吾爾開希?帕孜力

【摘 要】水利水電樞紐工程的防滲施工可以采用多種方法，針對不同工程應(yīng)具體問題具體分析，采用合適的防滲方法。在除險加固的同時堅(jiān)固施工便捷高效、工程壽命長、成本低廉及水泥污染少等方面。

【關(guān)鍵字】水利工程；防滲；灌漿

一、引言

水庫工程加固排險，可采用防滲、灌漿等多種方式進(jìn)行有效防滲處理，在實(shí)際排出加固階段，要針對工程不同實(shí)際需要及工程特點(diǎn)，以設(shè)計合理的排險加固方式對水庫進(jìn)行防滲透。

二、灌漿處理法

灌漿（Grouting），也稱注漿（Injection Grouting），就是將具有膠凝性的漿液或化學(xué)溶液，按照規(guī)定的配比或濃度，利用液壓、氣壓或電化學(xué)原理，通過鉆孔或其他設(shè)施，壓送到需要灌漿的部位（大壩壩基巖石裂隙或砂礫石地基的孔隙或裂隙，隧洞周圍巖石的裂隙，隧洞襯砌與圍巖之間的空隙，混凝土大壩壩體接縫等），使其擴(kuò)散、膠凝或固化，增加被灌介質(zhì)的抗?jié)B和抗震能力，以達(dá)到加固地層或防滲堵漏的目的。灌漿技術(shù)涉及化學(xué)、流體力學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)、土力學(xué)、巖石力學(xué)、材料力學(xué)、工程機(jī)械學(xué)、地球物理勘探學(xué)等學(xué)科，而且還和液壓技術(shù)、泵技術(shù)、射流技術(shù)、電子技術(shù)息息相關(guān)。影響巖體灌漿效果的因素主要有：材料性質(zhì)、地質(zhì)條件、工藝、環(huán)境、設(shè)備和方法。

灌漿材料主要可分為固粒漿材和呈真溶液的化學(xué)漿材。固粒漿材包括水泥、石灰、瀝青、乳膠、粘土、砂等?；瘜W(xué)漿材包括環(huán)氧類、聚氨類、丙烯酰胺類、甲基丙烯酸類、丙烯酸鹽類、木質(zhì)素類，以及水玻璃（硅酸鹽）類。灌漿漿液的性質(zhì)主要包含粘度、密度、粒度、濃度、流動性、穩(wěn)定性等。灌漿工程師比較關(guān)心的是不同漿液的粘度、流動性、水灰比（w ：c）、剪切強(qiáng)度之間的相互關(guān)系，以及被灌載體灌漿前后的強(qiáng)度或滲透性的變化，以便通過互相比較來選擇合適的漿液，這方面的工作國內(nèi)還研究得較少。

國內(nèi)主流的灌漿工藝主要是利用灌漿泵或漿液自重，把漿液經(jīng)過鉆孔壓送到砂礫石層、巖石、混凝土或土體的空洞、接縫或裂隙內(nèi)的過程。通過灌漿可以有效提高地層和建筑物的抗?jié)B性以及整體性，有效的改善地基條件，為水利水電建筑物的安全運(yùn)行提供保障。目前施工過程中比較常用的灌漿方法主要有寬心墻壩及均質(zhì)土壩的高壓噴射灌漿、壩體劈裂灌漿，壩基卵礫石層防滲帷幕灌漿等。

2.1 高壓噴射灌漿高壓噴射灌漿防滲主要是利用高壓水泥漿液射流的強(qiáng)大沖擊力有效破壞地層結(jié)構(gòu)，從而使水泥漿液能夠被灌地層土粒摻混，然后形成壁狀固結(jié)體，這種壁狀固結(jié)體可以有效起到防滲作用。高壓噴射灌漿主要包括高壓定噴灌漿、高壓擺噴灌漿、高壓旋噴灌漿等種類，針對不同的工程和不同的地質(zhì)條件選用相應(yīng)的灌漿方法。

高壓噴射灌漿防滲的缺點(diǎn)主要體現(xiàn)在：如果施工過程中有效控制不足，容易在較大顆粒背后造成漏噴現(xiàn)象。不過這一缺點(diǎn)只要在施工過程中采取一定措施就可以有效克服。

1.2 土壩壩體劈裂式灌漿土壩壩體劈裂式灌漿的主要原理是運(yùn)用壩體應(yīng)力分布規(guī)律，用強(qiáng)大的灌漿壓力將壩體沿著壩軸線方向劈裂，在劈裂的同時灌入泥漿，形成鉛直連續(xù)的防滲泥墻，進(jìn)而堵住漏洞及裂縫，同時切斷軟弱層，增強(qiáng)壩體的防滲能力。同時，在漿、壩互壓和濕陷的過程中，使得壩體的內(nèi)部應(yīng)力重新分布，提高了壩體的變形穩(wěn)定性。針對壩體裂縫的局部性灌漿，是在可能存在裂縫的區(qū)域內(nèi)，均勻的布置灌漿孔群；而對壩體施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，甚至出現(xiàn)上下游連通的橫縫，一般應(yīng)該采用全線的劈裂灌漿。我國多個地區(qū)的水庫通過土壩壩體劈裂灌漿技術(shù)來解決土壩壩體滲漏問題，灌漿后壩體密實(shí)度顯著提高，滲透系數(shù)有效降低，背水坡濕潤滲水現(xiàn)象消失，同時壩體滲流量減少75%以上。

1.3 帷幕灌漿：帷幕灌漿是指在閘壩的巖石或砂礫石地基中采用灌漿方法建造防滲帷幕的工程。防滲帷幕的頂部與混凝土閘底板或壩體相連接，而底部則深入到相對不透水的巖層，用以以阻止和減少地基中地下水的滲透；帷幕灌漿和位于下游的排水系統(tǒng)共同作用，還可起到降低滲透水流對閘壩的揚(yáng)壓力的作用。改革開放以來，帷幕灌漿一直是防滲處理的主要方法之一，對保證水利工程的安全運(yùn)行起著重要作用。

卵礫石層的帷幕灌漿方法基本采用混合漿液（以粘土為主，附加少量水泥）進(jìn)行灌漿，這種方法不同于在巖石中灌漿，本身很難形成自立的鉆孔，所以在施工過程中經(jīng)常采用打管灌溉、循環(huán)鉆灌閥跟管灌溉、套閥式灌漿等方法。又由于漿液的填充范圍難于有效控制，施工過程中常需采用3 排以上的灌漿孔，這樣就可以達(dá)到相對較高的防滲標(biāo)準(zhǔn)。這種方法隨著防滲墻技術(shù)的日益成熟逐漸被減少較少，一般只在灌漿作為補(bǔ)充勘探手段的時候才使用，在兼顧防滲處理的同時，可以通過少量的灌漿準(zhǔn)確地解決集中滲漏地點(diǎn)。

三 防滲墻處理法

防滲墻要求柔性強(qiáng)、墻體厚度小、耐久性好、滲透系數(shù)低，同時要求單位面積造價低。防滲墻的施工方法包括多頭深層攪拌水泥土、鏈斗法、鋸槽法、射水法、薄型抓斗和倒掛井法等成墻工藝。

2.1 多頭深層攪拌水泥土成墻多頭深層攪拌樁機(jī)一次多頭鉆進(jìn)，將水泥漿噴人土體同時進(jìn)行攪拌，使土體和水泥漿液混合固結(jié)成多個水泥土樁，樁與樁連接形成水泥土防滲墻，目前水泥土防滲墻最大成墻為深度22m，抗壓強(qiáng)度>0.3MPa，滲透系數(shù)為<10cm/s。這種防滲墻的優(yōu)點(diǎn)是無污染、施工便捷、造價低廉，適用于淤泥、粘土、砂土以及砂礫層（砂礫直徑小于5cm）。施工實(shí)踐證明，多頭深層攪拌水泥土防滲墻防滲效果明顯，在地下防滲工程中是施工最經(jīng)濟(jì)、質(zhì)量最可靠的地下防滲方式，具有很好的發(fā)展前景。

2.2 鋸槽法成墻鋸槽機(jī)的刀桿以一定的傾角在先導(dǎo)孔中一邊作上下往復(fù)的切割運(yùn)動，一邊以一定的速度（根據(jù)地層狀況一般為0.8-1.5m/h）向前移動開槽，被鋸切割下來的土體可以采用反循環(huán)或正循環(huán)的方式通過排渣系統(tǒng)排出槽外，同時采用泥漿護(hù)壁。澆筑塑性混凝土，形成寬度為0.2-0.3m的防滲墻體。鋸槽機(jī)由動力及傳動系統(tǒng)、刀桿及支架加壓系統(tǒng)、行走底盤、電氣控制系統(tǒng)及排渣系統(tǒng)、起重設(shè)施組成。鋸槽機(jī)有機(jī)械式和液壓式兩種傳動方式。兩種分別以不同規(guī)格的刀桿進(jìn)行組合，開槽深度可達(dá)到40m，寬度可達(dá)20cm-50cm。有施工效率高、連續(xù)成槽、質(zhì)量好、墻體連續(xù)的優(yōu)點(diǎn)，并且具有成墻深的特點(diǎn)，鋸槽法成墻適應(yīng)于砂土、粘土和卵石粒徑小于100mm的砂礫石地層。

2.3 鏈斗法成墻通過鏈斗式開槽機(jī)排樁的旋轉(zhuǎn)鏈斗裝置取土，將斜放的排樁下放到成墻深度，開槽機(jī)前進(jìn)開挖溝槽，同時并采用泥漿護(hù)壁，澆筑混凝土的方法和鋸槽法類似。這種開槽機(jī)的開槽，寬度為16-50cm，深度可以達(dá)到10-15m。鏈斗法成墻適應(yīng)于粘土、砂土和粒徑小于槽厚的、含量小于30%的砂礫石地層。

2.4 薄型抓斗成墻采用斗寬是0.3m 的薄型抓斗開挖溝槽，同時采用泥漿護(hù)壁，澆筑塑性混凝土或者采用自凝灰漿形成薄壁防滲墻，薄型抓斗成墻最大深度能夠達(dá)到40m。薄型抓斗成墻適用于砂土、粘土及砂礫和卵石的含量與粒徑在一定范圍內(nèi)的土層。

2.5 射水法成墻射水法成墻是利用造孔機(jī)成型器內(nèi)的噴嘴，射出高速水流用于切割土層，成型器上下運(yùn)動切割并修整孔壁，同時采用泥漿護(hù)壁，類似鋸槽法正循環(huán)或反循環(huán)出渣。槽孔形成以后，澆筑塑性混凝土或水下混凝土，形成薄壁防滲墻。射水法成墻厚度為22-45cm，深度可以達(dá)到30m，適應(yīng)于粘土、砂土和粒徑小于100mm的砂礫石地層。

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