水利工程土坝防渗加固技术

浅谈水利工程土坝防渗加固技术

我国水利工程建设项目遍布全国，其中许多已建成或者使用多年的水利工程土坝都急需进行防渗加固处理。实现水利工程土坝的安全管理一直都是水利管理部门需要面对的重要课题。文中笔者结合自身岗王水库工作经验，对土坝防渗加固进行了简要分析，并提出相关解决方法。

水利工程；土坝；防渗加固

【中图分类号】f407.9 文献标识码：b文章编号：1673-8500（2012）12-0012-01

前言

我国水利工程众多，其中岗王水库位于定远县定城南约25km，池河支流岗王河中游，属淮河流域，在张桥镇境内。水库控制流域面积43.8km2，总库容为1730万m3，是一座以灌溉为主，兼防洪和水产养殖等综合利用的中型水库，水库社会效益和灌溉效益显著，在当地经济发展中发挥着重要作用。

虽然岗王水库经历了数次加固，但由于加固不彻底，大坝依然存在安全隐患。为了彻底根除岗王水库安全隐患，定远县水务渔业局委托南京水利科学研究院，水利部基本建设工程质量检测中心，滁州市水利勘测设计院，滁州市水利勘测队等具有相应资质的大坝安全评价机构，对岗王水库枢纽工程进行了全面的检测和复核。水利工程土坝防渗加固技术作为水利工程的关键环节，在提高工程的安全性和保障土坝的稳固性方面起到十分重要的作用。

1岗王水库土坝渗透现状的研究

防渗加固工程的研究不仅仅需要理论研究，还要实地考察，采取最合适的方法进行加固修复。这样才能真实有效的进行大坝的加固，将大坝问题具体解决。我国目前多采用理论分析和资料观测分析相统一的方法进行大坝问题的研究。理论分析是土坝转化成模型进行估算，将实际的地质想象成均质进行理想化的计算研究。资料观测分析是将具体的资料样本进行研究。这两种方法将土坝整体的资料呈现出来，使大坝的具体问题一目了然。

岗王水库大坝部分坝段坝顶高程不满足规范要求，部分宽度不满足要求；大坝清基不彻底，坝身填筑质量差，下游排水设施不完善，坝坡散浸、坝脚沼泽化严重；大坝渗流稳定不满足规范要求，坝下东、西放水涵与坝体存在接触渗漏；上游块石护坡护砌范围不足，且塌陷、松动，破损严重。溢洪道溢流堰、陡坡漏水严重，陡坡裂缝较多；消能结构布置不合理，消力池边墙高度不满足要求，影响泄洪安全。

2土坝防渗在施工中具体的方案

2.1 加固堤身解决渗漏。解决堤身的渗漏问题，可以采取多种方式对堤身进行加固。例如灌注泥浆加固和锥探灌浆加固。渗透较为轻的土坝只要在坝身的外侧建筑防护带，在坝身上采用上述的方法进行坝身加固。但对于渗透非常严重的，必须要全部加厚土坝或者将土坝拆毁重建，用来达到抗洪蓄水的功能。

防渗是土坝的基本处理原则，大多数渗漏情况，都会采取上游铺

截堵，下游导减排的基本原则。这些方案都要在坝身足够坚固的情况下进行。解决坝身问题主要可以通过对坝身的修复加固将坝身的漫润线降低或者将坝身的土体强度提高。

岗王水库大坝防渗加固处理比较了高压喷射灌浆防渗墙、混凝土防渗墙、多头小直径深层搅拌造墙防渗等3种方案，均布置于坝顶轴线处。经综合比较，推荐采用混凝土墙防渗，大坝防渗加固范围为大坝桩号0+200～1+300。防渗纵向加固范围下部穿透②层粉质粘土层进入③粉质粘土层、④粘土层2.0m，防渗墙最大深度20.5m，墙体厚0.4m。

2.2建截渗墙解决渗漏。建截渗墙解决渗漏首先要在充分保证了墙体的原料的基本条件下进行，从根本上保证工程的质量。然后要尽量节约工程成本，减少坝体对材料的浪费。为满足此要求，会采用挤压法、开槽法这些常见的方法。这些方法既能减少土坝对材料的需求，有能很好的满足防渗修复的要求，具有很广泛的应用。采用灌浆和防渗墙处理并用的方法，将坝身承受的压力分担给截渗墙，从而达到减小坝身压力的目的。但随着现在土质的改变，单一的防渗墙已经很难满足防渗的需求。

2.3用冲击钻解决渗漏。采取冲击钻配合其余的开凿方法，对坝身进行修复也是较为常用的方法。现在的地质层中有较多的砂卵砂石，这些大直径的材料不宜采用原来的方法进行修复。用冲击钻的方法能很好地解决这一问题，同时也使墙体的成本大大降低。

3土坝灌浆防渗的方法

3.1劈裂式灌浆法。劈裂式灌浆法主要是将坝身进行加固，从而提高坝身的抗渗能力，来达到加固坝身的目的。劈裂式灌浆法根据坝身的曲直差异，分别进行选材，用浅孔轻钻等一系列的简单钻具对坝身进行加固。这种方法多采用梅花分布形式或直线分布形式来分布钻孔，一般的孔间距为3米。孔本身多根据需要进行深度的选取。灌浆时自上而下，每次灌取少量泥浆，由稀到稠，循序渐进。采取少量多次的方法，将坝身的灌浆任务做到细致入微。灌浆时压力由大到小，灵活运用，这样便很容易提高坝身的质量，加固土坝。

3.2高压填充灌浆法。高压填充灌浆法可以用于坝身存在蚁穴或者坝身存在溶洞的情况，它的主要作用是将坝身的基础灌浆效果加强。在灌浆时，多采用5 0米的钻机从堤身的顶端取孔，孔间距在1.5米到2米之间，孔深多为坝身砂石层的2米左右。灌浆时必须保持堤身的干燥，泥浆灌入砂砾层后逐步提升到土层，最后将孔用泥浆封住。高压填充灌浆法可以很好地解决因为坝身基础不良造成的一系列问题。

3.3低压速凝式灌浆。低压速凝式灌浆法多用于在高危水位下解决管涌问题，它能用∞型钻机或者用50型的钻机将孔中注入浸水后即刻膨胀的材料，从而在一定程度上解决管涌。注入的这些物质，例如大米、黄豆，都可以使管涌内的阻力加大，从而使管涌的流水速度减慢。低压速凝式灌浆防止了泥浆的外流，从而减缓坝身的压力。

3.4防渗体灌浆法加固。对坝身进行灌浆，形成防渗体。大坝上

游对缝隙进行填补，坝身的表面进行修复补浆，使坝身的承重力和抗洪蓄水力提高。坝身的下游进行固结灌浆，在下游有渗漏的地方采取斜孔或者l形孔，埋注浆管道，减少坝身的空隙、裂缝、漏洞。对于坝身的排水孔也采取此方法进行加固，用高标号的泥浆进行修复，勾缝、加固坝身。

4混凝土防渗墙加固

4.1高压喷射防渗墙。借助高压对墙体的冲击对墙体的缝隙进行修补覆盖，同时在高压下灌入泥浆，使坝身的砂石与灌入的泥浆充分结合，形成防渗墙。防渗墙与坝基土质层紧密结合，形成土坝的屏障，加固了土坝。

4.2自凝灰浆防渗墙。这种方法多用于翅形的混凝土墙的修复加固。此方法由基性混凝土发展而来，使用通润土和泥浆掺入缓凝剂合成。完成混合后自行凝固，形成防渗墙，对坝身进行修复加固。但我国的技术目前还不成熟。

4.3垂直铺塑。这种方法充分发挥了链斗式挖槽机在坝身修复方面的作用，通过连续的斗链式挖孔，用泥浆进行加固，形成防渗墙。灌浆之后的槽孔要立即进行防渗膜的铺设，补填粘土。这种方法多用于砂质土层，效果显著。

4.4水泥土搅拌桩防渗墙。这种方法将泥浆注入坝身进行粘结，充分搅拌。经过充分搅拌和一系列的化学反应之后形成防渗墙。防渗墙的主体具有设备轻便，造价较低的优点，主要运用在细质的砂砾层。