1、小型土坝防渗的技术处理措施解析摘要：我国有大量的小型土坝, 因某些土坝的填筑质量差、抗渗坡降低, 坝后发生大面积散浸、管涌、流土等渗透破坏现象, 加之管理放松, 因此垮坝事件时有发生。随着我国经济和科学技术的高速发展, 尽快解决小型土坝的防渗加固问题, 已成为当务之急, 应当有一种较适应的新技术,以供需求。 关键词：劈裂灌浆高压喷射灌浆小型土坝 中图分类号： TU644 文献标识码： A 引言：防渗处理通常是小型土坝除险加固工程中最为关键的部分，在投资、质量上均起控制作用。根据原有土坝的实际情况，选用合理可靠的防渗加固方案，加强施工质量控制，是确保防渗效果的必然要求。随着工程建设的进一步推进，
2、必将有更新、更优的技术措施不断涌现，应当及时加以总结推广，提高工程建设与管理水平。 一、 小型土坝的渗漏原因 1.建设质量欠佳 调查表明，由于多数小型土坝建成时间较早，在施工过程中缺乏科学的理论及技术指导，缺乏施工机械，在坝基处理、坝体填筑乃至筑坝原材料等方面，多未有明确的质量指标要求，构成土坝渗漏的初始诱因。由于没有进行很好的勘探设计，坝体防渗结构不明确、坝基未进行防渗处理的现象较为普遍。相当部分小型土坝没有明确的防渗体，缺乏有效的排水反滤设施， “上截”或“下排”均不完善，加之坝体单薄，渗漏在所难免。 2.输水设施隐患多 坝下埋管是小型土坝普遍采用的一种输水形式。一方面，相当多的土坝埋管本
3、身质量较差，如浙江省 1 万10 万立方米山塘调查中就发现石砌涵管（涵洞） 、炼瓦管、陶土管、篾笼管、木涵管等，占涵管总数的40%以上，上述涵管强度较低，易发生破裂，导致漏水、坝体沉陷并最终酿成事故；另一方面，涵管与坝体接触不佳或管身置于软土上，导致管周渗水，也是造成小型土坝安全事故的主要原因之一。 3.白蚁危害导致渗漏 白蚁滋生，蚁道贯穿大坝上下游，在库内水位上升期易发生集中渗漏。 4.运行期管理薄弱 由于缺乏有效管理，相当多的小型土坝迎背水坡杂树、杂草丛生的现象普遍。有的在下游坝脚设猪圈、开鱼塘，有的在坝上种庄稼、建坟墓等，这都成为小土坝安全事故的重要诱因。 二、 小型土坝渗漏的常见形式
4、1.背水坡散渗 当坝体渗水量超过允许范围或渗流逸出点太高时，就会导致散渗现象。散渗将导致坝坡湿润或沼泽化，如有的小型土坝散渗水一直流至坝后公路上，渗水总量相当大。过高的浸润面增加了滑坡的可能性。 2.背水坡集中渗漏 由于洞穴、涵管破裂等现象的存在，水库蓄水后，水流通过渗漏通道在坝体下游出现成股水流，称为集中渗漏。 3.坝体坝基接触部位渗漏 小型土坝由于施工期清基不彻底，常在坝体坝基间存在薄弱带，容易成为渗漏的捷径，从而发生接触冲刷甚至垮坝失事。 4.坝后地面及坝基渗漏 在运行期，一些小型土坝坝后地面及坝基会出现泡泉、土层隆起、膨胀等渗漏现象，主要是因多数小型土坝未经专门的坝基防渗处理。 小型土
5、坝防渗技术处理措施 为适应小水库土坝的特点, 既要解决稳定问题, 又要节约经费, 在防渗技术上采取了如下灌浆工艺处理措施。 1. 劈裂灌浆 劈裂灌浆是运用坝体坝应力分布规律，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，堵塞漏洞、裂缝或切断软弱层，以提高坝体的防渗能力，同时通过浆、坝互压和湿陷，使坝体内部应力重新分布，提高坝体变形稳定性。在岸坡段, 做好应力调整。由于该坝在施工期间和竣工后, 产生大量的沉降变形, 使岸坡段坝顶及其以下相当深度的土区处于沿坝轴方向纵向受拉区, 小主应力面是垂直于坝轴线的。因此通过加密布孔, 加大灌浆压力, 使小主应力面作
6、90 度调整, 这一过程第三次复灌以后才能完成。然后沿坝轴线纵向劈开坝体营造泥墙防渗帷幕。在岸坡段低于 5m 的坝段,沿纵向的小主应力面不是太明显, 在施工过程中掌握了如下原则: a .加密布孔。两排梅花形布孔, 终孔距离 1 .5m 。 b .增加钻孔深度。自坝顶穿过坝体进入基岩 1 .5m 。 c.浆液先稀后稠。应力调整阶段灌稀浆, 密度为 1.3 g 每立方厘米 ;营造帷幕阶段密度大于 1.4g 每立方厘米 。 d.尽量加大灌浆压力。 e .增加复灌次数 , 不少于 8 次, 延长灌浆时间 , 复灌间隔时间不少于 3d。 2. 高压喷射灌浆 采用摆喷三管折线连接, 嵌入基岩 1 .0m
7、、坝体 2. 0 m 。目的是使坝体软土和裂隙发育的基岩隔开, 沿接触带形成封闭帷幕。同时连接坝体和劈裂灌浆泥墙, 形成整体的防渗封闭帷幕。 3.质量控制 为了提高灌浆效果, 保证坝体在灌浆施工期间的稳定,在工艺和施工技术指标上实行如下控制。 3.1 劈裂灌浆 a .每次灌浆坝坡任意测点的水平位移量不得超过 2. 0c m ,坝体开始回弹以后才允许下次复灌。 b.泥浆液的密度。应力调整阶段为 1 .3 一 1.4g 每立方厘米, 构筑防渗帷幕期间为 1.4 一 1.5 g 每立方厘米。 c .采用孔底注浆工艺, 尽量推迟坝顶被劈开的时间, 一般第二次复灌以后才允许劈开坝顶。一次劈开坝顶裂缝的宽
8、度不超过 2. 0c m , 停灌后坝体开始回弹才允许复灌。 d.灌浆压力(指注浆管孔口压力)。起劈压力不限, 运行压力维持在零压力左右, 负压力出现时, 可增加泥浆密度到 1 .4 g 每立方厘米以上。e.每次复灌的间隔时间为 3 一 5d。 f. 一次灌浆量。初灌 0.5 一 1.0 每立方厘米/( m次), 复灌 1.0每立方厘米/( m次)左右, 总灌浆量应满足设计泥浆脉厚度要求, 设计平均厚度 0. 20 m 左右。(以灌入土料总量计算, 泥浆脉干密度 1.6 g 每立方厘米)。 g.终灌标准。坝顶新的横向和斜向缝不再出现, 注浆管孔口零压力维持 5d 不再出现负压力, 泥浆脉厚度达
9、到设计值。 h.封孔。坝顶纵向劈裂缝泥浆脉相连通, 泥浆析水后下沉 0. 3 m ,硬化后填入干土夯实 3. 2 高压喷射灌浆 a .成孔孔斜率小于 1% 。 b.维持灌浆时的注入量和冒出量基本相等, 注入量大于冒出量或不冒浆时, 停止注浆管上提, 继续注浆, 直至注入量和冒出量相等, 再继续上提注浆管。 c. 冒浆的密度大于 1 .4g 每立方厘米时, 才可利用废浆液。 d.注入纯水泥浆密度大于 1.6 g 每立方厘米。 e .通过试验确定高喷参数。 f.每次复灌的间隔时间为 3 一 5d。 g. 一次灌浆量。初灌 0.5 一 1.0 每立方厘米/( m次), 复灌 1.0每立方厘米/( m
10、次)左右, 总灌浆量应满足设计泥浆脉厚度要求, 设计平均厚度 0. 20 m 左右。 (以灌入土料总量计算, 泥浆脉干密度 1.6g 每立方厘米)。 h.终灌标准。 坝顶新的横向和斜向缝不再出现, 注浆管孔口零压力维持 5d 不再出现负压力, 泥浆脉厚度达到设计值。 i.封孔。坝顶纵向劈裂缝泥浆脉相连通, 泥浆析水后下沉 0. 3 m ,硬化后填入干土夯实。 结束语： 防渗处理通常是小型土坝除险加固工程中最为关键的部分，在投资、质量上均起控制作用。根据原有土坝的实际情况，选用合理可靠的防渗加固方案，加强施工质量控制，是确保防渗效果的必然要求。随着工程建设的进一步推进，必将有更新、更优的技术措施不断涌现，应当及时加以总结推广，提高工程建设与管理水平。 参考文献： 1 蒋彭年等编著,张启岳主编.土石坝加固技术M. 中国水利水电出版社, 1999 2 牛运光编著.土坝安全与加固M. 中国水利水电出版社, 1998
