防渗处理设计在水库除险加固工程中的应用

防渗处理设计在水库除险加固工程中的应用
发布时间：2022-06-23T06:22:36.861Z 来源：《工程建设标准化》2022年第2月第4期作者： 1 童谱旺 2章润
[导读] 现如今，我国的经济在快速发展，社会在不断进步，综合国力显著加强，水库防渗加固的质量直接关系到大坝的安全运行和生命周期。

1 童谱旺 2章润
1淳安县砂石资源管理有限公司浙江杭州 311700
2 杭州水利水电勘测设计院有限公司淳安分公司浙江杭州 311700
摘要：现如今，我国的经济在快速发展，社会在不断进步，综合国力显著加强，水库防渗加固的质量直接关系到大坝的安全运行和生命周期。

通过防渗加固解决土石渗漏问题是普遍方法 , 但是如何选择经济、安全且适用的防渗加固方案是复杂的系统问题。

关键词：防渗处理设计;水库;除险加固;应用
引言
水库工程建造过程中，库区渗漏对水库正常蓄水有很大影响。

帷幕灌浆技术能够大幅提升水库坝体的防渗能力，为进一步改善水库工程渗流问题，应通过试验检验帷幕灌浆在水库坝体防渗效果改进方面的可行性，然后依据试验结果制定合理的施工方案。

1水库堤坝防渗特征
1）复杂性水利工程项目具有复杂性，实际施工过程中利用各种不同类的专业技术和水库的防渗技术，例如涉及建筑学、水文学以及地质学等专业知识，要求工作人员具有较高的工作素质。

2）隐蔽性水库防渗施工技术具有隐蔽性特征，水利工程项目施工结束后，水压和自重将会影响到大坝基础，将会引发裂缝和沉陷，导致水库发生渗漏。

在堤坝内部通常会出现渗漏，这类问题很难被发现，因为整体工程规模比较大，堤坝和水的接触面积比较大，不利于工作人员确定渗漏点，因此突出了水库渗漏问题的隐蔽性。

3)突发性在水利工程水库项目施工阶段，通常是在运行过程中发生堤坝渗漏问题，这是因为外部环境因素和水压等因素引发的，同时会在堤坝之内向整个水库堤坝扩展，因为这一问题具有突发性，因此，利用人为处理措施不利于及时控制和防治问题。

2防渗处理设计在水库除险加固工程中的应用
2.1水库蓄水能力的增强
水库达到预期防洪标准的主要途径是增加水库的蓄水能力，其工程方式主要有以下3种:1)提升大坝超高，增强水库对洪水的调蓄能力。

2)提升水库库容，如水库扩容、清淤等措施。

3)增强水库泄水能力，如增大水库溢洪道闸门尺寸或扩建水库溢洪道等。

对于大部分工程而言，需要经过技术讨论及工程预算来确定采用其中某一种或某几种工程措施来增强水库的蓄水能力，有时也需要对大坝进行加宽培厚。

2.2明渠
(1)裂缝及沉陷变形多。

渠道混凝土底板裂缝较多，分布于全渠道上，大约上百条，横向裂缝占大部分，一般横贯底板，缝宽 0. 5 ～ 6. 5mm 不等，都有渗漏水现象; 纵向缝较少，检测中发现的一条较严重的底板纵缝长度约 1000m，位置在坡子沟 2号涵洞出口至闫下东渡槽进口处(桩号为 21 +027. 99 ～22 + 054. 16)，该缝宽度为 2. 0 ～ 5. 1mm，位置基本在渠道中心，有时偏左。

现场检测渠道混凝土底板碳化深度为 10. 3 ～ 25. 1mm。

渠道底板上预留的沉陷缝较多，一般每 10 ～ 20m 渠段就有一条，绝大部分都没有做止水处理，个别发展的缝隙过宽，漏水严重。

总干渠段墙体裂缝大约数十条至上百条，以竖向(梯形)裂缝为主，水平裂缝较少，缝宽 8. 0 ～36mm。

裂缝的主要原因是渠下地基不均匀沉陷，有的部位渠墙已经拉开，形成断裂缝。

(2)砂浆强度、碳化及剥蚀。

现场检测，砂浆的碳化深度为 8. 1 ～27. 2mm，勾缝砂浆强度推定值为 3. 01 ～24. 8MPa，大多数满足设计要求，局部不满足; 砌筑砂浆强度推定值为 0. 37 ～6. 65MPa，大多数不满足设计要求，主要原因是当初的砌筑砂浆多数都是混合砂浆(石灰、黏土混合砂浆)，水泥砂浆主要用在渠墙表层和勾缝上(由检测的断面也可看出)。

2.3溢流坝顶设计
石堆水库溢流坝段布置在浆砌石重力坝段，为开敞式坝面溢流实用堰。

考虑到溢流坝段基本完好，本次加固设计只对溢流坝段坝顶交通桥进行拆除重建。

重建交通桥采用简支板桥，布置为两跨，跨度为８．０４ｍ。

采用Ｃ２５钢筋混凝土板桥，桥宽为３．５５ｍ，桥板厚为０．４５ｍ，桥面高程为１５５．８１ｍ，桥板两边设置Ｃ２５钢筋混凝土防撞栏，防撞栏高１．１０ｍ。

桥台厚０．４５ｍ，采用Ｃ２５钢筋混凝土，桥台与坝体之间采用锚筋进行固定，桥台与桥板之间铺沥青油毛毡２ｃｍ厚。

2.4水库工程地下连续墙防渗措施
水库工程地下连续墙防渗措施在水库工程施工中利用地下连续墙方式，可以优化水库防渗处理效果，施工人员可以利用专业机具设置槽型孔，并且利用泥浆护壁。

在孔底压入泥浆，利用直升导管将混凝土浇筑在内部，以此完成混凝土墙建设工作，利用这种防渗墙可以适应各种条件。

在水库工程施工阶段，施工单位可以利用高压喷射方式，提高水库防渗能力。

施工单位需要根据设计要求布孔，在钻孔阶段利用钻机，并且在孔内设置喷射管，利用高压射流冲切土体，掺搅水泥浆液和被冲切的土体，上提喷嘴之后凝固浆液，通过结合地基形成凝结体，优化整体防渗效果。

施工单位可以利用倒挂井方式，提高水库防渗性。

2.5水库大坝的防渗措施
水库大坝的防渗措置主要有以下4种方式:1)建造混凝土防洪墙:其优点在于可在水库正常蓄水的条件下进行施工，也更容易监测、耐久性好，防渗性能较高。

2)高压喷射灌浆:其优点在于施工速度快，但其防渗性能不如混凝土防洪墙，如地基土层是黏土的情况下，其防渗耐久度较差。

3)劈裂灌浆:其优点在于施工简便，但是其施工条件要求水库需低水位运行，且对施工人员的技术要求较高。

4)土工膜:其优势在于对不同坝体的适应性强，施工方便，成本较低，施工速度较快，但其施工条件要求水库需放空蓄水，且抗老化能力较混凝土防洪墙较差。

2.6坝顶结构设计
由于土坝坝顶现状较完好，本次不对土坝坝顶进行加固设计。

但浆砌石重力坝段坝顶坑洼不平，且栏杆破损。

浆砌石重力坝段坝顶保留现状防浪墙，在现状坝顶上铺Ｃ２０混凝土路面２０ｃｍ厚，路面宽３．３０ｍ；拆除现状混凝土栏杆，新建镀锌钢管栏杆，栏杆高１．１０ｍ；对现状浆砌石防浪墙进行Ｃ２０混凝土外包，临近路面侧混凝土厚度为１０ｃｍ，墙顶混凝土厚度为２０ｃｍ。

2.7地质改良灌注膏浆施工原则
（１）施工总流程。

施工准备→场地平整→钻孔放样→钻孔、压水→分层分段灌浆（膏浆灌注段长为３０ｍ）→待凝→自上而下分段扫孔（按设计划分段长）→灌纯水泥浆→资料整理。

（２）膏浆单孔施工工艺。

钻孔定位→固定机具→钻孔、裂隙冲洗、压水（按５ｍ分段压水，完成３０ｍ）→分层分段灌膏浆（膏浆灌注段长为３０ｍ）→待凝→钻进（按５ｍ分段压水，完成３０ｍ）→灌膏浆→……→至设计孔深→自上而下分段扫孔→灌纯水泥浆→孔口管镶铸→待凝７２ｈ→扫孔→灌纯水泥浆……→至设计孔深→封孔→单孔资料整理。

（３）遇掉钻、溶洞等特殊情况时先进行膏浆灌注，规模较大的无充填型溶洞先采用级配料进行回填，级配料投放按粒径逐级摸索投放，级配料充填满后，采用膏浆灌注，最后再采用纯水泥浆灌注至结束标准。

（４）膏浆灌注按３０ｍ一段分层、全孔分为３段进行灌注，膏浆灌注前下射浆管至孔底１．０ｍ左右，自下而上拔管灌注，采取限压限量双重措施控制灌浆，达到指定压力或注入量拔管进行上一米灌注。

结语
水利工程建设直接关系到社会经济发展，而水库是水利工程的重要项目，需要保障水库建设质量。

水库防渗技术直接关系到水库安全，避免发生渗漏问题影响到水库运行的安全性。

本文分析了水库防渗技术应用及实施要点，对于实际工程起到参考作用，要求施工单位结合工程实际情况合理施工，保障水库工程的综合效益。

参考文献
［1］朱稳峰.高压喷射防渗墙施工在某水库除险加固中的应用［J］.黑龙江水利科技，2019，47(07):149－151.
［2］陈玉雪.单管高压旋喷灌浆防渗墙研究———以五长后水库除险加固中应用为例［J］.黑龙江水利科技，2019，47(04):167－169.。