黄敏
桂林市水利电力勘测设计研究院 广西桂林 541001
[摘要]水库在运行较长时间后，往往会出现不同程度的病害，可借助振动沉模及高喷灌浆防渗技术，在坝基和坝体下部使用高喷灌浆，在坝体上部使用振动沉模的方法，开展防渗施工。本方法经实践可见，采用组合防渗技术后，能够显著提升施工效率，取得满意的施工效果，并且具有资金投入较低的特点。开展钻芯取样室内测试，验证了防渗板墙特性参数的可靠性。在组合防渗技术的作用下，土石坝除险加固工程取得了预期的效果。
[关键词]组合防渗技术；土石坝；除险加固工程
一、土石坝组合防渗技术
土石坝防渗墙施工是水利工程建设中的重点工程项目之一，防渗墙主要修建于土石坝及透水层中，具有极为可靠的防渗漏作用。由于防渗墙施工技术简单、工程造价低廉，在水利工程中的应用非常广泛。为取得最佳施工效果，可采取振动沉模与高压灌浆相结合的方式，打造出具备极强性能的防渗组合，借助各类防渗技术，可针对土石坝裂缝等病害进行综合治理，在当前的水利工程中有着极为广阔的应用空间。
（一）振动沉模防渗墙技术
在采取振动沉模防渗墙技术时，可采用具备较强功率及频率的振动锤，将两块空腹模板放置于既定的地层之中，然后使用高压灌浆泵，与模板底部将防渗浆液灌注进空腹模板内，要在注浆的同时进行拔槽，经多次重复即会形成密实度较高的防渗帷幕。注浆时需保持振动，待浆液凝固后即完成防渗墙体施工。采用振动成膜技术后，可使构建槽体及灌浆操作一次完成，节省了施工时间，避免了因施工工序繁多产生的失误，防渗墙的性能优良，能够适应工程建设需要。以下从具体施工中分析此项技术的具体应用。
振动沉膜技术主要采用了水泥及黏土配制防渗浆液，可将防渗墙板置于坝体上部20m处，同时将其左右部分嵌入山体中10m。防渗浆液配比要按照水泥、黏土、水1:0.3:1的比例进行调配，保持浆液比重≥1.6。高频液压振动锤的锤击力需为570KN，频率为1050次/min。在放样测量时，要将误差控制在2cm以内，开辟6m宽度的作业平台，在防渗墙轴线处设计一条宽度40cm、深度60cm的浆液导向槽，浆液泵的灌浆量需为30m3/h，模板浆液在灌满后，其振动提升速率应为2~3m/min。灌浆过程中，应合理安排各次灌浆的间隔时间及模板倾斜度，一旦出现冒浆等情况要及时补救，使防渗板始终保持良好使用状态。
（二）高喷灌浆防渗墙技术
高喷灌浆防渗墙技术使用钻孔，能够使安装了特质喷嘴的喷射管进入到较深的地下空间，在灌浆泵的作用下，将气体及浆液相混合的物质喷射到土体之上，形成切割效果。受到众多外力的共同影响，土体与浆液会依据特定比例进行充分混合，再经过挤压及移动等，自身能够再次进行排列组合，在静止一段时间后，即可形成具备较强防渗性能的板状及柱状结构。以下从具体施工中分析此项技术的具体应用。
高喷灌浆防渗墙技术主要应用于坝基到相对不透水层3m以上及坝体12.5m的 区域内，各钻孔之间应保持1m左右间距，孔径≥90mm；水泥浆比重维持在1.5左右，泥浆压力≥35Mpa，泥浆量70~100L/min；压缩空气压力≥0.7Mpa，流量1.0m3/min；喷浆管提升速率10cm/min；喷浆管旋转速度10r/min,z保持摆角360°；灌浆深度要处于岩基深度3m以下，直至相对不透水层。施工过程中需实时监督施工质量，还要依据实际施工进展对上述参数进行调整。
二、土石坝病害情况及除险加固措施
（一）工程概况
某水库具备水利灌溉、防洪、发电等功能，其库容总量为1897.50万m3，常规库容量为1530万m3，此水利工程修建于上世纪七十年代，土坝采用了沙壤土质，坝基部分高约39.0m，坝顶高程约67.7m，安全储水位为68.50m，设计洪水位为69.0m，坝顶位置宽约5.5m。
（二）土石坝病害情况
本工程建成投入使用后，因建造时采用了较低的设计标准，加之未能严格管控施工质量，致使病害情况较为突出，土石坝出现了较多的渗漏问题。待水库正式蓄水后，使得周边地下水位上升明显，农田产生了严重的盐碱化趋势。为解决此问题，水利部门联合多名技术人员，针对土石坝现状进行了全面检查，最终确定土石坝属于三类坝。通过开展勘测及样品试验，明确了坝基以下属于粉质砂岩体，具有较强的渗透能力。另外由于土石坝各位置之间的密实度差别明显，加之填筑质量不达标，致使土石坝产生了较多的裂缝。经计算得知，土石坝的透水性能为中等水平。土石坝坝基未能完全得到清理，并且在大坝中存在较多白蚁，坝背坡处各类植物生长杂乱，使得坝背坡产生了较为严重的渗漏情况。因长时间未能得到有效治理，此土石坝的渗漏状况正在逐渐加重，现已影响到土石坝的安全，应及时采取治理措施予以优化，防止水库出现各类问题。
（三）土石坝除险加固措施
坝基以下粉质砂岩体厚度约为2m，存在较多断层，使得岩体呈现出破碎状态。因土石坝岩体风化现象较为严重、土石坝体填筑密度不均匀、土石坝存在较多渗漏问题，在充分探讨的基础上，最终决定对土石坝开展防渗加固施工。因本土石坝坝体高度、防渗墙厚度、填筑量等数据均较低，从全局角度出发，保障除险加固工程投资的合理性及工程建设的高标准，将高喷灌浆与振动沉模结合施工法作为此次施工的首选技术手段。可在坝基2m以下部位、9m以上部位使用高喷灌浆施工方法，防渗墙至坝顶20m内采取振动沉模施工方法，防渗墙及振动沉模板交界部位使用高喷施工方法，借助于高喷灌浆施工工艺及振动沉模施工工艺，建设起高质量的防渗结构。
三、土石坝组合防渗技术使用效果分析
（一）坝基及坝体下部高喷灌浆防渗效果
在防渗墙施工中，土石坝下方及坝基处使用了高喷灌浆技术，本次工程共计钻孔632个，钻孔总长度达到了9387m。在验证防渗效果时，可使用注水试验方法及室内抗压检测技术。仅试验后可见，在采取高喷灌浆防渗技术后，防渗墙的最大渗透系数为6.9x10-7，抗压强度最低值为4.12MPa，经与技术标准对比可见，防渗效果得到了有效保障。
（二）坝体上部振动沉模防渗效果
在完成坝体下部防渗墙施工后，即可开展坝体上部振动沉模防渗施工。本工程工期共计28天，建造板墙约为5600m2，平均每日约完成200m2，体现出了振动沉模防渗施工的优势，能够在短时间内获得可观的投资回报。通过检测坝体关键部位及防渗板，能够看出其综合性能极为优良，防渗板的最低抗压强度约为5.79MPa，最大注水渗透系数约为0.81x10-6，完全符合相关设计标准。
四、结语
土石坝防渗墙施工中主要采用了高喷灌浆法和振动沉模法相结合的方式，能够显著提升土石坝坝基、坝体的防渗性能，达到了较为满意的加固效果。在两种技术的配合使用下，土石坝质量得到了明显改善，并且无需投入较多资金即可施工。施工时依据坝基及坝体的区别，分别采取了高喷灌浆及振动沉模的方式，通过开展严格检验后可见，防渗墙体完整，抗压及渗透系数均符合相关质量标准。在投入使用后，其渗漏处已消失不见，有效解决了土石坝的渗漏问题。
[参考文献]
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