限過(guò)久的水庫(kù)進(jìn)行防滲處理，采取科學(xué)的防滲技術(shù)對(duì)水庫(kù)進(jìn)行有效的防護(hù)，并解決水庫(kù)滲漏的問(wèn)題，最大化發(fā)揮水庫(kù)的功能，促進(jìn)水利工程的可持續(xù)發(fā)展。