某橡胶坝基础渗漏的分析与对策

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摘 要 本文介绍了某橡胶坝下游基础出现漏水涌砂的现象，对该橡胶坝地基出现此问题进行了分析和查找。在砂砾石层中由于缺乏中间粒径措意更容易发生渗流。管涌随时间连续发展，最终引起土体破坏成严重的接触冲刷。在多层地质结构的土体，各层的渗透系数差距很大，垂直层面中渗透系数小的土层中的细粒通过渗流带到渗透系数大的图层中。

根据该地基的特点，选择了科学合理的施工处理措施--高压喷射灌浆技术。对施工选用的参数做了分析。对处理后的效果进行了检查和实际运行。结论得出高压喷射灌浆技术是处理该水工建筑物复杂地基渗漏比较理想的工艺方法。同类工程可以借鉴应用。

关键词 橡胶坝；基础渗漏；管涌；高压喷射灌浆；防渗墙

中图分类号TV6 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）116-0084-02

1 工程概况

1.1 橡胶坝防渗前的现状

橡胶坝作为一种新型的水利挡水设施，其结构简单、造价低、 工期短、抗震性能强、自重轻以及汛期不阻水等优点， 已被广泛应用于灌溉、发电、防洪上。该橡胶坝长200m，坝高4m坐落在河道上，主要作用是城市景观和供水。2010年5月某橡胶坝建成，蓄水运行时出现橡胶坝坝基漏水管涌，坝后大量涌砂致使橡胶坝底板不均匀下沉，不能正常蓄水。

1.2 坝基地基情况

河道原始地层为粉细沙，层厚10m，以下为粘性土。橡胶坝开始修建时，为了橡胶坝底板的稳定，挖深5m回填块石，块石粒径20cm～80cm不等。然后在上面做橡胶坝钢筋混凝土底板。

1.3 坝基渗透破坏分析

水工建筑物的地基渗透变形情况往往是发生在砂砾石层与胶结不良的断层的破碎带中。实践研究表明，地基渗透变形会使岩土体的间隙变大，使承重能力降低，严重的还可能会出现管道空洞，导致地基失稳。对于结构有多层地质的土体，每一层的渗透系数不同，垂直层面渗流将土层渗透系数小的细粒带到土层渗透系数大的中。

在砂砾石层中，渗流将土体中细颗粒带走，尤其是在砂砾石层中由于缺乏中间粒径措意更容易发生渗流。在有些破碎带位置由于没有进行胶结也出现了管涌。管涌随时间连续发展，最终引起土体破坏成为严重的接触冲刷。该橡胶坝属于地层属于砂砾石，很大程度上通过砂砾石的级配特征对水工建筑物的渗透变形的形式进行判断。土体本身的抗渗强度，是决定堤、坝土体地基在渗透作用下能够产生渗透破坏，具体判断标准是临界比降。当土体的临界比降小于地基的渗流比降时，则会出现渗透破坏。由于坝下各部位的水流方向以及渗透比降的不同，因此位置的不同对坝基的稳定程度要求也不相同，在下游坝坡最容易产生渗透破坏的原因是动水压力是由下往上的方向。

2 高喷截渗墙施工参数

综合比较对该地层的防渗对策是在橡胶坝底板前沿设置为高压喷射灌浆截渗墙轴线。孔深11.0m，插入相对不透水层1.0m；孔间距0.8m，采用自钻自灌一体小型高喷机。在形成防渗板墙的同时，回返的浆液对冲刷空洞和冲刷通道及时充填，对橡胶坝底板以下地基既能防渗又可以起到充填加固。

2.1 设备及工艺流程

2.1.1 主要设备

1）供水系统，采用二管方法进行施工，使用一台高压浆泵，用以提供高达32MPa～35MPa的高压浆液；

2）供气系统，选用3m3/min空压机一台。气压0.80 MPa ～1.00MPa；

3）供浆系统，采用XPB90高压制浆泵、输浆管和喷射装置，在一定压力下将浆液送至孔底；

4）喷射系统，将浆、气通过二管是喷直射装置中二条钢管喷送到喷头；

5）旋转和提升系统，由孔口转盘及高喷台车和卷扬机组成；

6）造孔装置，采用自钻自灌式钻机，边喷浆边钻进。

2.1.2 施工作业工艺流程

定孔自钻式钻机喷浆（浆、气）旋喷提升成桩移位。

2.2 主要技术要求

1）高压浆：压力32-35MPa，流量90L/min；

2）高压气：压力0.80-1.00MPa，流量1.33m3/min；

3）水泥浆采用32.5级硅酸盐水泥，水灰比1：1，粘土掺量体积比10%，比重大于1.50g/cm3；

4）喷射转速：6r/min；

5）提升速度：6cm/min；

6）喷头：喷头浆嘴夹角180；

7）高压旋喷灌浆按孔位依次进行，不分序，喷射完毕进行静压灌浆封孔，直至孔口液面不再析水下沉为止。

3 质量控制与取样检查

3.1 质量控制

质量方面要严格的把关，在施工的过程里可以采取以下几个监控措施：第一，造孔的垂直度要绝对标准，滑轮、立轴和孔口三点要在一条直线上，钻机台面水平，钻孔的垂直度必须在百分之一以内。保证高喷凝结体的有效连接；第二，要保证高喷防渗墙的质量保证，就要做到准确的控制高喷参数。所以，要分级多人校对和抽查高喷压力、提升速度、浆液比重和浆液的配比。以保证准确的实施各项高喷参数；第三，是否可以达到防渗效果，控制好喷射高程是其重要的手段之一，尤其要严格的控制和注意喷射底高程。本次高喷板墙的喷射高程是由钻孔资料来确定的并经施工班、组两级控制实施；第四，喷射后浆液回灌的优劣，可根据高喷板墙的质量来评定。

3.2 取样检查

经过建设、设计、监理等单位根据工程的具体情况决定，本工程的质量验收通过现成开挖方法检查。

1）采用高压喷射灌技术建设粉砂、砾地层是可行的。为了能够提高防渗性能增强坝体的坚固程度降低高喷墙体的渗透系数，因此选用粘土水泥混合浆液作为防渗灌浆材料。

2）通过采用高压喷射浆技术在砂砾坝中行程的墙体，不论是单孔喷射的长度、宽度以及孔与孔之间的紧密连接和凝结体的强度防渗性能，都符合设计要求。

4 结论

某橡胶坝坝基渗漏并发生沉降变形，用自钻式二管高压喷射灌浆技术进行橡胶坝底板防渗加固处理，这一方案措施的选择经过取样检查和两年来的实际蓄水运行，表明此方法是科学可行的，也是符合本地层特性的方法。该橡胶坝下游坝坡明流消失，运行良好。说明坝底板以下的回填块石与砂层接触冲刷产生的漏水通道已充填密实，形成的高压喷射防渗墙性能可靠。

通过对某橡胶坝的坝基渗漏的处理，高压喷射灌浆技术在类似工程中应用效果良好。可以借鉴推广。

参考文献

[1]孙俊华，赵兴品.高压喷射灌浆技术在尚庄炉水库西放水洞防渗加固中的应用.山东水利，2004（9）.