水库除险加固中防渗处理方案的比较应用

水库除险加固中防渗处理方案的比较应

用

摘要：近年来,中国的水利工程科技水平与水利工程建筑技术得到了很大的

发展与提高,中国水利工程建造的科技、装备、工艺的技术水平也在日益增强,本

篇文章阐述了水库工程除险加固在防渗处理中的各类方案组合运用。

关键词：水利工程；防渗处理；施工技术

近些年，中国的小型水利工程相当多，特别是小型水库、山塘等小型蓄水工程，它在农业灌溉、防汛减灾以及人民日常生活用水等方面都起到了很大的功效，但是通过一段时间的运行后，各种各样的水利工程往往都会发生不同类型的损坏，尤其是堤坝的渗漏问题。而现在防渗处理也变成了一个很重大的研究课题,所以

以下整理了一些经验之谈,作为对水库除险加固中防渗处理组合方案的比选。

1、几种常见的防渗处理技术

大坝防渗加固一般有砼防渗墙、套井回填、土工膜斜墙和充填灌浆等方案，

根据类似除险加固工程经验，本次论述对砼防渗墙、帷幕灌浆+充填灌浆、套井

回填+帷幕灌浆三个防渗体加固组合方案进行比选，通过对加固措施的投资、施

工工期、施工质量控制等方面的进行综合分析，选取最优方案作为大坝防渗体加

固的推荐方案。

1.1砼防渗墙

砼防渗墙是使用专用钻机机具，在已建的坝体或覆盖层透水地基中建造槽形孔，以泥浆固壁，并利用高压泵将泥浆压入孔底，携带岩渣，再从孔底回流到地面，然后采用直升导管，向槽孔内浇筑混凝土，形成连续的混凝土墙，起到防渗

目的。这种防渗墙可以适应各种不同材料的坝体和复杂的地基水文和工程地质条

件，墙的两端与岸坡防渗设施或岸边基岩相连接，在施工中严格控制施工质量，

可以彻底截断渗透水流。

1.1.1墙体材料：对于水库地处 VI 度地震区，大坝已运行多年，坝体固结

基本完成，不会因为较大的坝体沉降而对防渗墙产生过大的侧向摩擦力。根据渗

流稳定分析的结果，根据规范和国内已建成工程经验，选择混凝土标号为 C20防

渗墙，根据《水工混凝土结构设计规范》（SL191-2008）3.3.6 条“素混凝土及

钢筋混凝土结构构件的背水面可自由渗水者，当10≤i＜30 时，抗渗等级采用

W6。

1.1.2墙轴线：防渗墙轴线位置的选择主要考虑两方面的因素，坝体应力状

态得到改善，墙体受力条件好；再就是施工期坝体安全稳定，具备良好的施工条件。防渗墙施工时，钻机行走轨道需要 8m 宽，商品砼罐车行走路面需要 5m 宽，考虑到施工人员的安全通行，综合确定大坝中心线为防渗墙轴线，施工平台需保

证15m宽。

1.1.3墙体厚度：根据防渗墙破坏时的水力坡降确定墙体厚度（δ），计算

公式如下：

式中：△H max：作用在防渗墙上的最大水头差（m）

J max ：防渗墙允许渗透梯度；

1.1.4砼防渗墙

大坝采用 0.60m 厚的 C20W6F50 砼防渗墙进行防渗加固，按长度分为若干

个槽段。防渗墙顶高程按超正常水位30cm控制，防渗墙底部伸入弱风化层以下

0.5m。左坝端贴溢洪道，右坝端10m 范围内采用 C25W6F50 砼岸墙，墙厚扩大

一倍按1.2m；岸墙长度可根据坝端实际地形地质情况进行调整。砼防渗墙、岸墙

连接处设伸缩缝，缝宽 2cm，采用止水铜片止水，止水铜片凹槽内采用油麻充填，分缝其它部位采用三油二毡嵌缝。为满足防渗墙施工要求，拆除坝体正常水位以

上部位。为使大坝形成连续、完整的防渗体系，在防渗墙顶部增设 C25W6F50 钢

筋砼头墙，头墙基础与防渗墙基础面设膨胀止水条。在工作平台高程以上、坝顶

路面以下之间的坝顶开挖部位土体采用粘土填筑，坝顶填筑粘土须分薄层碾压，

分层最大厚度30cm，填筑要求须达到：渗透系数≤1.00E-5cm/s，压实度≥95%。

1.2帷幕灌浆+ 充填灌浆

1.2.1 帷幕灌浆：对大坝全坝段坝基进行帷幕灌浆，以形成封闭的防渗系统：采用自下而上分段灌浆法，双排双序灌浆，先灌下游孔，再灌上游孔，按 I孔序，II 孔序灌浆孔孔径 75mm，孔距为 1.5m，根据区域地质资料，初定帷幕孔深入

至弱风化岩 1.0m（要求需达到：灌浆部位渗透系数≤5Lu)。灌浆材料采用

PO42.5#普通硅酸盐水泥，基础需先做试验孔，灌浆前应做压水试验，若透水率

q≤5Lu，则不需灌浆，对孔进行砼封堵；灌浆浆液由稀至浓逐级变换。帷幕灌浆

浆液采用纯水泥浆，水灰比采用 3、2、1、0.6 四个等级，孔口灌浆压力暂定为0.2Mpa，作好灌浆记录。有关施工工艺要求按《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（SL/T62-2020）执行。

1.2.2 充填灌浆：帷幕灌浆施工完成后，在帷幕灌浆孔位置对大坝全坝段进

行充填灌浆，以形成封闭的防渗系统。坝体充填灌浆采用自下而上分段灌浆法，

双排双序灌浆，先灌下游孔，再灌上游孔：灌浆浆液采用水泥粘土浆，水泥采用PO42.5#普通硅酸盐水泥，水：水泥：粘土为 3：1：3，2：1：3，1：1：3，0.8：1：3，0.6：1：3，孔口灌浆压力暂定为 0.05Mpa；同一灌浆孔需灌三到五次，

灌浆结束按规范要求封孔，要求需达到：坝体渗透系数≤1.00E-04cm/s，坝体与

基岩接触面渗透系数≤5Lu。

1.3套井回填+ 帷幕灌浆

套井回填是土体置换成墙的一种处理方法，利用冲抓钻机造孔，然后进行粘

土回填，解决大坝渗漏问题。

1.3.1 套井厚度、井距和排距：一般坝高小于 25m 的土坝，可考虑一排套井，坝高超过 25m 的土坝，可考虑用2~3 排套井。防渗墙套井参数计算表

1.3.2 套井回填主要技术参数：大坝段采用单排套井回填，右坝肩明挖后采用粘土夯填。套井孔距为 0.75cm，有效厚度为 0.8m，套井底部 1m 范围采用水泥粘土夯填；要求套井底部嵌入强风化岩以下 0.5m，套井深度可根据现场实际情况作相应调整；套井施工平台高程为超过正常水位0.5m。套井清孔后采用粘土回填，压实后要求渗透系数不大于 1.0×10 -5 cm/s，压实度不小于 0.95。

1.3.2 帷幕灌浆：套井回填施工完成后，对大坝坝基进行帷幕灌浆，以形成封闭的防渗系统：采用自下而上分段灌浆法，单排双序灌浆，。根据区域地质资料，初定帷幕灌浆孔深入弱风化岩 1.0m（具体根据现场压水试验确定，要求灌浆深入 5Lu 区域以下不少于 1m，灌浆部位渗透系数≤5Lu）。灌浆材料采用PO4

2.5#普通硅酸盐水泥，基础需先做试验孔，灌浆前应做压水试验，若透水率q≤5Lu，则不需灌浆，对孔进行砼封堵；灌浆浆液由稀至浓逐级变换。帷幕灌浆浆液采用纯水泥浆，水灰比采用 3、2、1、0.6 四个等级，孔口灌浆压力暂定为0.2Mpa，作好灌浆记录。有关施工工艺要求按《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（SL/T62-2020）执行。

2方案比较