浅谈水库除险加固工程中防渗处理设计

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【摘 要】本文主要是针对水库除险加固工程的必要性以及常用的水库防渗处理设计方式对水库除险加固工程中防渗处理设计的应用进行分析和探讨。

【关键词】水库；除险加固；防渗；设计

【中图分类号】 P343.3【文献标识码】B【文章编号】1672-5158（2013）07-0304-01

1、水库除险加固工程的必要性

据调查显示，我国的各个大小型水库大坝已经修建的就有八万多座，因为这些水库大坝的建设时期以及建设年代都有所不同，所以无论是施工管理水平还是建设标准以及施工都不尽相同，特别是针对修建较早的水库来说，各个方面的质量都比较低，又由于材料老化和年久失修等等导致水库不同程度的出现渗漏、失修以及遭到破坏的情况[1]。真是因为这些想象的出现给水库的正常运行带来了巨大的苦难，与此同时也给当地的居民带来了很多危害。针对这一安全隐患，如果不能够及时的处理或者是处理不到位，将直接给社会和人民带来严重的不良后果，也会影响社会的稳定和快速发展，是存在在社会当中一个不安定的因素。

其次，我们从经济效益方面来讲，水库当中存在的种种病害也将直接给水库的发电和防洪以及一些其他的经济利益带来一定的影响，从而最终导致社会经济效益的无法实现。然而，在这种种水库病害当中，存在着最为严重的一种，那就是水库渗漏。所以，根据以上所述，加强水库的加固工作以及防渗工作问题是目前水库除险加固工程当中迫切需要解决的工作。

2、常用的水库防渗处理设计方式

一般来说，针对已经修建的水库所采取的防渗处理的基本原则主要是“上堵下排”的方式，也就是采用上下结合的方式来进行对水库的防渗处理。通常情况下，国内外在水库大坝的防渗处理工作当中通常用到的技术有：振动沉模防渗板墙技术、土工膜防渗技术、高压喷射灌浆防渗以及混凝土防渗墙技术、冲抓钻套井回填防渗墙技术等等。当然，在这些技术当中，不可能都是完美的，也存在一些缺点以及优点，下面对常用的水库防渗处理技术进行介绍。

2.1 液压抓斗（薄壁抓斗）开槽建墙法

液压抓斗（薄壁抓斗）开槽建墙法的基本原理是，经过利用改进以后的液压抓斗从而形成的薄壁槽孔，并且在一定的施工时期形成一定的槽孔，铺设或者是灌注防渗材料，形成的连续的刚性、柔性的防渗墙。一般情况下是先分序，施工成槽，然后再浇筑混凝土连成一体的形式[2]。液压抓斗（薄壁抓斗）开槽建墙法的施工程序为：设计施工平台分段抓取成槽混凝土浇筑。完成了这所有的是施工顺序以后，要对工程的整体质量进行控制。然而，为了能够保证墙体有效的搭接厚度，在施工当中采取的是“接头管”的方式来进行的槽段连接措施。每种防渗技术都有其优缺点，液压抓斗（薄壁抓斗）开槽建墙法的优缺点以及适用范围主要有：在抽槽以后混凝土防渗墙墙体连续，对防渗墙整体的性能较好，且造墙的深度最大可以达到40米以上。但是液压抓斗开槽建墙法的缺点是：成墙的速度较慢，功效也比较低，每天造墙75～250m，而且造价也比较高，墙体还有可能出现分叉的现象。然而，这种方法的适应面较广，可以适用于不同地层的条件，特别是针对孤石的地层中成槽。

2.2 坝体倒挂井防渗墙、基岩帷幕灌浆

下腹卵砾石层以及水库大坝的右坝端以及左坝端部分的坝体通常采用的是倒挂井防渗墙处理技术，坝基以及坝肩吉通常采用的是帷幕灌浆的处理方式。坝体倒挂井防渗墙+基岩帷幕灌浆的这种方式的优势是：不需要大型的、专业的施工力量和施工机械，倒挂井方式修筑混凝土防渗墙技术简单明了，施工方便，而且基础处理彻底，看得见、摸得着，不会留下后患，容易保证质量，且这种方式的造价很低，防渗效果也较好，在处理坝肩基岩和坝体接触带渗漏方面的效果很明显。不足是：施工的进度较慢，施工工作面较小，工期也较长。

2.3 振动沉模防渗板墙技术

首先，我们先从振动沉模防渗板墙技术的基本原理来说，它是在房屋工程基础的振动沉桩上面经过改进得到的。它经过利用施工机械设备强大的振动力把空心模板沉入到大坝的地层之中，然后再将空心模板当中注入防渗浆液，经过这个过程来达到想要的效果。振动沉模防渗板墙技术的优点是：施工工艺简单，在能够确保较低工程造价的时候能够对施工的效率有较高的保证。缺点是，振动沉模防渗板墙技术存在有一定的局限性，因为它需要把模板沉入到有渗漏的地层当中，所以当某一地区的土质较硬的时候很难采用。与此同时，在利用振动沉模防渗板墙技术进行施工的过程当中因为会产生较大的振动，会给大坝带来一定的二次伤害，特别是对本身老化的大坝来说更是不适合采用此技术。

2.4 复合土工膜防渗技术

（1）复合土工膜施工工艺流程：在铺设复合土工膜之前首先需要对水库大坝进行相应一定的处理，并且注入上游坝坡坡面修正以及坝坡上面的填筑等等。进行着的主要原因是为了能够保证土质的紧密度达到要求和坡面的平整度达到要求。

（2）复合土工膜施工的工艺原理

复合土工膜是一种经过土工合成以后的材料，它具有非常好的防渗效果。将复合土工模铺设在有漏洞的水库坡面上之后，再把坡面上铺设上砂来垫层以及砼，和坝体基构合成一个整体性存在的防渗体系。

（3）施工方法

①施工前的准备

在进行施工的时候首先要对复合土膜的材料质量进行检查，在能够确保各项指标都达到要求的情况下，在进行坝面的清理和平整工作，在对杂物进行处理的同时还要适当的对欠坡进行夯实和回填，并且提供一个较好的工作坡面。土工膜的场内拼接，一般是为了能够提高土工膜的铺设质量，而选择采用宽幅的膜，这样也能够减少现场的拼接量[3]。所以，在是施工之前现场的具体尺寸通常是采用合适的膜来进行铺设的。

②复合土膜的拼接

土工膜采用两布一膜的复合土工膜，一般的土工膜焊接有生产厂家的专业人员来指导。其次，在焊接的时候主要是采用热合土工膜的方式进行焊接的，土工布采用手提式的封包机来进行焊接。此外，在焊接之前要先用吹风机把膜上面的杂物泥土等吹掉，在焊接的过程中要在膜的下面垫上一块长木板，确保焊接的凭证运行。

③复合土工膜的铺设

这个部分的铺设主要包括两个部分，即：坡面铺设和脚铺设。通常采用的铺设方法为在保证沿坝坡方向进行水平滚铺的情况下，坡面铺设完成以后在顺坡面的轴线方向进行滚铺，这样才能够和坡脚的复合土工膜进行丁字形的连接。

④复合土工膜的锚固

这个环节主要是在坝顶防浪墙的地方采用嵌固螺栓，把复合土工膜直接锚固在螺栓上面。

⑤垫层以及砼护砌

在复合土工膜的上层均匀的铺设防冻层厚度为40厘米，在找平拍实之后再浇筑厚15厘米的砼，最后再进行热层压盖，防止土工膜老化。

2.5 旋喷灌浆防渗

旋喷灌浆防渗墙从施工方法方面主要分为两管法、单管法和三管法。从灌浆的方法上主要分为摆喷、定喷以及旋喷[4]。针对国内的一些施工单位能力，最为适用在粉质粘土、淤泥质土以及沙砾石层和砂土石层等一些比较松散填筑体或者是透水地基的地方。旋喷灌浆防渗技术的优点主要是造价较低、整个工程的进度较快，而不足有施工技术含量高、施工的工艺比一般技术复杂，尤其是在一些砂砾石地层当中成墙的质量更是难以得到保证。目前，在国内的一些过程当中这种技术已经在长江堤防、长江三峡以及小浪底当中得到应用。

3、总结

总而言之，在经水库的防渗处理设计工作的时候要具体针对水库的险情，如水库自身的具体特诊和渗漏严重的特征来选择较为合适的防渗处理方式，以能够达到有效的除险加固的目的。