水利水电工程中的防渗处理措施.doc

1、1水利水电工程中的防渗处理措施摘要：当前，我国水利水电取得了高速的发展，随着发展的迅速，越来越多的问题也出现了，在我国，小型水利水电枢纽工程为数众多，存在着分布广，坝型多样，一方面，他们为我们发挥着防洪减灾的重要作用，另一方面，也为农业灌溉生产和人民生活用水以及用水提供水 源。当前也存在着很多的问题，本文首先介绍了防渗的特点，接着介绍了防渗墙的类型和特点，灌浆类型及其特点，介绍了灌浆施工的特点，最后介绍了复合土工膜的防渗。 关键词：水利水电工程；防渗；措施 中图分类号： TV 文献标识码：A 文章编号： 引言 我国的小型水利水电枢纽工程为数众多，它们分布广，坝型多样，发挥着防洪减灾的重要作用，

2、同时为农业灌溉生产和人民生活用水以及工业用水提供水源然而，由于它们多属于特殊历史时期的产物，而且经过多年的运行，其中许多工程都不同程度存在一些病险问题，属于水利行业的重点关注对象 这些工程的主要病险有：防洪标准偏低，达不到现行有关规范 标准要求；坝体 坝基多有渗漏渗透破坏等；工程建筑物老化失修。这些病险不仅造成水利水电枢纽工程不能正常运行，不能充分发挥其效益，而且还严重威胁到下游人民生命财产的安全，因此，急需进行除险加固处理病险水利水电枢纽工程最主要的病征是渗透问题，有2地基（包括坝肩）渗透和坝体渗透根据不同的坝型坝基和病因情况，应采取不同的处理方法。 1 防渗的特点和处理 水利水电工程中防渗

3、处理是水利工程的主要话题，对于水利工程来说，防渗墙是处理防渗的重要措施，其特点一般是墙体厚度小、渗透系数低、柔性强、耐久性好及单位面积造价低。 近几年来，国家对水利水电行业投资额逐年增加，水电项目的规模正逐年扩大。而防渗工程作为水电站、水库工程的重要组成部分，对电站、水库运行安全与稳定有着决定的作用，所以防渗工程越来越引起政府、业主、监理、设计、施工等各方的高度关注。不同的地质条件工程性质和用途决定了所采用的防渗地基处理方法。目前国内外常用的地基防渗处理方式为：混凝土防渗墙、水泥土截渗墙、防渗墙与墙下帷幕灌浆结合、帷幕灌浆等。而防渗灌浆投资少、通用性强、效果好、工期质量有保证，在水利水电行业得

4、到了广泛应用。 针对防渗灌浆地基处理工艺的特殊性，为尽量杜绝合同实施过程中发生不必要纠纷和资源浪费，保护业主和施工单位共同利益，建议业主根据地质、试验条件选择招投标中合适的承包价方式，以有效控制投资造价。首先是在灌浆工艺方面，选用适宜的灌浆材料和较优的浆液配比直接影响帷幕质量、灌浆工效、工程投资等； 灌浆工艺直接影响帷幕质量、灌浆工效、工程投资等；钻灌工效指导合理安排灌浆工期；其次，灌浆压力 灌浆段长防渗帷幕的防渗能力，确定多种地层及岩溶区帷幕灌浆的消耗量，确定高压帷幕灌浆的施工工艺、施工参数、质量管理经验3及遇较大溶洞时的处理方法。在灌浆施工组织方面要注意施工条件和施工总布置。对于施工总进度

5、计划要合理，对于主体工程施工，灌浆中断、回浆变浓、溶洞、溶缝灌浆等特殊情况的处理措施，对于资源配置、质量保证的合理性等。 2 防渗墙类型及其特点 防渗墙一般要求墙体厚度小、渗透系数低、柔性强、耐久性好及单位面积造价低。防渗墙施工有多头深层搅拌水泥土、锯槽法、链斗法、薄型抓斗、射水法和倒挂井法等成墙工艺。 2.1 多头深层搅拌水泥土成墙工艺 多头深层搅拌桩机一次多头钻进，把水泥浆喷入土体并搅拌，使土体与水泥浆液混合固 结成一组水泥土桩，桩与桩搭接形成水泥土防渗墙，目前最大成墙深度为 22m，水泥土渗透系数 0.3MPa。 其优点是施工简便、无泥浆污染、造价较低，适用于粘土、砂土、淤泥和砂砾层（砂

6、砾直径小于 5cm） 。 实践证明，多头深层搅拌水泥土防渗墙防渗效果明显，在地下防渗工程中质量可靠，投资最经济、最有效，具有一定发展前景。 2.2 锯槽法成墙工艺 在先导孔中，锯槽机的刀杆以一定的倾角一边做上下往复切割运动，一边以 0.81.5m/h 的速度（根据地层状况）向前移动开槽被锯切割下来的土体可由反循环或正循环方式的排渣系统排出槽外，并采用泥浆护壁。浇筑塑性混凝土，形成宽度为 0.203m 的防渗墙体。锯槽机由行走底盘、动力及传动系统、刀杆及支架加压系统、排渣系统、起重设施及电气控4制系统组成；传动方式有机械式与液压式两种。以不同规格的刀杆进行组合，开槽宽度可达 0.20.5m、 深

7、度达到 40m。 锯槽法的优点是连续成槽、工效高、墙体连续、质量好，并且成墙深，适应于粘土砂土和卵石粒径小于 100mm 的砂砾石地层还可以采用自凝灰浆、固化灰浆形成不同强度和抗渗指标的防渗墙。 2.3 链斗法成墙工艺 由链斗式开槽机排桩上的旋转链斗取土，同时将斜放的排桩下放到成墙深度，开槽机前进开挖沟槽，并采用泥浆护壁，其浇筑混凝土方法类似锯槽法。链斗式开槽机的开槽宽度为 1650cm ，深度可达 1015m。 适应于粘土、砂土和粒径小于槽厚的、含量小于 30% 的砂砾石地层。 2.4 薄型抓斗成墙工艺 采用斗宽为 0.3m 的薄型抓斗挖土开槽，泥浆护壁，浇筑塑性混凝土或用自凝灰浆形成薄壁防

8、渗墙，最大成墙深度可达 40m。 适用于粘土、砂土及卵石和砂砾的含量与粒径在一定范围内的土层。 2.5 射水法成墙工艺 射水法成墙设备主要由造孔机、混凝土搅拌机和浇筑机组成。利用造孔机成型器内的喷嘴，射出高速水流来切割土层，成型器上下运动切割修整孔壁，采用泥浆护壁，正循环或反循环出渣 槽孔形成后，浇筑水下混凝土或塑性混凝土，形成薄壁防渗墙 成墙厚度为 0.220.45m，深度可达 30m。 成墙垂直精度可达 1/300 ，适应于粘土砂土和粒径小于100mm 的砂砾石地层。在 1998 年历史罕见的特大洪水过后，在长江、赣江、鄱阳湖等国内重要堤防加固工程中，射水法得到广泛采用，取得了5较好的社会

9、经济效益。 3 灌浆类型及其特点 土石坝坝体、坝基防渗处理中灌浆方法主要有均质土坝及宽心墙坝的坝体劈裂灌浆、高 压喷射灌浆、坝基卵砾石层防渗帷幕灌浆等。 3.1 土坝坝体劈裂灌浆 土坝坝体劈裂式灌浆是运用坝体应力分布规律，用一定的灌浆压力，将坝体沿坝轴线方向劈裂，同时灌注合适的泥浆，形成铅直连续的防渗泥墙，从而堵塞漏洞裂缝或切断软弱层，提高坝体的防渗能力，并通过浆坝互压和湿陷，使坝体内部应力重分布，提高坝体变形稳定性。 针对裂缝的局部灌浆，在可能有裂缝的区域，均匀布置类似固结灌浆的灌浆孔群对坝体 施工质量差，甚至出现上下游贯通的横缝，一般应做全线的劈裂灌浆。我国广东省宝树水库用土坝坝体劈裂灌浆

10、技术来解决土坝坝体的渗漏问题，结果表明灌浆后坝体密实度得到提高，渗透系数降低，背水坡湿润渗水现象消失，坝体渗流量减少 70% 以上。 3.2 高压喷射灌浆 高压喷射灌浆防渗是借助于高压水泥浆液射流冲击破坏被灌地层结构，使水泥浆液与被 灌地层土颗粒掺混，形成壁状固结体而起防渗作用。根据被灌地层结构和防渗要求不同，又分为定喷、摆喷和旋喷。高压喷射灌浆防渗处理的优点是：设备简单、工效高、料源广、造价低，搭接防渗的效果好。6缺点是：机具较多、对地质条件的要求较高，控制不好易在较大颗粒背后形成漏喷现象。 3.3 卵砾石层防渗帷幕灌浆 卵砾石层的防渗帷幕灌浆大都采用粘土为主加少量水泥的混合浆液进行灌注，不

11、同于在岩石中灌浆。卵砾石层灌浆难以形成自立的钻孔，故常采用套阀式灌浆、循环钻灌阀跟管灌浆打管灌浆的方法。因受地质条件的限制，不能有效控制浆液的填充范围，为达到相对较高的防渗标准，常需采用 3 排以上的灌浆孔。随着防渗墙技术的日益成熟，目前较少采用该方法，仅用于当灌浆作为补充勘探的手段，同时兼顾防渗处理，可以更加准确地针对发生集中渗漏的地点，通过少量的灌浆使问题得到解决的情况下 3.4 控制性灌浆 控制性灌浆是近年来提出的一种改进型灌浆工艺，是对传统灌浆工艺的一种调整，通过控制浆液压力和流量，在保证质量和效果的前提下，有效控制灌浆范围，节约时间和投资。 4 灌浆施工的特点 灌溉施工具体可以分为四

12、个方面来解释，首先是对于高压喷射灌浆，高压喷射灌浆防渗是借助于高压水泥浆液射流冲击破坏被灌地层结构，使水泥浆液与被灌地层土颗粒掺混，形成壁状固结体而起防渗作用。根据被灌地层结构和防渗要求不同，又分为定喷、摆喷和旋喷。对于高压喷射灌浆来说，其主要的有点在于其设备简单、工效高、料源广、造价低，搭接防渗的效果好，但是，其缺点也很明显，具体来说，其机具较7多、对地质条件的要求较高等。 其次就是土坝坝体劈裂灌浆，具体来说，是运用坝体应力分布，用一定的灌浆压力，将坝体沿坝轴线方向劈裂，同时灌注合适的泥浆，形成铅直连续的防渗泥墙，从而堵塞漏洞、裂缝或切断软弱层，提高坝体的防渗能力，并通过浆、坝互压和湿陷，使

13、坝体内部应力重分布，提高坝体变形稳定性。针对裂缝的局部灌浆，在可能有裂缝的区域，均匀布置类似固结灌浆的灌浆孔群；对坝体施工质量差，甚至出现上下游贯通的横缝，一般应做全线的劈裂灌浆。第三是卵砾石层防渗帷幕灌。 在当前我国的卵砾石层的防渗帷幕灌浆大都采用粘土为主加少量水泥的混合浆液进行灌注，不同于在岩石中灌浆。卵砾石层灌浆难以形成自立的钻孔，随着防渗墙技术的日益成熟，目前较少采用该方法，仅用于当灌浆作为补充勘探的手段，同时兼顾防渗处理，可以更加准确地针对发生集中渗漏的地点，通过少量的灌浆使问题得到解决的情况下。 5 复合土工膜的防渗 复合土工膜由土工织物、土工膜、土工织物三层组成，是一种新的工程材

14、料。它集土工织物和土工膜的优点于一身。复合土工膜是用聚乙烯或是聚氯乙烯的增改性热合而成。复合土工膜具有质轻延伸性能好变形模量大，耐老化，防渗性能好，施工简单，造价低等优点，是一种理想的防渗材料。可以为施工单位赢得良好的社会效益和经济效益。鉴于以上的优点，复合土工膜得到了水利水电工程、隧道工程、防渗防洪堤防的广泛运用。 通过实际经验，列出了在使用复合土工膜时应该注意的几个问题: 1) 8应该合理的选用土工膜的种类和材料力学性能以及膜的色彩、透明度等，可以通过检测接缝质量，根据工程的施工水平和重要性来选择。透明度好的土工膜用肉眼就可以检查采用双线热黏结构的接缝的熔焊效果。同时也更方便观察膜下渗漏水

15、的情况。2) 应该在土工膜与岸坡防渗面板锁边帷幕以及大坝防渗体之间采用合适的接缝方式，接缝的好坏直接影响到工程的成败。要紧紧的封闭接头和接缝止水的地方，确保土工膜与岸坡岩石或是混凝土面板连接可靠。3) 应该精心设计土工膜的上垫层和保护层，并且采用有效的施工措施做好防护措施，避免受到破坏而导致产生漏水现象。4) 土工膜应该设置合理的排水系统，可避免水位较低时，土工膜被反向水压力顶住产生不良后果。5) 应该有意识的加强研究土工膜的不足和接缝质量检测方法，完善在运行期间的渗漏检测手段。要及时的发现并掌握哪个地方渗漏和渗漏了多少，并根据不同的现象制定出相应的对策。 6 结束语 小型水利水电枢纽工程除险

16、加固，多可以采用防渗、灌浆、复合土工膜等方法得到有效处理。针对小型水利水电枢纽工程的不同特点，采取不同的方法。灌浆技术作为水工建筑物地基处理中常用和重要的工程措施，在大坝坝基防渗和加固处理中得到广泛的应用。大多数水库、大坝的地基均需进行处理后，才能达到稳定与防渗的要求。随着水利水电建设的发展，采用灌浆法处理水利水电工程不良地基已经成为一个重要的研究课题。高压喷射灌浆技术具有开挖量小、占地少、设备简单、灌浆工效高、造价低、对临近建筑物影响小的特点，应用较广。 9参考文献 1王其进，王祖得.水利工程中高压喷射灌浆应用的思考. 中国高新技术企业，2007,08,15 2李晓丽，荆亮 水库土石坝渗漏控制措施分析J 科技咨询导报，2007（21）. 3汪炳生.塑性混凝土防渗墙技术在大同水库施工中的应用J.沿海企业与科技，2007 4徐剑.探讨水利工程防渗处理施工技术J.中国新技术新产品，2011 (5 ) :36 5董炜,周升舟.水利水电工程灌浆施工技术J.价值工程,2010. 6黄元高.水利防渗处理与大坝加固的方法论述J经营管理者,2010