土坝渗漏的处理技术

【摘要】土坝在工农业生产中得到广泛应用。而土坝渗漏是一种危害较为严重的工程地质病害，对受影响区域内的人民生命财产安全、交通运输及工程建设等构成较大的威胁，本文对土坝渗漏治理作简要的论述，为这类工程地质病害治理提供参考。

【关键词】土坝；渗漏；治理

土坝渗漏按其部位分为坝身渗漏、坝基渗漏和绕坝渗漏三种。根据渗透变形发生的机理，通常将其分为管涌、流土、接触冲刷和接触流土四种形式。导致土坝工程事故主要有渗透变形、滑坡以及裂缝，其中渗透变形是主要病害。治理方法主要有以下几种，现分别论述。

一、 粘土灌浆防渗处理法

粘土灌浆法一直以来都是大坝防渗处理的主要措施。泥浆深入裂缝以后浆液与缝壁紧密结合在一起，构成一道防渗帷幕，同时坝体在吸收泥浆水分后湿陷，使坝体增加密实度，从而使坝体的防渗性能得到改善，而且灌浆能起到堵塞填方堵漏的作用，所以灌浆法得到广泛的应用。

粘土灌浆工艺如下：布孔钻孔制浆灌浆终孔。

1.布孔。布孔形势目前主要采取沿堤坝轴线偏上游0.5-1m单排布孔形势，孔距一般为5m。

2.钻孔。现在常用摩擦钻钻孔。钻进速度快，工作效率高。

3.制浆。制浆土料必须满足防渗要求，且要制浆容易。泥浆粘度不可过大，泥浆流动性和析水率必须在一定范围之内。现场施工多采用重粉质壤土或粉质粘土，其粘粒含量约在20%～40%，粉粒含量45%～60%，砂粒含量20%以下，有机含量2%以内，满足制浆条件。制浆时先将水放进搅拌筒，然后加土，一般搅拌6分钟左右，再掺入干土量0.5%～1%的水玻璃改变泥浆的流动性，提高浆液的稠度，加快固结速度，再将泥浆过滤后放进储浆桶。要求浆液比重控制在1.4-1.6g/cm3之间。

4.灌浆施工。灌浆时要做好压力控制。灌浆程序是I至III序孔，泥浆浓度一般先稀后稠，用稀浆疏通管路打开浆路，后用稠浆，正常施灌压力在0.5kg/cm2以下。

5.终孔与封孔。一般复灌三次，复灌间隔7天左右，当最后一次复灌出现冒浆情况时，就认为已灌好，终孔停灌。采用浓泥浆封孔。

粘土灌浆造价低，操作简单，效果显著。但是几年后需重新进行灌浆以确保灌浆效果。

二、 土工合成材料防渗处理法

土坝一般采用土工膜料进行防渗处理。常用的防渗膜料有PE、PVC及其改性塑膜，具有防渗效果好，质轻、延伸性强、造价低，抗老性能好的特点；另外复合土工膜（一布一膜或两布一膜）具有不透水性，能隔断土坝漏水通道，且其较大的抗拉强度和延伸率能承受水压和适应坝体变形。

1.土工合成材料的防渗结构设计。防渗膜料防渗是以薄膜防渗、上下垫层保护组合形成防渗体。防渗系统从下到上包括下垫层防渗膜料上垫层保护层反滤过渡层护坡。下垫层主要是防止膜料被刺破，并使膜料受力均匀。上垫层使膜料在水中不被漂起并防止膜料老化。整个防渗体周边设压重齿槽，同时必须做好整体性防渗处理，防渗膜料必须与不透水地基和岸坡严密结合，并解决好排水问题。其施工工艺包括：坝坡调整基础开挖铺膜基面开挖清理并夯实防滑齿槽开挖周边固埋沟开挖砌重力墩铺下垫层铺设土工膜料，薄膜连接铺上垫层回填夯实齿槽及保护层周边固埋沟回填铺反滤过渡层砌护坡验收。

2.防渗系统施工。

1）铺膜基层清理。按设计坝坡削坡翻松整修并严格整平坡面，夯实基面，无尖锐物。同时要妥善处理好坝坡塌坑、裂缝、洞穴裂隙、地下泉涌等。然后开挖防滑锯齿槽和坝肩固埋沟，排水清基至岩面或不透水层，设重力墩或挡土墙将膜料压入基底。

2）垫层。厚度为5-10cm，一般选用粉砂土或细颗粒砂质粘土，最大粒径不超过5mm。

3）土工膜料铺设，膜料连接。铺设土工膜料不宜张拉太紧，要预留5%伸缩长度置成波纹状折皱，以适应基体变形。两层膜间不得夹带杂物，不得有充气现象。从土工膜铺设到上垫层及保护层回填应避免石块、重物、尖锐物体直接砸击和接触土工膜，以免薄膜刺穿破坏。防渗膜料铺设完毕不宜间隔时间过长，应及早进行下道工序，防止防渗膜料损坏。

4）保护层施工。要在防渗膜料上做好临时保护措施，严防戳破防渗膜料。保护层土料可用库区附近无杂质的黏壤土和砂壤土，干容重大于1.5t/m3 ，含水量约为20%，夯实后垂直坝坡的厚度一般控制在30-50cm。保护层上设10cm砂砾石或碎石反滤过渡层，再护砌一层30cm干砌块石护坡，护坡底脚应伸入坝基，正常水位以上护坡应用砂浆勾缝或用小石子填密空隙，以防冲刷保护层。还可以用10cm厚水泥土板护坡，纵横向每隔3m设伸缩缝，用沥青砂浆或胶泥填缝。

5）周边接触边界处理。设置固埋沟目的是防止坝基和绕坝渗漏。固埋沟采取梯形断面，底宽30cm，深50cm，边坡破率为1：0.3。两侧周边固埋沟要直达新鲜基岩或坚实不透水层。固埋沟中铺上5cm厚M10水泥砂浆，将薄膜铺在上面一半的位置，垫上5cm厚M10水泥砂浆，然后浇筑混凝土截水墙固埋薄膜。

6）保护层回填。土工膜铺好后应尽快回填，防止长时间暴晒使薄膜老化。施工时先填锯齿槽、垫层再分层填筑保护层，回填土要轻放，不可抛洒。从山一边向另一边依次回填，严防损坏薄膜。保护层土质不宜过粘，回填时每层松土不超过20cm，便于人工夯实。

三、 高压定向喷射灌浆法

高压定向喷射灌浆是利用置于钻孔中的喷射装置射出高压水束冲击破坏被灌土层结构，同时将浆液灌入，形成按设计方向、深度、厚度和结构形式，与地基紧密结合，构成连续的防渗帷幕体。

施工工艺为：定孔设备调校钻孔贯入注浆管制浆、泵送喷射注浆。

1.施工准备：1）根据工程土质及地下水情况选择适当的高压喷灌浆工法，包括单管法、二管法及三管法.2）选择适当的高压喷灌形式及连接方式。高压喷灌形式主要包括旋喷、摆喷和定喷；连接方式主要包括旋喷套接、旋摆连接、摆喷折线连接和定喷折线连接.3）正式施工前做好高压喷灌浆试验，以确定高压喷灌浆的各项施工技术参数。

2. 高压定向喷射灌浆施工。

1）定孔、设备调校。钻机安置在设计孔位上，使钻杆头对准孔位中心。钻机就位后作水平校正，使钻杆轴线垂直对准钻孔中心位置，旋喷注浆管的允许倾斜度不得大于1%。

2）钻孔。先用钻机钻一个为旋喷管插入用的导孔，钻孔的位置与设计位置的偏差不得大于50mm，孔深须达到预定的深度。实际孔位、孔深和每个钻孔内的地下障碍物、洞穴、涌水、漏水及与岩土工程勘察报告不符等情况均应详细记录。

3）贯入注浆管。将旋喷注浆管插入地层预定的深度。插管与钻孔两道工序合二而一，钻孔完毕，插管作业即完成。

4）材料配置、制浆、泵送。注浆材料采用425#普通硅酸盐水泥与水搅拌作为基本浆液，水泥浆液的水灰比为1.25～l.5。水泥浆液符合设计要求后通过高压泥浆泵的压力进行注浆。旋喷用的水泥浆液在进入高压泥浆泵施喷前，进行严格过滤.防止水泥结块和杂物堵塞喷嘴和管路。

5）喷射注浆。当喷射注浆管贯入土中，喷嘴达到设计标高时，喷射注浆参数达到规定值后，即可喷射注浆。水泥浆通过高压泥浆泵形成高压水泥浆，以>20MPa的压力，通过喷射管由喷嘴向土中喷射，钻杆一边旋转，一边向上提升，喷射的水泥浆一边切削四周土体，一边与土体搅拌混合，形成圆柱状的水泥与土混合的加固体即旋喷桩。高压喷射注浆完毕，应迅速拔出喷射管，为防止浆液凝同收缩后产生的顶部空穴影响桩顶高程，在原孔位采用冒浆回灌。施工过程中应做好施工质量检查。

参考文献

【1】蒋秋.浅谈小型水库土坝渗漏问题及处理措施[J]；四川水利；2009年02期；