諶軍武

（溆浦縣水電工程建設(shè)有限公司 湖南懷化 418000）

淺談幾種土質(zhì)壩體防滲技術(shù)在小型病險(xiǎn)水庫除險(xiǎn)加固工程中的應(yīng)用

諶軍武

（溆浦縣水電工程建設(shè)有限公司 湖南懷化 418000）

自2008年起，國家通過中央出資、省級及地方配套的方式籌集資金，先后對我縣小型病險(xiǎn)水庫進(jìn)行了除險(xiǎn)加固工程施工。本文針對幾種土質(zhì)壩體防滲技術(shù)，結(jié)合實(shí)踐，對各自在我縣小型病險(xiǎn)水庫除險(xiǎn)加固工程中的應(yīng)用進(jìn)行簡單的分析。

土壩壩體防滲；小型水庫；應(yīng)用

1 我縣土質(zhì)壩體防滲方面存在的主要問題

根據(jù)統(tǒng)計(jì)，我縣絕大部分小型水庫是修建于20世紀(jì)50～70年代末，多年來部分水庫一直存在或多或少的問題。造成這種局面的因素主要有：修建水庫時(shí)人工作業(yè)多、機(jī)械程度化不高；部分水庫修建時(shí)標(biāo)準(zhǔn)低、質(zhì)量控制體系欠完善，檢測手段缺乏；維護(hù)管理制度不完善，管護(hù)措施不到位；出現(xiàn)問題沒有能夠及時(shí)徹底的解決等。由于這些問題的存在，不僅導(dǎo)致部分水庫常年不能正常蓄水，不能正常發(fā)揮應(yīng)有的綜合效益，同時(shí)給當(dāng)?shù)厝罕妿砹税踩[患，部分水庫甚至嚴(yán)重的威脅到了當(dāng)?shù)厝嗣竦纳?cái)產(chǎn)安全。為了確保當(dāng)?shù)厝罕娚?cái)產(chǎn)安全，部分病險(xiǎn)水庫不得不采取措施帶病運(yùn)行，比如控制蓄水位、局部修補(bǔ)、加強(qiáng)觀測、空庫運(yùn)行等方式。

在上述存在問題的小型水庫中，土質(zhì)壩的防滲方式有均質(zhì)壩和心墻壩兩種形式。這些水庫滲漏通道主要來自兩大方面：①大壩基巖存在裂縫，庫水經(jīng)過長期作用，沿基巖裂縫直接或繞道滲漏至壩外；②由于大壩心墻或均質(zhì)壩體的沉降、外力破壞或其他因素的影響，導(dǎo)致大壩心墻或均質(zhì)壩體出現(xiàn)裂縫或質(zhì)量隱患，經(jīng)過水及重力多種因素的共同持久的作用，形成滲漏通道，從而造成壩體漏水。

2 我縣小型病險(xiǎn)水庫土質(zhì)壩體防滲除險(xiǎn)加固的幾種常見處理方式

在近幾年的水庫除險(xiǎn)加固工程施工中，我縣對存在問題的土壩壩體防滲處理加固主要有以下三種方式：沖抓回填；高壓旋噴灌漿；粘土固化灌漿。

3 幾種壩體防滲處理方式的加固原理、適用范圍、基本步驟與處理要點(diǎn)

3.1 沖抓回填

加固原理：利用沖抓機(jī)械將擬處理的心墻土全部抓出，再分層回填夯實(shí)新鮮黃土，在擠密周邊土體的同時(shí)，達(dá)到切斷滲水通道，重新構(gòu)筑一道防滲屏障的目的，從而起到預(yù)定的防滲效果。沖抓回填處理方式其實(shí)就是一種置換工藝。

適用范圍：施工現(xiàn)場及附近有滿足心墻填筑要求的合格土體；從經(jīng)濟(jì)及安全方面考慮，最大處理范圍不宜超過20m；交通條件滿足要求，現(xiàn)場有安全操作空間；壩體中不能存在積水或滲漏水。

基本步驟：按設(shè)計(jì)要求放樣，結(jié)合現(xiàn)場繪制孔位圖，現(xiàn)場標(biāo)明各孔位位置。機(jī)械就位，采用沖抓機(jī)械，沿設(shè)計(jì)加固壩軸線將原有大壩一定厚度范圍內(nèi)的心墻土全部抓出，經(jīng)驗(yàn)孔合格后，逐層回填新鮮黃（粘）土，采用夯實(shí)機(jī)械逐層夯實(shí)至設(shè)計(jì)高程。

處理要點(diǎn)：①逐孔施工，造孔一個(gè)，回填夯實(shí)完成一個(gè)；②一般單孔直徑為1m，要求跳孔施工，即先后完成1#、3#孔，再施工2#孔。同時(shí)要求套孔施工，即后施工的孔要與先施工的孔交叉20～30cm，如圖1所示；③大范圍施工前，擬先進(jìn)行實(shí)驗(yàn)孔施工。施工時(shí)擬先深后淺，從壩中間向兩端依次進(jìn)行；④每孔要求施工至基巖，接觸面的處理要結(jié)合壩基帷幕灌漿一同處理；⑤施工前，擬用于回填的土體要進(jìn)行見證取樣送檢，通過實(shí)驗(yàn)確定最佳含水率、虛鋪厚度、夯實(shí)遍數(shù)等基本參數(shù)；⑥施工時(shí)要經(jīng)常進(jìn)行含水率的監(jiān)控，適時(shí)調(diào)整土體含水率，保證誤差范圍在允許范圍內(nèi)，并對夯實(shí)的土體進(jìn)行見證取樣及送檢；⑦施工全部完成后，要通過第三方現(xiàn)場做滲漏檢測實(shí)驗(yàn)；⑧資料同步整理，要求真實(shí)完整，按要求歸檔。

圖1 沖抓回填套孔孔序示意圖

3.2 高壓旋噴灌漿

加固原理：先利用鉆機(jī)在壩頂上造孔，再把帶有噴頭的灌漿管下至壩體預(yù)定位置，然后利用高壓設(shè)備把高壓射流從特制的噴嘴中噴射出，以沖擊、切割土體。當(dāng)能量大、速度高、呈脈動(dòng)狀態(tài)的射流動(dòng)壓超過土體的強(qiáng)度時(shí)，土粒便從土體上剝落下來，一部分細(xì)小的土顆粒隨漿液冒出地面，簡稱冒漿；其余土粒在射流作用下，與同時(shí)灌入的漿液混合，在壩體中形成質(zhì)地均勻、密實(shí)連續(xù)的板墻或柱樁等凝結(jié)體，從而達(dá)到防滲和加固壩體的目的。

適用范圍：施工現(xiàn)場及附近沒有滿足心墻施工要求及數(shù)量的土體；處理范圍內(nèi)無卵石、塊石及樹根等雜物的壩體；存在少量滲漏或地下水的壩體；交通條件、動(dòng)力電源等滿足施工要求。

基本步驟：按設(shè)計(jì)要求放樣，結(jié)合現(xiàn)場情況繪制孔位圖，現(xiàn)場確定并標(biāo)明孔位。鉆機(jī)就位，造孔。漿液、水、氣系統(tǒng)準(zhǔn)備就位，造孔完成并經(jīng)驗(yàn)孔合格后，下噴射管，旋噴作業(yè)，緩慢提升鉆桿，直至整孔灌漿結(jié)束。

處理要點(diǎn)：①灌漿順序、單孔直徑、鄰孔搭接滿足設(shè)計(jì)要求（如圖2所示）；②處理段應(yīng)深入基巖，并且與壩基灌漿搭接不少于1m；③制定有斷桿、塌孔、突遇不明地質(zhì)、因故中斷等現(xiàn)象的處理方案；④造孔孔深、傾斜率的偏差控制在規(guī)范允許范圍內(nèi)；⑤施工用水泥、外加劑等原材料應(yīng)進(jìn)行見證取樣送檢，檢驗(yàn)結(jié)果合格；⑥嚴(yán)格控制灌漿壓力、漿液配比、鉆機(jī)提升速度；⑦做到每施工一孔，連續(xù)完成一孔，不得中斷；⑧對不明情況的地質(zhì)條件應(yīng)會同設(shè)計(jì)、監(jiān)理及建設(shè)單位共同商定處理方案；⑨施工全部完成后，要通過第三方現(xiàn)場做滲漏檢測實(shí)驗(yàn)；⑩資料同步整理，要求真實(shí)完整，按要求歸檔。

圖2 高壓旋噴灌漿孔序示意圖

3.3 粘土固化灌漿

加固原理：粘土固化劑灌漿就是用80～90%的粘土、15～20%的水泥和水泥用量15～20%的固化劑，按2.1～1：1的漿液水料比通過高速攪拌后，參照帷幕灌漿施工工藝注入壩體，固結(jié)（或填充）密實(shí)壩體處理范圍內(nèi)的松散土體（或空洞）等隱患，以達(dá)到消除滲漏，提高壩體防滲抗?jié)B能力的目的。

適用范圍：施工現(xiàn)場及附近有滿足心墻施工要求的土體；處理范圍內(nèi)無卵石、塊石及樹根等雜物的壩體；存在少量滲漏或地下水的壩體；交通條件、動(dòng)力電源等滿足施工要求。

基本步驟：按設(shè)計(jì)要求放樣，結(jié)合現(xiàn)場繪制孔位圖，并在現(xiàn)場標(biāo)明各孔位位置。鉆機(jī)就位，采用泥漿護(hù)壁鉆進(jìn)或沖擊套筒鉆進(jìn)等方式造孔。造孔完成并經(jīng)驗(yàn)收合格后，攪拌設(shè)備、灌漿設(shè)備及計(jì)量等設(shè)備到位，具備灌漿條件后，按照設(shè)計(jì)要求，自下而上分段灌注，直至封孔結(jié)束。

處理要點(diǎn)：①按設(shè)計(jì)孔序分三次施灌，一序孔孔距4m，二序孔孔距4m，三序孔孔距2m，最終孔距1m（如圖3所示）；②選擇合適機(jī)具；選擇合適的護(hù)壁方式；③制定有斷桿、塌孔、突遇不明地質(zhì)、因故中斷等現(xiàn)象的處理方案；④造孔孔深、傾斜率的偏差控制在規(guī)范允許范圍內(nèi)；⑤施工用水泥、固化劑及土料等原材料應(yīng)進(jìn)行見證取樣送檢，檢驗(yàn)結(jié)果合格；⑥嚴(yán)格控制灌漿壓力、漿液配比。采用循環(huán)和純壓式相結(jié)合的方式，自下而上的灌注；⑦做到每施工一孔，連續(xù)完成一孔，不得中斷；⑧對不明情況的地質(zhì)條件應(yīng)會同設(shè)計(jì)、監(jiān)理及建設(shè)單位共同商定處理方案；⑨施工全部完成后，要通過第三方現(xiàn)場做滲漏檢測實(shí)驗(yàn)；⑩資料同步整理，要求真實(shí)完整，按要求歸檔。

圖3 粘土固化灌漿孔序示意圖

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1004-7344（2016）05-0144-02

2015-11-15

諶軍武（1980-），男，工程師，?？?，主要從事水利水電工程現(xiàn)場施工及技術(shù)指導(dǎo)工作。