小(二)型病险水库整治利用粘土充填灌浆的探索

【摘要】我县的水库大都始建于五十至七十年代，由于受当时的特定历史条件、建筑材料、技术力量的限制加是因维修经费严重不足，因此存在放水设施、分水闸门、泄洪闸门、大坝坝体、溢洪道等工程漏水严重以及设施陈旧老化、启闭失灵等情况。渠系配套差，输水功能衰退，垮塌、淤积、渗漏严重。经过多年的运行后，暴露出一些工程质量问题。从病险现状分析，工程都是由于当时群众投劳突击修建，坝体防渗体土质不符合要求，或碾压不实导致坝体产生不同程度的渗漏。因此为寻求施工简易，经济有效的治理措施，经过我县水利工作者几年艰苦努力，在实施灌浆堵渗工作的基础上，大胆探索粘土充填灌浆的方法，在我县的小（二）型水库除险加固整治过程取得了一定的成效。

【关键词】粘土充填；效果；参数；分析

1 粘土充填灌浆的效果

据统计、三年来我县已完成病、险水库整治重点小（二）型水库13座，其中粘土充填灌浆10座，另外3座为条石拱坝，这些工程经汛期蓄水后检验，其中达到设计预期效果的有10座，占整个工程的100%，取得较满意的效果。下面介绍其中3座水库的处理情况。

1.1八一水库

八一水库最大坝高18.3m，坝底高程446.04m，坝顶高程464.34m，水库总库容55.50万m3，兴利库容52.00万m3。大坝为均质土坝，蓄水后产生渗漏。曾在前坝坡加铺浆砌块石斜墙，防渗效果不明显，经过调查：水库大坝填筑前，清基不彻底。在坝体土与下伏基岩接触面是库水渗漏的主要通道。此外坝体内也存在碎石填筑体，坝体也存在渗漏问题。发现较为明显的渗漏有两片，均位于后坝坡中部，一处位于高程455.0～457.0之间， 渗漏面积约为17.0m2，渗漏量随库水位升高而加大（无实测值）；另一处位于高程456.0～457.6之间，渗漏面积约为15.0m2，据调查两处流量合计20-30L/min，且渗漏量随库水位升高而加大。帷幕灌浆设一排，孔距2.0m，可根据灌浆试验可调整。工程完式后蓄水检验，当设计洪水位462.09m时，在后坡没有查看到渗漏点和后坝坡坡面湿润现象。

1.2中岭水库

中岭水库最大坝高 17.5m，水库总库容54.20万m3，兴利库容49.00万m3。大坝渗漏严重，经过调查：水库大坝填筑前，清基不彻底。在坝体土与下伏基岩接触面是库水渗漏的主要通道。此外坝体内也存在碎石填筑体，发现较为明显的渗漏点有两处，一处位于后坝坡与右坝肩结合部，渗漏量随库水位升高而加大（无实测值，高程为501.76m）；坝体也存在渗漏问题。在大坝下游坝坡坡脚有集中渗漏点，出露高程494.48m，流量约20～30L/min，致使水库不能蓄水。结合本坝渗漏情况及其土工试验报告，对大坝进行帷幕灌浆处理。帷幕灌浆沿大坝轴线布置一排，孔距2m，总进尺796m。坝体钻孔最大22.2m单孔粘土最大用量为2097kg，最小44kg，实灌粘土量 14745kg，经大坝采取帷幕灌浆和坝体粘土充填灌浆整治灌浆处理后，经三年汛期蓄水检验，水库水位多次接近和超过溢洪道水位，特别是2014年7月16日我县普降连续暴雨时，没有发现后坝坡渗漏现象，未见异常。

1.3寨学水库

寨学水库大坝为粘土心墙坝。寨学水库坝顶高程480.0m，总库容29.66万m3，正常库容22.7万m3，死库容2.7万m3。最大坝高22.5m，坝顶轴线长83.5m，坝顶宽4.2m，最大坝底宽73.4m，上游坝坡1：1.4，下游坝坡1：1.8、1：1.8。经过调查：水库大坝填筑前，清基不彻底。在坝体土与下伏基岩接触面是库水渗漏的主要通道。有明显渗漏水从坝基流向下游。据管理人员介绍，渗漏量随库水位升高而渐增。帷幕灌浆1排，孔距2.0m，沿土工膜与岸坡结合处布置，灌浆深入到弱风化岩石层，深度以q=10Lu作为灌浆控制底界，灌浆孔共58个，钻孔总进尺1080m。经汛期蓄水检验，水库水位多次接近和超过溢洪道水位，特别是2014年7月16日我县普降连续暴雨时，没有发现后坝坡渗漏现象消失，漏水点已被封堵。

通过三年来的实践探索，粘土充填法对坝体及相关建筑物的渗漏处理是有效的，而且效果也较为明显。

2 拟定灌浆参数

要使粘土充填灌浆法能在建筑物的渗漏中运用自如，发挥更大的效果，还必 须掌握主要技术措施。

2.1布孔

灌浆孔的布置是实施充填灌浆的关键，布孔不当达不到预期效果，或大大增 加无效工作量，因此必须针对土坝渗漏原因和现状周密拟定灌浆孔数量和位置。

1）坝体局部碾压不实，或土料含风化石较多形成通道，致使在后坡呈分散渗漏点，或坝坡局部湿润。对此类型的灌浆孔布置，应根据渗漏资料，以低于临界渗漏位为起点，在前坡沿坝轴线平行方向分排布孔一直至坝顶。

2）坝体裂缝产生渗漏的布孔。应沿裂缝布置第一序排孔，孔深应达到缝深下1m～2m，先把裂缝空隙填满，然后在裂缝两侧二序孔，使两侧二序孔对裂缝浆脉起压密作用。

3） 坝体集中渗漏淘空形成的坝坡塌坑漏斗的布孔。 应先在塌坑坝坡面进行回填，然后在陷坑围内环形布孔，孔距0.5m～1m，孔深应超越塌坑深度。若所形成陷坑在后坡，则在前坡应根据可能产生塌陷的渗漏通道影响范围，布置回填灌浆孔，孔距1m～2m，排距2m，呈梅花形，把进水通道封堵，取得了良好效果。

2.2灌浆压力

充填灌浆主要是充填孔洞或裂缝，并对土体起轻微压密作用。因此一般要求 压力以孔边不冒浆为宜，控制在0.5L/cm2～1L/cm2。当发现边孔或坝坡冒浆立即停浆。按序次灌完后应在原孔复灌 2 次～3 次，即少灌多复。在操作双缸手摇泵时，应特别注意摇浆速度不能太快，且要求均匀以免超压。

2.3制浆土料

土料的差异直接影响灌浆效果。在制浆过程中，应选土料的含粘粒25%～45%，粉粒45%～65%，细沙10%的重壤土和粉质粘土为宜。土料含粘粒过大则析水性差，固结后收缩性较大易产生裂缝。

2.4浆液浓度

浆液浓度使用原则是先稀后浓。目的是把细小及距离较远的裂缝空隙先行封填，然后再加大浓度，使之充填较大空隙裂缝。使用浓稀浆比例，应根据具体情 况而定，一般在库水位以上坝体比较干燥，应多灌稀浆，使坝体湿陷，加速坝体自身压密。在库水位以下坝体自身比较湿润，则开始只灌少量稀浆，以灌浓浆为 主。

3 粘土充填灌浆的经济分析

实施灌浆的设备比较简单，施工企业可根据的施工需要而确定，可选用重庆矿山机械厂生产的GX―ITD型钻机及相关设备，与帷幕灌浆并用，由此可见采用粘土充填灌浆经济效果是显著的。

4 结束语

鉴于粘土充填灌浆，造孔浅（一般仅大坝坝体），仅对浅孔范围内的孔隙或裂缝起充填堵塞作用，而不能在坝体内形成连续浆脉的防渗帷幕，因此对处理坝体的渗漏是具有一定局限性，对坝基渗漏，粘土心墙接触渗漏，或绕坝渗漏就不宜采用粘土填灌处理。在拟定处理土坝渗漏方案时，必须认真分析渗漏原因，采取相应的有效措施。粘土充填灌浆具有设备简单，投资省，工期短，收效快，易于掌握灌浆技术等特点。对我县病险水库的情况和三年来工程的实践探索，本人认为对于处理小（二）型水库坝体渗漏，河堤、渠道的防渗，坝体的塌坑和裂缝均有较好的效果。

参考文献：

[1]水利部规划计划司.2007年全国水利发展统计公报[R].

[2]建筑施工项目管理[M].北京：中国环境科学出版社，2003（2）.

[3]张风鹏.谈施工项目的成本控制[J].山西建筑，2004（2）.

[4]张兴恩.粘土充填灌浆在堤防防渗中应用.《江苏水利》2008（7）