浅谈水库坝基防渗处理

摘要：以勘察、调查资料为依据,对水库坝基渗漏原因进行了分析, 简述了水库坝基防渗固结施工工艺，通过对坝基进行垂直防渗技术,水平防渗技术、使用化学补偿技术处理水库坝基渗漏,起到了良好的防渗效果，达到预期的目的。

关键词：垂直防渗技术、水平防渗技术、化学补偿技术

中图分类号：TV697 文献标识码：A 文章编号：

前言水库是以防洪、发电为主,兼有灌溉、航运、围垦、水产养殖、灭螺等综合效益。由于坝基处理不彻底.水库运行出现较多问题,危及工程安全.是我国重点大型病险水库之一.历史上虽采用过坝肩灌浆、上游设铺盖、下游设压重以及坝后设减压井等多种工程措施进行处理.但均未能解决问题.在本次水库除险加固中.根据坝基地质条件和渗流分析成果.采用混凝土防渗墙对坝下强透水层进行垂直防渗、截断坝基渗漏通道.对两岸坝肩进行帷幕灌浆加固坝基.解决了防渗轴线布置、墙体材料选择以及防渗墙施工关键问题,取得明显的效果.

大坝存在的问题

水库坝基渗透稳定性暴露出来的问题由来已久，在大坝建成初期蓄水时，坝基渗透变形就比较严重。影响坝基渗透稳定的土层主要是砂壤土层和砂卵砾石层。其中砂壤土层的渗透系数虽然很小，但是分散度为30.8%--97.2%，属于分散性土，渗透破坏比降较小。砂卵砾石层的渗透为中等渗透性。坝基的不同位置和不同高程的砂砾料其级配分别很不一致，并且大部分土的级配组成较差，其不均匀系数较大，有部分土还缺乏中间粒径。由此可见，坝基土料多属于管涌土，这是导致水库坝基产生渗透的变形的主要原因。

水库坝基防渗处理的形式

垂直防渗技术

垂直防渗技术常适用于地基渗水层较薄或隔水层较浅的情况，以做成封闭式防渗帐幕来根治水库坝基渗透破坏的险情，可以比较彻底的解决坝基和坝身渗漏问题。

塑性混凝土防渗墙技术。防渗墙的机理是：使用专用机具（乌卡斯钻机），在已建成的坝基或覆盖层透水地基中建造槽型孔，以泥浆固定坝壁，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，向槽孔内浇注混凝土，形成连续的混凝土墙，起到防渗的作用。塑性混凝土是用黏土和膨胀土取代普通混凝土中的大部分水泥形成的一种柔性工程材料。与普通混凝土相比，塑性混凝土弹性模量低，极限应变大，能适应较大的变形，抗渗性能好的特点。塑性混凝土墙的一般施工步骤是：

修建施工平台和导向槽；

划分槽段.槽段的长度宜尽量加长，以减少槽段间接头数量，提高墙体的整体性。但受墙基地质条件限制及成槽深度等因素影响，槽段又不宜过长。根据工程特点，采用冲击钻与液压抓斗相结合的“两钻三抓”成槽方式，即用冲击式钻机钻槽孔两端的接头孔，槽段中间部分用“三抓”完成。

混凝土浇注。采用直升导法浇注水下混凝土，由混凝土运送泵往储料斗运送。

泥浆固壁。塑性混过凝土防渗墙施工过程中，固壁泥浆直接影响工程的施工进度和槽壁的稳定，并能起到冷却钻头，钻具，悬浮岩屑以及防止坍孔的作用。

清孔换浆。抓斗在抓孔过程中，会有部分碎砂或其它岩渣悬混在泥浆中，然后逐渐沉淀在孔底，抓斗在挖掘槽孔底部时也会遗留少部分细砂和岩渣，这些淤积物都必须在混凝土浇注前清理干净，否则，会给墙体质量带来危害。

墙体塑性混凝土浇注。塑性混凝土浇注采用泥浆下直升导管法，导管采用直径为250MM的钢制导管，丝扣连接，导管安装用16吨吊车或冲击钻辅助下设。

槽段连接。墙段连接采用接头管法，即在一期槽孔浇注前在槽孔两端下设钢管，带混凝土初凝后，按一定的速度将其拔起，形成混凝土接头孔。

高压喷射灌浆防渗技术。高压喷射灌浆防渗技术的机理是：按设计布孔，利用钻机钻孔，将喷射管置于孔内（内含水管，水泥管和风管）,由喷射出高压射流冲切破坏墙体，同时随喷射流导入水泥浆液与被冲切土体搅拌，喷嘴上提，浆液凝固，在地基中按设计的方向，深度和厚度以及结构形式与地基结合成紧密的凝结体，起到防渗作用。

高喷灌浆的施工工艺：1。参数确定。2.施工工序。高压喷射灌浆的施工顺序为，先施工下游排，后施工上游排，每排的ⅠⅡ序孔分序喷灌，主要施工工序：定孔位—造孔---终孔工序取芯---测斜---下喷射管---制浆（高压水，压缩气）---旋转或摆动喷射---提升---成墙（冒浆）---回灌---检查验收。

高喷灌浆的施工方法：1.施工前要试验。在施工前要选定有代表性的坝基段进行试验，根据勘探资料和实验数据合理调整施工参数，确保高喷灌浆质量。水压，气压，提升速度，浆液比重等施工参数作为施工过程中质量检查的主要指标，发现问题及时纠正及整改。2.施工方法。钻机就位：钻机就位的要求是使钻机带钻头，钻具或连浆管对准孔位并且其方向符合设计要求。钻孔：在施工轴线上每隔（旋喷1.0米，摆喷1，5米）用木桩定一孔位，每隔50米设一控制桩以定孔位，移钻机至孔位，孔位偏差不大于2厘米，孔斜率不大于1%。钻机底盘整平，立轴垂直后开始钻孔，泥浆或套管护壁，钻至设计深度后移至下一孔位，并做好钻进过程记录。选取部分高喷作为先导孔，采取芯样，核对地层，以确定桩的桩顶和桩底得高程，灌浆孔底入全风化底层，顶层与劈裂灌浆搭接1米。喷机就位：钻孔完毕后移开钻进，使喷机对准孔位并且其方向符合设计要求。下喷射装置：移高喷台车至钻孔孔位，开启供水，气，浆系统，检查各项施工参数是否达到设计要求，管路是否畅通，然后下喷射管至设计深度。供水，气，浆：再次开启供水，气，浆系统。喷射作业：当下喷射管至设计深度时，供水，气浆系统准备好后，可以按设计要求开始喷射浆液。喷管摆动提升：带孔口冒浆正常及达到各项指标后旋转和提升速度。静压浆液：该孔喷完后移机，然后向该孔回填纯水泥浆或下一下孔冒浆，直至孔口浆面不在下沉为止。如此反复，即形成一道连续的防漏板墙。

高喷灌浆施工质量控制：1.地质钻机造孔时，钻头直径应不小于130，钻进过程中，及时调整桩机立轴垂直，确保引孔垂直度偏差小于1%。2.高喷施工分单双序施工，隔孔施工，相邻高喷孔施工的时间间隔不小于24小时：插入喷射管时，可以使低压水和少量压缩空气，边射水气，边插管，或者用胶带封闭高压水嘴和气嘴，可以不送高压水和空气下管，以确保喷射管下达设计深度，但不能强行下管。3.正式提升喷浆前，一定要待泵压，风压上升至额定值后方可提升，提升速度按设计要求执行，不得加快。严格控制浆液比重，每班4—5次，当比重误差超过1%时，应停喷，调整水灰比拆卸注浆管节造成停喷，续喷时应停在停喷点加深0.3M，再进行喷射提升。经常检查和调整泵压，泵量，浆压，输浆量，空压机风量和提升速度，核算实际用浆量。喷射过程如果不冒浆时，一定要增大注浆量，待反浆后在进行提升，或停止喷射，检查地下是否存在涵洞或者地下河流，如果有，要采取封堵措施或者添加化学凝剂。

水平防渗技术

水平铺盖分为利用天然黏土和人工填入黏土两种，可以就地取材，造价低廉，施工工作面大，工期短，简单易行，不需要特殊的施工设备和器材。按设计要求施工，可以满足渗透稳定，但渗透量较大，坝基下游仍然有一定的坡降。因此在采用水平铺盖防渗时，必须结合下游排水减压措施。

使用化学补强技术处理水库渗漏

化学补强是在不改变原工程结构的前提下，利用原混凝土结构强度，对于薄弱环节产生的裂缝和破损部分，采用化学物质环氧材料进行局部修补的一种方法，目的是恢复建筑物的整体性，保持混泥土的强度，耐久性和抗渗性。环氧材料具有较高的粘结强度，并有一定的弹性能与新老混泥土有很好的结合，是目前较理想的防渗补漏新型材料，其主要组成成分有：主剂环氧树脂是有环氧基团的高分子聚合物，其结构是线型的，本身不会固化，但流动态随温度的高低而发生变化，加固化剂后具有良好的粘结性；固化剂；增韧剂；稀释剂；填料等。

结束语：

综合技术的产生是我国多年处理病险水库的技术总结，代表病险水库坝基治理的主要方向，这一模式的推广应用将加速病险水库处理的进程，并可以节约大量资金。综合治理病险水库是综合了各项先进的技术组合而成的最优综合方案，因此能做到科学，经济，合理，发展趋势良好。

参考文献：

[1]张景秀。坝基防渗与灌浆技术。北京，中国水利水电出版社，2002

[2]汝乃华，牛远光，大坝事故与安全。土石坝[M]，北京，中国水利水电出版社。2001