1、基于水利水电工程施工中防渗处理技术的分析 摘要：文章主要针对湛江地区中小型水利枢纽工程的施工技术进行全面介绍，对施工过程中的各种防渗处理方式等关键技术作出了分析以及总结，同时结合个人的工作经验提出了一些解决水利水电工程防渗方法的观点，以供同行参考。 关键词：水利枢纽工程灌浆处理 防渗方法 0 引言 湛江市位于中国大陆的最南端，现辖雷州、廉江、吴川三个县级市和徐闻、遂溪两个县以及赤坎、霞山、坡头、麻章四个区，有一个国家级经济技术开发区和 5省级开发试验区。同时也中小型水库分布最广泛的地区，但是由于大部分水库历史悠久，存在着一定的病险因素。比如受今年第七号热带风暴 “ 帕布 ” 和第八号热带风暴
2、“ 蝴蝶 ” 的双重影响，广东湛江市遭遇罕见的 200 年一遇的特大暴雨袭击，出现严重洪涝灾害，目前已造成 2.3万人受浸，都造成了相当严重的社会影响。 1 湛江地区中小型水库存在的病险特点 针对存在以上问题，我 局领导组织了工作小组对湛江地区水库进行了抽样安全检查，经过工作人员的勘察，发现了以下几种现象： （ 1）迎水面低水位部分尚未加固，局部坝段为土坡；当库水位较高时，主河床段有较大面积的渗水，须采取灌浆措施对其进行加固。浆砌石溢洪道进出口部分已被一些经济作物及灌木所占领，严重影响水库的排洪流量，进而影响水库的安全运行。同时，局部浆砌石明渠护坡砂浆已脱落。 （ 2）现输水涵由于运行时间较长
3、，涵管内表面受水流冲刷比较严重，局部管段内侧已露筋。涵管进口闸门及启闭设备已老化、破损，不能使用。特别是 2008 年 “ 北冕 ” 台风时期，输水涵闸门打开后，无法正常关闭，给水库造成很大的经济损失。 （ 3）土坝迎水坡情况：已经加固过的护坡保存较好，但是低水位部位护坡还需加固，当土坝在高水位运行时，主坝河床段有较大面积的渗水，须采取灌浆措施对坝体进行加固。坝头、坝尾段，水土流失较严重。 2 中小型水库防渗墙的要点 防渗墙的基本特点是墙体厚度小、渗透系数低、柔性强、耐久性好。其成墙的工艺也包含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等。在此文章中，笔者结合经验对各种技
4、术逐步的 一一分析。 （ 1）多头深层搅拌水泥土方法 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。 （ 2）锯槽法 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 0.8-1.5m/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
5、壁。浇筑塑性混凝土，形成宽度为 0.2-0.3m 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、起重设施及电气控制系统组成 ;传动方式有机械式与液压式 2 种。以不同规格的刀杆进行组合，开槽宽度可 0.2-0.5m、深度达到 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。 （ 3）链斗法 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
6、式开槽机的开槽宽度为 16-50cm，深度可达 10-15m。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。 （ 4）薄型抓斗 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。 （ 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 0.22-0
7、.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。 3 灌浆防渗的方法 （ 1）劈裂式帷幕灌浆法 劈裂式帷幕灌浆 ,主要用于加固堤身 ,防止 堤身渗漏。其方法是根据堤坝曲直不同情况 ,用浅孔轻便钻机或更简单的钻具 ,分别采用梅花形布孔和直线布孔方式 ,沿堤坝轴线从堤顶离堤外肩 1.5m 处钻孔 ,一般孔距 3m,孔深根据堤身情况分别以钻透堤身填土或穿过堤身钻入基础 l 2m为宜。灌浆时由下而上 ,少灌多复 :泥浆由稀到稠 ,循序渐进 ;压力由大到小 ,灵活掌握。这样 ,可以较好地处理灌浆中出现的冒浆、串浆、滑坡、局部隆起等各种问题
8、,使灌入的泥浆沿堤的轴向形成一道帷幕 ,达到改善堤身质量、提高坚固度和防止渗漏的目的。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。 （ 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。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（ 200mm）颗粒背后形成漏喷现象。 （ 3）低压速凝式灌浆法 这
9、种灌浆方法一般用于高危水位下抢险 堵塞管涌 , 它可根据管涌所处位置的地质情况 (即粘土层或砂砾层 )分别采用 30 型钻机或 50 型钻机钻孔 ,然后先向孔内注入浸水后即膨胀的物质 (如黄豆、大米 ),再以小于 49kPa 的压力徐徐向孔内灌入加进速凝剂水玻璃的水泥浆。注入膨胀物质是为了加大管涌内阻力 ,减慢管涌内水流速度 ,防止水泥随水流出 ;加入速凝剂 ,水泥浆能很快凝固而堵塞管涌。 （ 4）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以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，故常采用套阀式 灌浆、循环钻灌阀跟管灌浆、打管灌浆的方
10、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。 （ 5）通过灌浆加固 ,形成防渗体 此方法适用于浆砌石重力坝。坝上游面固结灌浆 ,堵塞漏洞和缝隙 ,加固补强坝体和提高防渗性能 ,以进一步提高坝体的承载能力和完整性。坝下游面追踪固结灌浆 , 在 下游坝面有漏水或溶蚀物出逸的地方 ,造成水平孔或斜孔 ,埋注浆管进行灌浆 , 以堵塞漏水通道和坝体空洞、裂缝 ,加固坝体 ,增加坝
11、面稳定性和抗冲刷能力。这种反向灌浆工艺 ,非常适合拱坝和支墩坝工程 ,对重力坝工程只有搞清扬压力并设排水孔也可采用。采用这种方法时最好是坝前无水。坝面重新剔勾缝 ,剔缝后 ,用高标号水泥砂浆、干硬性预缩水泥砂浆或用防水材料配制高标号水泥砂浆勾缝 ,提高坝面防渗漏能力及坝体稳定性、整体性和抗冻融、抗风浪淘刷能力。此方法即 “ 前堵、中截、后追踪 ” 灌浆治漏加固法。 4 小结 总的来说，国 家加强了对水利行业的加大投资，在各级党委、政府的高度重视下，在各级防汛部门和水库管理单位的共同努力下，水库防汛工作取得了显著成绩。水库防汛责任制进一步健全。水库防汛责任制作为防汛责任制体系的重要内容，形成属地
12、管理，由各级政府领导对辖区水库安全度汛全面负责，同时水库防汛责任制也落到行政领导和技术人员肩上。对各水库防汛责任人每年都分级在新闻媒体上公示，为水库安全度汛提供了可靠的组织保证。水库安全度汛措施不断细化，安全建设也取得了较好进展在充分肯定。 参考文献 金丽华，周岚辉 .关于水库风险问题 分析 J.中国集体经济（下半月），2007. 王振方，周春海，周淑杰 .化学补强技术在水库工程维修中的应用 J.水利科技与经济， 2006（ 7） . 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） . 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.海企业与科技， 2007. 赵万宏，梁志刚，王永波 .模糊集合理论在水库建设规模优化设中的应用 J.水利科技与经济， 2007.
