水库除险加固施工中的灌浆防渗处理技术

张 玲

（湖南省洞庭水电咨询监理有限公司， 湖南 湘潭 411228）

1 防渗技术介绍

1.1 劈裂帷幕灌浆防渗技术

劈裂帷幕灌浆防渗技术是由我国技术人员发明，并且在“七五”、“八五”期间作为重点科技项目进行了推广。劈裂帷幕灌浆技术适用于一些地质条件的土坝、土堤等地基的防渗处理，该技术可以在垂直连续的防渗帷幕下增加坝基的渗流稳定性，防止坝体的变形。

1.2 高压喷射灌浆防渗技术

高压喷射灌浆防渗技术是由日本引进的一项防渗处理技术，该技术适用于地基的加固工程，并且经过改造，也可以用于地基的覆盖层和接触带的防渗处理。

1.3 土工膜防渗技术

土工膜防渗技术是一种使用新型土工膜材料对水库除险加固的一种新防渗施工技术，该技术不仅适用于新建的水库防渗处理，还可应用于已经建成的水库防渗处理加固工程。

1.4 振动沉模防渗板墙技术

振动沉模防渗板墙技术在“九五”期间作为重点科技项目进行推广，该技术可以应用于堤防和堤坝的防渗处理，该技术的主要方法是堆砌超薄型的砼墙进行防渗加固[1]。

1.5 其他防渗技术

除以上常用的一些水库除险加固防渗技术，还有适用于喀斯特地质的级配料灌浆防渗技术；早期国内外使用最多的塑性硅防渗墙技术；针对不同地质、病因，对水库堤坝采用不同防渗措施综合治理的综合技术；另外还有套孔冲抓回填防渗技术等。

2 实例概况

某水库位于某市北侧，建于1978年，4年后竣工，包括1座主坝、3座副坝、1宗输水涵及1宗溢洪道。其集雨面积是8.0km2，水库容量为560.2万m3，正常情况下水位53.2m，主坝最高20m，最长192m。该水库的3座副坝仅设置了截水槽一种防渗措施。参考相关文献的记载，坝体是人工填土，坝基是粉质粘土和风化花岗岩。依据室内的土工试验和注水试验分析各土层和岩石层物理指标见表1。

表1 各土层和岩石层物理指标

本工程水库除险有消除坝面、坝基等的裂缝病害。经过检查，找到坝面裂缝，其长度为12m，宽度1.5m，位置在水库大坝下游24m处；水库管理建筑的墙和地基位置发现裂缝，且有一些不均匀的沉陷。经过对大坝周围的地质勘察，发现水库大坝左坝肩处存在地下岩溶，这是导致大坝出现不均匀沉陷的原因。该类水库病害会随着水库的水位升高，而导致渗漏量的增加，坝前有一蓄水塘，导致坝下渗漏量 50～55L/s。如果这些水库病害不处理会导致大坝渗漏出现管涌现象，破坏大坝土体，最终可能会出现坝体塌陷，后果严重。

3 防渗处理技术

本工程根据综合的考虑各种防渗处理技术的优势和劣势，且结合该水库的实际地质情况，最终决定选取劈裂灌浆加固技术对水库进行除险加固施工。该技术的优势是施工速度快、灌浆质量好、经济效益显著等，尤其适用于坝体质量差，坝体存在裂缝、下游渗漏等病害的水库。

3.1 布置钻孔平面

本工程依据坝基的劈裂规律以及坝体应力大小分布情况，沿着坝体的轴线进行布置钻孔，依据施工经验推断坝基劈裂孔距应在2～3m之间，本工程根据设计要求灌浆孔距为2m，在坝顶位置钻孔要求2排，两排之间的距离为1m，每孔之间的距离为2m。

3.2 灌浆方法设计

依据相关技术规范的规定，本工程的劈裂灌浆技术应采取孔底灌浆全孔灌注的方法进行灌浆施工。考虑到以往采用的泥浆循环回转式钻进造孔，会导致坝体出现不同程度的劈裂，灌入的泥浆未能达到设计要求，可能引起坝体灌浆防渗处理技术失效，所以，需要采取干法造孔的方式进行钻孔[2]。

3.3 浆液配置设计

本工程灌注的粘土混合浆液掺有10～15%水泥，由于这种配置的浆液有很好的流动和稳定能力，而且依照标准的灌浆厚度，这种配置方式的浆液在4～5d达到很好的自凝效果，其所形成的结石具有很好的抗渗性，其强度达到该工程设计要求。

4 灌浆防渗技术质量控制点

本工程采用的灌浆技术有以下几个技术质量控制点：（1）对于灌浆孔的设计必须沿堤防轴线进行双排布置，钻孔要保持垂直；（2）灌浆过程应分段、分序、分次，先有孔底进行注浆，注浆管应距离孔底浆液平面0.5m左右；（3）配置过程应注意要由稀至浓的方式进行，其密度应保持在1.2～1.5g/cm3间，灌浆压力应保持在130～380kPa之间，每孔灌浆次数保持在5次以上，每次灌浆时间要＞5d；（4）最后的封孔应使用稠浆，直至浆液不下沉。

5 灌浆防渗处理效果

本工程的水库除险加固施工的灌浆防渗处理技术是采用劈裂灌浆方式技术，布置钻孔是沿着轴线进行的，通过高压将泥浆灌入坝基，从而形成灌浆的防渗帷幕，其走向是由中间向两侧，由底部向上面。由于该大坝填土的不均匀，可能会出现应力的影响，通过对大坝顶部的裂缝分析观察，可以判断本工程采用的灌浆技术是否满足水库大坝要求。本工程设计阶段要求灌浆厚度为 5cm，依据浆体帷幕厚度估算公式可计算所需灌土量为0.8m3/m。经过对本工程的实际灌土量的测算分析，实际灌土量＞计算值，因此判断该工程的灌浆效果满足要求。

6 结束语

综上所述，我国水库除险加固防渗技术的更新速度还是很快的，每一种技术都有其优势和劣势，可以根据不同的工程特点，选择最合理、最科学、最经济的防渗处理技术。文章以某水库大坝出现防渗技术施工为例，介绍了劈裂灌浆技术的施工技术和质量控制点，其有着可灌性、可控性好的优势，而且其施工使用率比较高，有着相对成熟的实用理论研究，在类似地质条件下的水库除险加固施工中，可以参考文章选择劈裂灌浆技术进行防渗处理。