论文部分内容阅读
摘要：大坝是水利工程中最为常见的水工建筑，也是水库最为主要的建筑物，水库大坝的防渗加固是其安全管理工作的重点，它不仅关系到水库的安全稳定运行，也关系到人民群众的生命财产安全。因此，相关部门应当加强对水库大坝的安全监控，并及时对发现的安全隐患进行防渗加固处理。本文探讨了水库大坝常见的防渗加固施工技术。
关键词：水库大坝；防渗加固；施工技术
1 水库大坝破坏的原因及防渗加固施工的重要性
1.1水库大坝破坏的原因分析
水库大坝遭到破坏的表现形式主要有流土、接触流土、接触冲刷和管涌四种，但不管是哪种形式的破坏，究其原因无非就是两个：一个原因是渗透破坏，就是水库大坝的坝基在渗透水的作用下，坝基土层颗粒的结构、成分等发生了改变或位移，从而形成渗透通道，水库大坝的渗透破坏对大坝的稳定性造成了非常严重的影响，当渗透破坏达到一定程度时，甚至会导致坝基、坝体的变形；另一个原因是变形破坏，就是水库大坝的抗剪强度由于渗透水的作用而降低，致使大坝出现局部的位置下滑、不均匀的变形和裂缝，从而使大坝因变形而遭到破坏。
在水库大坝中，一般情况下渗透破坏与变形破坏对土石坝的影响比较大，据统计，遭到破坏的土石坝中，大概有四至六成的原因都是渗透变形。此外，渗透变形还会对水库大坝造成其他的破坏，如大坝边坡或地表的滑塌、塌陷，坝基排水、减压设施的堵塞等。
1.2水库大坝防渗加固施工的重要性
首先，通过对水库大坝的防渗加固施工，使水库大坝在防洪体系中的作用得到加强，提高了防洪能力，保障了防洪的安全。通过对大坝的防渗加固施工，水库一方面消除了自身存在的安全隐患，另一方面也对江河的防洪体系起到了补充加强的作用，使防洪体系的综合防洪能力得到了提高[1]。
其次，通过对水库大坝的防渗加固施工，能够提高对水资源的综合调控能力，保障供水安全。水库通过对大坝的防渗加固施工，就能够恢复其应有的功能，使水库的功能得到全面的发挥，为居民用水、工业用水、农业灌溉用水等提供了更加强有力的保障。
再次，通过对水库大坝的防渗加固施工，对周围环境也起到了应有的美化与保护作用。水库大坝经过防渗加固后，能够对周围水土的流失起到保护作用，同时，也使环境变得更加优美，成为当地不可或缺的一道风景。
2水库大坝防渗加固施工技术
2.1.帷幕灌浆施工技术
帷幕灌漿施工技术是指当大坝的砂砾地基或岩基存在着漏水孔隙、裂隙时，通过往里面灌注浆液来形成一个阻水带，从而达到防渗加固目的一种施工技术。
施工时，通常要布置主、副两排灌浆孔，主排孔布置在坝的轴线上，孔距控制在3～4m的范围内；副排孔则布置在坝轴线的上游，与轴线相距1.5m，孔距也要控制在3～4m范围内，并且主排孔和副排孔之间必须呈相互交错状态。为了提高防渗效果，帷幕的顶部要与坝体或混凝土闸底板直接连接；当基岩不漏水时，帷幕的底部只需要深入到漏水部位以下1～2米的深度，当基岩漏水时，则帷幕的底部必须深入到不透水岩层以下1～2米的深度。
在水库大坝的防渗加固施工中，帷幕灌浆施工技术主要用于对坝基进行防渗加固，一般适用于地基土质为岩石、砂砾石、砂卵石的水库大坝中。
2.2劈裂灌浆施工技术
劈裂灌浆施工技术的原理：按照坝体中的应力分布规律，通过对浆液施加一定的压力，使坝体从轴线方向劈裂，并进行相应泥浆的灌注，从而得到一道连续的防渗体。劈裂灌浆施工一方面可以将漏水的裂缝或孔洞堵塞住，同时提高浆脉两边3～5米范围内的土体密实度，使坝体的防渗性能大为提高；另一方面，又能够将坝体的内应力进行重新分布，提高了坝体的抗变形能力，使坝体的稳定性得到了加固。
劈裂灌浆的灌浆孔分为主排孔和副排孔，主排孔位置位于坝体的轴线上，而副排孔则位于轴线的上游、距轴线1.5m的地方，主、副排孔通常都是以相互交错的形式进行排列，并且主、副孔的孔距都要控制在3～5m的范围内。劈裂灌浆的造孔深度必须超过渗漏部位深度2～3米，泥墙的厚度一般控制在50～200mm的范围内。出于对劈裂灌浆施工成本的考虑，对于一般的孔洞或局部裂缝，只需分别在出现孔洞、裂缝的部位进行局部的劈裂灌浆施工即可；对于施工质量较差的坝体，经常会出现全线贯通的横裂缝，在这种情况下，必须对坝体实行全线的劈裂灌浆施工。
在水库大坝的防渗加固施工中，劈裂灌浆施工技术主要用来对坝体部位进行防渗加固，主要适用于土质较差或碾压密实度较差的水库土坝中。如：土坝由于坝体内部出现软弱层或渗漏通道而造成的流土、管涌现象；土坝由于分期施工而造成的透水层或软弱带；土坝的坝体跟涵管、闸板接合不够密实而出现空隙的现象。
2.3高压喷射灌浆施工技术
高压喷射灌浆施工技术原理：通过工程钻机钻孔到一定的深度后，利用高压泥浆泵把浆液经过钻杆上的喷嘴喷射到钻孔周围的土体上，在喷射浆液的同时，钻杆以一定的速度旋转并提升，被喷射土体的结构在一定范围内遭到破坏，并与浆液混合固化，从而得到具有一定抗冲刷能力和防渗性能的壁状固结体。
高压喷射灌浆施工技术的特点是施工设备简单、效率高、成本低、效果好。缺点是对土体颗粒的大小要求较高，如果粒径超过200mm则比较容易出现漏喷现象，从而影响到施工效果。
高压喷射灌浆施工技术按喷射方式可分为旋转喷射、定向喷射和摆动喷射。在水库大坝工程中，高压喷射灌浆施工技术主要用来对地基部位进行防渗加固：旋转喷射主要用来对地基进行加固，而定向喷射和摆喷射则用来提高地基的防渗性能。
2.4防渗墙施工技术
2.4.1普通混凝土防渗墙施工技术
普通混凝土防渗墙施工技术主要是通过钻机对坝体或透水地基进行挖孔成槽，并进行泥浆固壁，然后再往孔槽内浇筑相应的混凝土浆液，待其凝结固化后，就形成了一道连续的混凝土防渗墙体，从而达到防渗的目的[2]。 在水库大坝的防渗加固施工中，普通混凝土防渗墙对坝体材料的适用范围较广，既能够进行坝基的防渗，也能够对坝体、坝基进行整体防渗，是水库大坝防渗加固中比较常用的一种施工技术。在对水库大坝进行坝基的防渗施工时，防渗墙的顶端必须直接深入到坝体防渗体的一定深度；当进行大坝的整体防渗施工时，其防渗墙则从坝顶直达基岩的一定深度。
普通混凝土防渗墙施工技术的特点：①施工噪声小，对环境的污染也小；②对土层的适用范围比较广泛，能够适应包括软土层、花岗岩层、漂石层在内的各种复杂的土层；③防渗墙的厚度、深度的应用范围较大；④防渗墙的连续性较好，防渗性能较高；④缺点是工程造价较高。
2.4.2塑性混凝土防渗墙施工技术
跟普通混凝土防滲墙施工技术相比，塑性混凝土防渗墙施工技术所用的塑性混凝土中水泥量比较少，因为其中有一部分水泥被粘土或膨润土所代替，从而节约了水泥的用量。而且，跟普通混凝土防渗墙相比，塑性混凝土防渗墙对土体的适用范围更广泛、施工技术更成熟、防渗性能更好[3]。
塑性混凝土防渗墙施工技术的特点：施工成本低、质量可靠、防渗性和耐久性较好，并且对周围土体有较强的适应性，在水库土石坝工程的防渗加固施工中得到了广泛的应用。
2.4.3自凝灰浆防渗墙施工技术
自凝灰浆防渗墙施工技术是由塑性混凝土防渗墙施工技术发展而来的，两者的主要区别在于：自凝灰浆防渗墙施工技术的浇筑浆液是“自凝灰浆”。“自凝灰浆”是通过在水泥、膨润土中掺进少量的缓凝剂来制成的，它不仅是浇筑的浆液，同时也是槽孔的固壁泥浆，在自行凝固后能够对墙体起到防渗补强的目的。
自凝灰浆防渗墙施工技术在欧美国家的应用比较广泛，我国目前还处于起步的阶段。
2.5垂直铺塑施工技术
垂直铺塑施工技术使用挖槽机顺着水库大坝的走向进行挖掘，从而形成一道垂直、连续的槽孔，在挖掘槽孔的同时进行泥浆固壁，待槽孔挖掘完成后，再进行土工膜的铺设，最后再往槽孔内回填粘土浆。槽孔的深度通常控制在15m以内，槽宽则控制在150～300mm的范围内[4]。
在水库大坝中，通过垂直铺塑施工不但能够降低大坝坝体的浸润线，还能够减少渗流量，其特点是施工简单、效率高，广泛应用于砂壤土质的水库大坝中。
3 结论
综上所述，在水库的运行过程中，必须针对大坝病害的实际情况，因地制宜，采取最合适的防渗加固施工技术进行处理，才能使水库大坝能够安全稳定的运行。
参考文献：
[1] 卓廷召.对水库大坝防渗加固技术的探讨[J].沿海企业与科技，2010（12）.
[2] 罗林.刍议水库大坝混凝土加固及防渗技术[J].城市建设，2010（4）.
[3] 祖朝明，李寿禄.水库大坝中混凝土加固技术与防渗墙设计[J].中国新技术新产品，2010（19）.
[4] 娄永胜.水库大坝防渗加固技术研究[J].城市建设理论研究，2011（13）.
关键词：水库大坝；防渗加固；施工技术
1 水库大坝破坏的原因及防渗加固施工的重要性
1.1水库大坝破坏的原因分析
水库大坝遭到破坏的表现形式主要有流土、接触流土、接触冲刷和管涌四种，但不管是哪种形式的破坏，究其原因无非就是两个：一个原因是渗透破坏，就是水库大坝的坝基在渗透水的作用下，坝基土层颗粒的结构、成分等发生了改变或位移，从而形成渗透通道，水库大坝的渗透破坏对大坝的稳定性造成了非常严重的影响，当渗透破坏达到一定程度时，甚至会导致坝基、坝体的变形；另一个原因是变形破坏，就是水库大坝的抗剪强度由于渗透水的作用而降低，致使大坝出现局部的位置下滑、不均匀的变形和裂缝，从而使大坝因变形而遭到破坏。
在水库大坝中，一般情况下渗透破坏与变形破坏对土石坝的影响比较大，据统计，遭到破坏的土石坝中，大概有四至六成的原因都是渗透变形。此外，渗透变形还会对水库大坝造成其他的破坏，如大坝边坡或地表的滑塌、塌陷，坝基排水、减压设施的堵塞等。
1.2水库大坝防渗加固施工的重要性
首先，通过对水库大坝的防渗加固施工，使水库大坝在防洪体系中的作用得到加强，提高了防洪能力，保障了防洪的安全。通过对大坝的防渗加固施工，水库一方面消除了自身存在的安全隐患，另一方面也对江河的防洪体系起到了补充加强的作用，使防洪体系的综合防洪能力得到了提高[1]。
其次，通过对水库大坝的防渗加固施工，能够提高对水资源的综合调控能力，保障供水安全。水库通过对大坝的防渗加固施工，就能够恢复其应有的功能，使水库的功能得到全面的发挥，为居民用水、工业用水、农业灌溉用水等提供了更加强有力的保障。
再次，通过对水库大坝的防渗加固施工，对周围环境也起到了应有的美化与保护作用。水库大坝经过防渗加固后，能够对周围水土的流失起到保护作用，同时，也使环境变得更加优美，成为当地不可或缺的一道风景。
2水库大坝防渗加固施工技术
2.1.帷幕灌浆施工技术
帷幕灌漿施工技术是指当大坝的砂砾地基或岩基存在着漏水孔隙、裂隙时，通过往里面灌注浆液来形成一个阻水带，从而达到防渗加固目的一种施工技术。
施工时，通常要布置主、副两排灌浆孔，主排孔布置在坝的轴线上，孔距控制在3～4m的范围内；副排孔则布置在坝轴线的上游，与轴线相距1.5m，孔距也要控制在3～4m范围内，并且主排孔和副排孔之间必须呈相互交错状态。为了提高防渗效果，帷幕的顶部要与坝体或混凝土闸底板直接连接；当基岩不漏水时，帷幕的底部只需要深入到漏水部位以下1～2米的深度，当基岩漏水时，则帷幕的底部必须深入到不透水岩层以下1～2米的深度。
在水库大坝的防渗加固施工中，帷幕灌浆施工技术主要用于对坝基进行防渗加固，一般适用于地基土质为岩石、砂砾石、砂卵石的水库大坝中。
2.2劈裂灌浆施工技术
劈裂灌浆施工技术的原理：按照坝体中的应力分布规律，通过对浆液施加一定的压力，使坝体从轴线方向劈裂，并进行相应泥浆的灌注，从而得到一道连续的防渗体。劈裂灌浆施工一方面可以将漏水的裂缝或孔洞堵塞住，同时提高浆脉两边3～5米范围内的土体密实度，使坝体的防渗性能大为提高；另一方面，又能够将坝体的内应力进行重新分布，提高了坝体的抗变形能力，使坝体的稳定性得到了加固。
劈裂灌浆的灌浆孔分为主排孔和副排孔，主排孔位置位于坝体的轴线上，而副排孔则位于轴线的上游、距轴线1.5m的地方，主、副排孔通常都是以相互交错的形式进行排列，并且主、副孔的孔距都要控制在3～5m的范围内。劈裂灌浆的造孔深度必须超过渗漏部位深度2～3米，泥墙的厚度一般控制在50～200mm的范围内。出于对劈裂灌浆施工成本的考虑，对于一般的孔洞或局部裂缝，只需分别在出现孔洞、裂缝的部位进行局部的劈裂灌浆施工即可；对于施工质量较差的坝体，经常会出现全线贯通的横裂缝，在这种情况下，必须对坝体实行全线的劈裂灌浆施工。
在水库大坝的防渗加固施工中，劈裂灌浆施工技术主要用来对坝体部位进行防渗加固，主要适用于土质较差或碾压密实度较差的水库土坝中。如：土坝由于坝体内部出现软弱层或渗漏通道而造成的流土、管涌现象；土坝由于分期施工而造成的透水层或软弱带；土坝的坝体跟涵管、闸板接合不够密实而出现空隙的现象。
2.3高压喷射灌浆施工技术
高压喷射灌浆施工技术原理：通过工程钻机钻孔到一定的深度后，利用高压泥浆泵把浆液经过钻杆上的喷嘴喷射到钻孔周围的土体上，在喷射浆液的同时，钻杆以一定的速度旋转并提升，被喷射土体的结构在一定范围内遭到破坏，并与浆液混合固化，从而得到具有一定抗冲刷能力和防渗性能的壁状固结体。
高压喷射灌浆施工技术的特点是施工设备简单、效率高、成本低、效果好。缺点是对土体颗粒的大小要求较高，如果粒径超过200mm则比较容易出现漏喷现象，从而影响到施工效果。
高压喷射灌浆施工技术按喷射方式可分为旋转喷射、定向喷射和摆动喷射。在水库大坝工程中，高压喷射灌浆施工技术主要用来对地基部位进行防渗加固：旋转喷射主要用来对地基进行加固，而定向喷射和摆喷射则用来提高地基的防渗性能。
2.4防渗墙施工技术
2.4.1普通混凝土防渗墙施工技术
普通混凝土防渗墙施工技术主要是通过钻机对坝体或透水地基进行挖孔成槽，并进行泥浆固壁，然后再往孔槽内浇筑相应的混凝土浆液，待其凝结固化后，就形成了一道连续的混凝土防渗墙体，从而达到防渗的目的[2]。 在水库大坝的防渗加固施工中，普通混凝土防渗墙对坝体材料的适用范围较广，既能够进行坝基的防渗，也能够对坝体、坝基进行整体防渗，是水库大坝防渗加固中比较常用的一种施工技术。在对水库大坝进行坝基的防渗施工时，防渗墙的顶端必须直接深入到坝体防渗体的一定深度；当进行大坝的整体防渗施工时，其防渗墙则从坝顶直达基岩的一定深度。
普通混凝土防渗墙施工技术的特点：①施工噪声小，对环境的污染也小；②对土层的适用范围比较广泛，能够适应包括软土层、花岗岩层、漂石层在内的各种复杂的土层；③防渗墙的厚度、深度的应用范围较大；④防渗墙的连续性较好，防渗性能较高；④缺点是工程造价较高。
2.4.2塑性混凝土防渗墙施工技术
跟普通混凝土防滲墙施工技术相比，塑性混凝土防渗墙施工技术所用的塑性混凝土中水泥量比较少，因为其中有一部分水泥被粘土或膨润土所代替，从而节约了水泥的用量。而且，跟普通混凝土防渗墙相比，塑性混凝土防渗墙对土体的适用范围更广泛、施工技术更成熟、防渗性能更好[3]。
塑性混凝土防渗墙施工技术的特点：施工成本低、质量可靠、防渗性和耐久性较好，并且对周围土体有较强的适应性，在水库土石坝工程的防渗加固施工中得到了广泛的应用。
2.4.3自凝灰浆防渗墙施工技术
自凝灰浆防渗墙施工技术是由塑性混凝土防渗墙施工技术发展而来的，两者的主要区别在于：自凝灰浆防渗墙施工技术的浇筑浆液是“自凝灰浆”。“自凝灰浆”是通过在水泥、膨润土中掺进少量的缓凝剂来制成的，它不仅是浇筑的浆液，同时也是槽孔的固壁泥浆，在自行凝固后能够对墙体起到防渗补强的目的。
自凝灰浆防渗墙施工技术在欧美国家的应用比较广泛，我国目前还处于起步的阶段。
2.5垂直铺塑施工技术
垂直铺塑施工技术使用挖槽机顺着水库大坝的走向进行挖掘，从而形成一道垂直、连续的槽孔，在挖掘槽孔的同时进行泥浆固壁，待槽孔挖掘完成后，再进行土工膜的铺设，最后再往槽孔内回填粘土浆。槽孔的深度通常控制在15m以内，槽宽则控制在150～300mm的范围内[4]。
在水库大坝中，通过垂直铺塑施工不但能够降低大坝坝体的浸润线，还能够减少渗流量，其特点是施工简单、效率高，广泛应用于砂壤土质的水库大坝中。
3 结论
综上所述，在水库的运行过程中，必须针对大坝病害的实际情况，因地制宜，采取最合适的防渗加固施工技术进行处理，才能使水库大坝能够安全稳定的运行。
参考文献：
[1] 卓廷召.对水库大坝防渗加固技术的探讨[J].沿海企业与科技，2010（12）.
[2] 罗林.刍议水库大坝混凝土加固及防渗技术[J].城市建设，2010（4）.
[3] 祖朝明，李寿禄.水库大坝中混凝土加固技术与防渗墙设计[J].中国新技术新产品，2010（19）.
[4] 娄永胜.水库大坝防渗加固技术研究[J].城市建设理论研究，2011（13）.