辽宁省地基防渗技术的探索与实践

郭占平，郭建华

(1.辽宁省江河流域管理局，辽宁 沈阳 110003;2.辽宁华宁招标代理有限公司，辽宁 沈阳 110006)

1 岩石地基防渗处理

1.1 GIN灌浆法

辽宁省基岩防渗帷幕灌浆主要采用孔口封闭法，成功地在观音阁水库、白石水库、阎王鼻子水库等几座大型水利工程中建造了高标准的防渗帷幕。在这些灌浆工程中，技术人员不断开发、引进国内外一些新的高效率的帷幕灌浆技术，如GIN灌浆法。在白石水库大坝基岩灌浆中，引进国外一项先进的灌浆技术，并结合工程实际进行试验，提出了以孔口封闭法为基础，使用GIN法，通过灌浆自动记录仪控制灌浆压力和注入率，获得了很好的灌浆效果。

GIN灌浆法的基本原理是，对任意孔段的灌浆能量消耗值，近似等于该孔段最终灌浆压力P和灌入浆液体积V的乘积，叫作灌浆强度值，即GIN。由于裂隙岩体灌浆时，大裂隙常常注入量大而使用压力小，细裂隙常常注入量小而使用压力高。如果在各个灌浆段的全部灌浆过程中，都控制GIN为一常数，就可以自动控制宽大裂隙地段的注入量和灌浆压力，对比较致密的可灌性差的地段则可通过提高灌浆压力增加注入量，保持能量均一，从而形成基本均一的防渗帷幕。

GIN灌浆法的要点有:①灌浆过程中仅用一种固定配比的稳定浆液;②用GIN曲线控制灌浆压力，在需要的地方尽量使用较高的压力，在有害和无益的地方避免使用过高压力;③用电子计算机监测和控制灌浆过程，实时地控制灌浆压力和注入率，绘制P-V过程曲线，判断灌浆的结束条件。

1.2 化学灌浆

对于岩石微细裂隙或混凝土裂缝内的加固，使用常规的水泥浆等颗粒材料，即使浆液浓度稀到最低级别比也难灌入，此时使用化学材料配制成真溶液，没有颗粒，可灌性好，可灌入细微裂缝，对弥补水泥灌浆的不足，改善岩体的力学和抗渗性能有着十分重要作用，因此在基岩帷幕灌浆实践中使用水泥灌浆。由于岩石裂隙细微发育，水泥浆液不能达到地段补充进行化学灌浆，两种灌浆方法相结合的复合灌浆成为岩石地基处理新的发展趋势。

辽宁省葠窝水库坝体混凝土伸缩缝加固采用化学灌浆技术，灌浆材料为聚氨酯类MDI和TDI两种类型，灌后效果显著。

2 覆盖层处理

2.1 混凝土防渗墙

混凝土防渗墙是覆盖层地基防渗的主要措施。近几年辽宁省几座主要中型水库坝基覆盖层均采用混凝土防渗墙技术进行处理，均取得非常好的防渗效果。混凝土防渗墙技术相比20世纪70年代槽孔混凝土防渗墙，在成槽机具、浇注工艺和墙体材料等方面均取得突破性的进展。

在机具方面，采用液压铣槽机、抓斗等高效机械和先进工艺，辽宁省已在黑山县龙湾水库、彰武县大清沟水库坝基防渗中建造了高标准的防渗墙。

在墙体材料方面，有各种标号的普通混凝土、高强度低弹模混凝土、塑性混凝土、自凝灰浆等品种，也可以在墙体内放置钢筋，可视工程需要选用。

通过辽宁省几座病险水库坝基防渗中运用该项技术的实践表明，混凝土防渗墙可一次性彻底解决渗漏问题。在技术上安全可靠，防渗效果更彻底。如投资及施工条件允许，可多加采用。目前在国内，混凝土防渗墙已成为处理深厚砂砾(卵)石覆盖层主要手段。

2.2 覆盖层灌浆

坝基砂砾石覆盖层处理在辽宁省少数病险水库仍然采用普通的灌浆方法，处理后防渗效果并不理想。原因主要是灌入浆液在水库水头压力作用下，未凝固前随渗水流失扩散，不能形成有效的防渗帷幕。因此使用该法处理病险库覆盖层渗漏地基需要谨慎。然而在灌浆工艺上，覆盖层灌浆却有不同方法，在砂砾石层中采用塑性填料套法灌浆，工艺新颖独特。其工艺过程为:①开孔直径为110mm，钻孔过程中跟进套管至帷幕底部;②然后向套管内放入一根较细的塑料管或钢管，其直径一般为50～76mm，沿管每隔30～50cm钻一圈环形小孔，并用软橡胶套筒包裹起来;③地层和内部细管之间的空间，在拔出套管的同时，从孔底部向上灌注粘土软浆液即成为浆液形成的套管。当该浆液形成的套管已达到足够强度时，即开始灌浆。④放入双塞加以固定，以便一次灌注一段。增大灌浆压力直至浆液形成的套管开裂，浆液便通过裂隙深入砂砾石中。当灌浆停止时，橡胶套管封闭环形小孔，防止灌好的浆液进入灌浆管。该法优点是每一孔段能按需要重新灌注，达到均匀的渗透或入渗周围地基。

3 堤防加固技术

3.1 深层搅拌技术

利用多轴式长螺旋钻孔机在土壤中钻孔，达到预定深度后，边提钻边从钻头端部注入适合工程要求的水泥浆，并与原土壤进行搅拌形成柱列式土壤水泥墙。其搅拌机由初期的单头搅发展到六头搅以至等厚度深层搅拌机，自动化程度不断提高。该法主要特点如下。

(1)施工不扰动邻近土体，墙体全长无接缝，常用厚度0.3～0.6m，其渗透系数 K可达10－7cm/s。

(2)它仅可在粘性土、粉土、砂土、砂砾土地层施工，在一般地质条件下，每一台班可成墙70～80m2。成墙深度一般为20～35m。深层搅拌连续墙造价为150元/m2左右。

3.2 垂直铺膜技术

垂直铺膜是在堤顶或堤脚用锯槽法、链斗挖槽法或射水法等方式在堤身和堤基挖槽，在槽内铺设土工膜，以达到阻截渗流的目的。当铺膜位置是在堤脚时，堤坡就要用斜墙铺膜防渗。垂直铺膜的深度一般10m以内比较容易施工。

液压开槽埋膜机适于大堤堤基进行垂直防渗施工处理，铺膜材料采用聚乙稀土工膜，堤身采用复合土工膜防渗。该技术防渗效果良好，过去几年间辽宁省已有40多处堤防险工采用该技术进行防渗处理，获得了可观的经济效益。

4 结语

近年来，辽宁省水利工程建设项目的数量多、规模大，技术要求高，对地基防渗工程技术的要求更高。通过各种地基处理工程实践积累了丰富的经验。在岩石地基处理上采用孔口封闭法，辅以GIN灌浆法和化学灌浆是经得起检验的成熟技术;覆盖层防渗尤其是伴有粗大颗粒深厚覆盖层防渗采用混凝土防渗墙是最好的且唯一的选择，覆盖层灌浆防渗效果差应尽量少采用;在堤防砂基砂堤处理方面，无论采用深层搅拌技术还是垂直铺膜技术，只要施工质量控制严格都能形成符合设计要求防渗帷幕。

［1］张景秀．坝基防渗与灌浆技术［M］．北京:水利电力出版社，1992．

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