小型水利枢纽工程与除险加固技术的应用

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摘要：参考案例，对各种堤坝以及它们的病因状况，对经常用到的一些处理办法进行总结，整合，并结合云贵地区的小型水利工程的状况，针对性的提出一些具有实用性的防渗漏方法。

关键词：水利工程 防渗加固 灌浆

我国分布着样式众多的小型水利枢纽工程，除了在防洪减灾方面发挥着它们的重要作用，在农业灌溉，居民生活用水以及工业用水方面也扮演着至关重要的角色。不过，这些小型水利工程大多属于一些特定历史年代的产物，而且，随着时间流逝，环境的改变，机械的老化，其中很多的工程都存在一些或大或小的问题。特别是在那段政治敏感时期，一些由民工参与建设的工程存在着许多重大技术问题。一直是业界的重点看护对象。这些工程上的问题大致有：①对抗洪能力的标准低，不规范，达不到业界的要求。②质量不够高，坝体多有渗漏，渗透破坏。③工程年老失修，老化严重。这些内在的病因不单单使水利工程不能正常的工作，降低了其效益，各可怕的是还严重危害了其下游地区的人民的生命及财产安全。因此，这些水利工程应尽快得到维护。这些有问题的水利工程的问题特征大多是渗漏，包括地基，坝基和坝体的渗漏。应根据不同的坝体特征采取不同的加固措施。最常用的方法就是防渗墙和灌浆了。

1 防渗墙的不同类型与制作工艺

这里选择一些墙体薄一些，渗透系数低，韧性强，抗磨损，而且经济效益高一些的防渗墙比较好。防渗墙的施工方法有多头深层搅拌水泥成墙工艺，薄型抓斗、锯槽法、射水法、链斗法、和倒挂法等多种造墙方法。

1.1 多头深层次搅拌成墙工艺

用一次能使多个钻头钻进的多头深层搅拌机把水泥浆喷入土中，同时将土体和水泥搅拌，最后使之凝固，制造出一组水泥土桩。桩与桩之间相互连接，形成防渗墙。目前的防渗墙深度最深大概22米水泥土渗透系数0.3MPa.。这种工艺的优点是施工难度低，无污染，而且经济效益高，在淤泥、砂土、粘土以及砂砾层普遍适用。我国许多工程中都采用了这种造墙工艺。在工程实践中证明了这种工艺防渗可靠，经济效益高，具有很好的发展前景。

1.2 薄型抓斗法

此种方法适用于粘土，砂土，以及砂砾，卵石的砂砾直径在一定范围内的土层。具体操作过程是选用宽度为0.3m的薄型抓斗挖土，开槽，泥浆护壁，浇筑塑性的混凝土来做成防渗墙。用此种工艺做成的防渗墙一般深度可以达到40m。

1.3 锯槽法

此种方法要求在先导孔中，锯槽机的刀杆以0.8～1.5m/h的速度往前移动开槽的同时按照一定的角度上下不停的做切割运动。被切割下来的砂土可以通过正循环或者是反循环系统排出槽外。同时用泥浆护壁，塑性的混凝土组成宽为0.2～0.3m的防渗墙。这里的锯槽机由动力系统、传动装置、行走底盘、刀杆及其支撑系统、加压排渣系统、起重及控制系统构成；传动的方式有机械与液压两种方式供选择。这种方式开槽的深度可以达到40m，宽度约为0.2～0.5m。锯槽法的优点是槽体连续，而且效率高，质量好，而且墙体也能达到一个令人满意的深度。适用于砂土、粘土、以及卵粒的粒径小于100mm的地层；还可以采用不同的泥浆形成不同指标的防渗墙。我国黑龙江省的蛤蟆通水库坝基加固工程就是采用的这种方法，而且效果非常良好。

1.4 射水法

用射水法制造防渗墙要用到的机械有造孔机、浇铸机和混凝土搅拌机。首先用造孔机喷射出高速水流，切割土层，同时用成型器来对孔壁进行切割休整，依然是采用泥浆护壁，正循环或者反循环系统排出土渣。做好槽孔之后灌注混凝土，形成防渗墙。这种方法的城墙深度可以达到30m，墙体厚度为0.22～0.45m。适用的土层为粘土，砂土以及粒径

1.5 链斗法

这种方法在链斗式开槽机的链斗取土的同时，在成墙的位置将排桩放下，开槽机开挖沟槽的同时泥浆护壁。混凝土的浇筑过程和锯槽法比较类似。这种方法的开槽厚度大约是16～50cm，深度是10～15m。适用于粘土，砂砾粒径小于槽壁厚，且含量不高的地层。

2. 灌浆的不同类型及工艺流程

用灌浆的方式解决坝体的渗漏问题主要有坝体劈裂灌浆、高压喷出灌浆、坝基砾石层防渗漏帷幕灌浆等方法。

2.1 劈裂灌浆

这种灌浆方式是利用坝体应力分布规律，调整合适的灌浆压力，在坝轴线的方向上将坝体劈裂，在此同时，将配置好的泥浆灌注其中，最后形成竖直的连续的防渗墙，从而加固了坝体，提高了坝体的防渗漏能力。同时泥浆，坝体之间的相互压力以及湿陷，使坝体的应力得到了重新分布，使坝体更加趋于稳固。一般情况下，在不确定有裂缝的区域都是采用针对性较强的局部灌浆法；而对一些施工质量差，甚至坝体上出现上下贯通的横缝的水利工程则应采用大规模的劈裂灌浆。我国云贵地区的一些水库在用劈裂灌浆方法处理防渗问题后，坝体的密度提高，同时防渗能力得到大幅加强，渗水量减少达70%，取得的效果很显著。

2.2 喷射灌浆

喷射灌浆是一种破的同时并重建的过程。在高压泥浆的喷射下，被喷地层原有的结构被破坏，同时泥浆和砂砾混合，形成新的防渗壁，从而起到防渗作用。这种方式的优点是性价比高，操作简单，原料充足，而且防渗效果比较好。不过有利也有弊，缺点就是在粒径大一些的颗粒后面经常出现漏喷现象，不过根据不同的情况，通过一些手段，这些缺点还是可以克服的。喷射灌浆的方式主要有螺旋喷射式，定向式以及摇摆式，供不同的地层结构，施工条件选用。在实例方面，我国的曲亭水库采用此方法加固后渗漏量减少了60%左右，效果还是很明显的。

2.3 坝基卵粒层防渗帷幕灌浆

这种方法采用的主料是粘土，同时加以一定量的的水泥，形成灌浆液。与在岩石之中灌浆相比，卵粒层的灌浆难度更大，操作起来更繁琐，形成自立的钻孔很难。所以采取的方式一般操作难度很高，为了保证防渗的质量，往往需要三排以上的灌浆孔。所以目前这种灌浆方式应用的较少，只是作为一些勘测的辅助手段在使用。不过在经过详细考察，针对一些特定的水利工程，这种方法还是比较有效的。

3 结论

综上所述，有很多种方法可以应用在小型的水利工程的加固作业上，可以根据不同的施工情况针对性的选择合适的方法。而喷射灌浆技术的操作简单，用料少，效果好，对环境的影响小，在小型水利工程的加固作业中显得更为实用。

参考文献：

[1]苗莉，程海洋. 水利工程防渗处理施工技术应用的探析[J]. 黑龙江科技信息. 2010（01）.

[2]敬海峰，王宝，韩雪东. 水利工程防渗处理施工技术应用的探析[J]. 黑龙江科技信息. 2010（09）.

[3]张振刚，沈光来. 水利工程防渗处理施工技术综述[J]. 科技致富向导. 2011（06）.