２Ｑ Ｑ：Ｑ ｉ工！ 工程技术 Ｃｈｉｎａ Ｎｅｗ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ａｎｄ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ 水利工程中坝体防渗技术处理 姜春艳 （黑龙江省隆业水利水电工程建设有限公司，黑龙江哈尔滨１５０００１） 摘要：水利工程项目中由于各种原因产生的渗漏和裂缝是土石坝常见的隐患，是引起土石坝破坏的主要原因之一。由于坝 壳堆石体通常具有比心墙防渗体更高的变形模量，如两者变形不协调，可能导致严重拱作用的出现，使心墙在蓄水运行时发 生水力劈裂，产生贯穿防渗体的裂缝，危及大坝的安全，这种危险性随着坝高的增加也更加突出。本文以某水库出现坝体渗 漏为研究对象，分析并比较坝体防渗技术，最终确定适合该水库防渗施工的方案。 关键词：水库；渗漏；高压喷射灌浆 中图分类号：ＴＶ 文献标识码：Ａ １某水库坝体状况简述 技术，目前国内采用较多且技术比较成熟的 能力和改善土坝应力状况的一种加固坝体 某水库工程由于建设周期长，施工管理 主要有：机械造槽法混凝土防渗墙技术、高 的技术措施。其技术要点为： 问题多，施工质量不高，未达到设计要求。工 压喷射灌浆防渗技术和劈裂帷幕灌浆技术。 ３．３．１运用坝体应力分布规律，用一定的 程建成后，一直带病运行，特别是主坝坝体、 但劈裂帷幕灌浆技术适用于坝高较低，土坝 灌浆压力，将坝体沿轴线方向劈裂，同时，灌 右坝肩、溢洪道基础等部位均存在比较严重 坝体疏松或存在裂缝、涸湿、漏水及渗透变 注合适的泥浆，形成垂直的防渗泥墙，并堵 的渗漏，不仅危及工程安全，也水位的 形等问题，由于本坝坝高较高，劈裂灌浆处 塞漏洞、裂缝或切断软弱层，以提高坝体的 抬高，使大坝不能正常蓄水，灌溉面积一直 理不适合。 防渗能力。劈裂灌浆的布孔，应按槽段等不 受到，发挥不了应有的效益。根据建设、 ３．１混凝土防渗墙技术和高压喷射灌浆 同部位分别布孔设计。在河槽段，一般沿坝 运行情况和实地查勘，该水库工程目前存在 防渗技术可在坝体内形成一道渗透系数可 轴线单排布孔，如果坝体普遍碾压质量不好 的问题主要有：粘土斜墙由于不均匀沉降出 达１ｏ— １０－７ｃｍ／ｓ的防渗体，本工程主要对 时，可双排或３排布孔。在岸坡段和弯曲段， 现过开裂，坝体渗漏；主坝基础漏水；大坝右 此两种方案进行比较两方案均具可操作性， 应适当缩小孔距，并应进行布孔设计，确定 坝肩绕坝渗漏严重；溢洪道底板和尾端水毁 施工技术均较为成熟、安全、可靠，工程经验 灌浆方法。 严重，排水失效。以上险隋中，渗漏为重中之 较丰富。从投资方面看，方两方案投资相差 ３．３．２造孑Ｌ深度应较隐患部位增加２—３ 重，特别是主坝坝体、坝基、坝肩均有渗漏， 较小。但就本工程而言，根据大坝钻孑Ｌ资料， 米，泥墙的设计厚度一般可采用５～２０厘米， 水库枢纽加固除险的核心是防渗和抗渗。 １７５—１８５ｍ高程区段粗粒径含量明显大于 应根据土坝土质、坝高情况等合理确定。泥 ２坝体防渗技术方案确立 上、下相临区段，坝体中粒径８－２０ｃｍ含量为 墙的设计容量，可根据不同的土坝，不同的 ２．１通过室内外土工试验，系统研究压 １０－３０％。采用高喷技术施工要求较高，施工 灌浆方法和浆液中粘粒含量多少提出要求， 实粘土的抗拉特性。 质量较难控制，防渗效果较难达到预期效 灌浆一年后应为１ —１．６啦方米。为加速 ２．２结合有限元计算分析，研究不同细 果。参考目前国内外土坝防渗处理经验，采 浆液凝固和提高后期强度，可掺入适量水 粒含量心墙土料可能的破坏型式，发生破坏 用混凝土防渗墙防渗的土坝，多数工程运行 泥，水泥掺量可为１５％左右，必要时通过试 的条件及其影响因素等，对防渗土料发生水 效果较为理想。因此，坝体采用混凝土防渗 验确定。 力劈裂或渗透破坏的内在机制进行研究和 墙防渗，对于坝基采用帷幕灌浆相结合的方 ３．３．３灌浆允许压力应经计算和现场试 分析。 案。 验确定。灌浆应采用孔底注浆全孔灌注和分 ２３采用大型土工离心机模型试验等物 ３．２复合土工膜设计。复合土工膜的铺 序灌注。该技术适用于坝高５Ｏ米以内的均 理模拟手段，模拟高土石坝的施工和蓄水条 设范围是主坝死水位以上的全部上游面及 质坝和宽 墙坝。对于坝高５０米以上的均 件，研究心墙水力劈裂及坝体裂缝产生、发 周边３ｍ范围内。具体为主坝轴线１８０ｍ外 质坝和宽心墙坝以及窄心墙坝要经过充分 展的机理，探索高土石坝抗裂防渗的工程措 的左右各３ｍ，共１８６ｍ；起始高程２７０．００ｍ， 论证后确定。 施。 顶部达到坝顶３ １０．００ｍ高程。 结语 ２．４对心墙堆石坝的计算分析方法和程 某水库校核洪水位３０８．７０ｍ，铺膜最低 水库根据水库实际工程地质条件，通过 序进行完善，发展三维有限元仿真算法，提 水位２７０．００ｍ，土工膜工作水头较高，达 方案比较，坝体采取塑性砼防渗墙防渗处理 高心墙水力劈裂可能性和裂缝发生预测分 ３８３０ｍ。根据规范ＳＬ２１Ｏ＿９８要求，本工程选 措施，取得较好的防渗效果，可为其他工程 析的可靠性。 用ＰＥ材料的二布一膜型复合土工膜。参照 建设提供经验和设计参考。在该水库防渗加 ２５在以上研究分析的基础上，配合现 类似工程，依据厂家试验资料和数据选用对 固任务中，除了引用复合土工膜设计和混凝 场勘探资料和观测结果，提供系统的加固处 应厚度的材料。设计选用的复合土工膜杼陛 土防渗墙技术和高压喷射灌浆防渗技术外， 理设计方案，并指导实施。 为：ＰＥ膜厚度为０５ｍｍ（可大于０．５ｒａｍ），总 在细节上通过引进水泥土搅拌桩防渗墙技 ３坝体防渗设计实施 厚度不小于１．５ｒａｍ。参数为：４５０ｇ／Ｏ＿ＳＰＥ／ 术工艺和设备，用水泥浆做固化剂，用ＶＣ折 随着坝工建设的发展，新的土石坝防渗 ４５０ｇ。复合土工膜的渗透系数至少为ｌｘｌＯ－ 行截渗桩机将水泥浆喷人土层，使水泥、土 加固技术不断出现。坝体防渗处理技术主要 ￣ＬｌｘｌＯ％ｍ／ｓ。完全满足要求。根据规范要求， 体和水硬结成为具有良好的整体性、稳定 包括：机械造槽法混凝土防渗墙技术、高压 进行抗滑计算。 性、不透水性，并具有一定强度的水泥土防 喷射灌浆防渗技术、劈裂帷幕灌浆技术、振 复合土工膜与坝坡整平层的抗滑稳定 渗墙，从而起到土基库坝体的防渗作用，采 动沉模防渗板墙技术、土工膜防渗技术、套 经计算，施工期抗滑系数：Ｋ＝１．６＞１．４，水位降 用３—５组的水泥土搅拌桩机实施防渗墙技 孔冲抓法防渗墙技术和倒挂井法防渗墙技 落期Ｋ＝１．２６＞１，均满足要求。蓄水后水压力 术较为适合该水库的防渗处理。 术等等。而振动沉模防渗板墙技术造墙深度 通过土工膜对下垫层产生很大压力，抗滑安 参考文献 目前只能达到２０ｍ左右；土工膜防渗技术采 全系数必定很大，能够满足要求，不做计算。 ［１】杨志波，姜彩霞，孟佳宁．截渗墙在干渠 用的土工膜容易破裂、脆裂和老化，可靠程 复合土工膜与保护层的抗滑稳定保护层的 堤段除险加固中的作用［Ｊ】．水利科技与经 度较低；套孔冲抓法防渗墙技术主要适用水 底层为沙壤土，根据相关资料，采用无纺布 济，２００７（０４）． 上施工，对水下或浸润线以下施工比较困 与碎石土的摩擦系数：干一摩擦角３０．４￣，湿一 ［２］李国齐，赵厥瑞．劈裂灌浆法在处理土坝 难，对填筑比较松散的坝体容易塌孔，下孔 ２８ 。施工期：Ｋ＝２．０４；蓄水期：Ｋ＝２．４５；水位 裂缝中的应用［Ｊ】．安徽水利水电职业技术 检查安全性差；倒挂井法安全性差，工期长， ｇｎｇ－￣：Ｋ＝１．８＞１．４，满足要求。 学院学报，２００３（ｏ３）． 且需库水位降低。因此，对于土坝防渗处理 ３３土坝劈裂灌浆技术是提高坝体防渗 中国新技术新产品 一６７—
