论文部分内容阅读
摘 要 一般经验表明，在水库坝体各种安全隐患中，渗漏问题是最为普遍的一种，作为管理者，要经常检查发现渗漏问题的产生，通过各种技术措施对坝体渗漏问题加以解决，保证水库安全正常运行。
关键词 土石坝；渗漏成因；防渗技术
中图分类号 TV 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2011)121-0195-01
1 常用坝体防渗技术
1.1 高压喷射灌浆防渗
高压喷射灌浆是在静压灌浆和高压旋喷灌浆的基础上发展起来的。该技术利用置于钻孔中的喷射装置射出高压水束冲击破坏被灌地层结构，同时将浆液灌入，形成按设计的方向、深度、厚度的结构形式，与地基紧密结合，构成连续的防渗帷幕体。该防渗方法的设计要点主要有以下几点。
1）在进行高压喷射灌浆设计工作前，要详细了解被灌地基土层的工程地质和水文地质资料，同时，对病险土坝存在的问题，作进一步调查分析，选择相似的地基，做喷射灌浆围井试验，为设计提供可靠的技术数据，对钻孔孔距和布置形式，结合试验成果，进行设计
2）根据以往工程的实践经验，单排孔布置宜采用孔距为（1.5～1.8）m；双排孔布置孔距可以适当加大，但也不能超过2.5 m。从开挖情况看在相同的施工工艺参数情况下，在中细砂、粉砂地层，孔距可以大些；在中粗砂、壤土或杂填土层中，孔距可以小些，在砾卵石及卵漂石孔距可以更小些。孔的轴线可以布置在坝轴线偏上游。
3）在灌浆中，采用摆喷形式，交叉折线连接。这种连接形式，防渗性能较好。斜交有两种形式：①在先期形成的凝结体强度不高时，后期喷射流可以把它冲切割开，形成插入连接；②焊接式连接，即先期形成的凝结体强度高，喷射流难以将其切割，只能将其表面冲刷剥离洁净，新的浆液再与之凝结。这两种形式连接是紧密的，防渗性能是好的，关键在于喷射作用有效距离以内，连接处能量集中，切割或冲刷作用部位的凝结强度一般较其他部位高，连接牢固。与连接相关的喷射角度，一般选用20°～30°，分序施工，先喷一序孔，再喷二序孔，遇到转折處，则孔距和喷射仍要适当调整，以确保转折孔和邻孔板墙之间的紧密连接。
高压喷射灌浆较静灌浆具有显著的优越性，具有更好的可灌性和可控性，而且节省了灌浆材料。且该技术适用范围广，技术上可行，具有设备简单、工效高、造价比混凝土防渗墙低等优点，但目前该技术没有统一的设计、施工和管理运行的规范，在设计和施工中随意性较大，不能做到规范化。
1.2 冲抓套井回填粘土防渗墙
冲抓套井回填粘土防渗墙即利用冲抓式打井机具，在土坝或堤防渗漏范围内造井，用粘性土料分层回填夯实，形成连续的套接粘土防渗墙。该防渗方法的设计要点有以下几点。
1）套井防渗墙的设计。套井防渗墙在平面上按主、套井相间布置，一主一套相交成井墙，从降低浸润线考虑，粘土心墙坝或均质坝套井尽量布置在坝轴线上游侧。
2）合理确定套井的排数和排距。套井的排数，即需要的套井回填粘土防渗墙的厚度，可以根据渗透计算确定。确定防渗墙的有效厚度T≥△H/J，T为防渗墙有效厚度，△H 为防渗墙承担的最大水头，J 为防渗墙允许渗透坡降（对于粘土一般采用6～8）。
3）套井深度。根据坝体填筑质量确定，要求做到填筑质量较密实，渗透系数与防渗墙接近的土层相衔接，并深入坝体填筑质量较好的土层内（1～2）m。一般造井深度不超过30 m。坝内设有涵洞时，为了不影响涵洞质量，一般洞顶5 m时，不要冲击，而是采用钻头自重抓土。
4）回填土料的选择。回填土料的质量是套井回填成功的关键，对所选料场必须做土的物理力学指标试验，与原坝体指标对比，加以确定。一般要求是非分散性土料，粘粒含量在35％～50%，渗透系数小于10 cm/s-5 cm/s，干密度要大于1.5 g/cm3，干密度与含水量通过现场实验控制在设计要求的范围内。该技术适用于30 m以内土石坝防渗处理，孔深过高时，由于孔径随孔深缩小，易于偏斜，回填土套井搭接厚度达不到设计要求的厚度。该技术成功的关键是施工质量，要求井要直，夯要实，粘土质量要好，渗透系数要小。该防渗技术施工方法和机具简单易行，工效高，投资省，直观性强，通过下井检查，发现问题，可以及时处理，确保安全。
1.3 混凝土防渗墙
混凝土防渗墙是利用专用机具，在坝体中建造槽（孔），以泥浆固壁，采用直升导管，向槽孔内浇筑混凝土，形成连续的混凝土墙，起到防渗的作用。对于处理坝体渗漏的防渗墙，其下部应与基础防渗体相连接。混凝土防渗墙的设计要点如下。
1）混凝土的防渗墙分类。按钻孔形式一般可以分为圆孔和槽形孔，圆形孔是由许多直径（60～80）cm的混凝土圆柱搭接而成，施工时，先单孔，再双孔。其有效厚度为两柱搭接厚度，一般为桩柱直径的3/4～3/5。这种孔形由于搭接缝过多，有效厚度减少，施工烦琐，要求钻孔的铅直度较高，进度慢，造价高，现已很少使用；槽形孔是由许多混凝土板墙套接而成。施工时先造单号槽形孔，后建双号槽形孔，由单双号槽孔混凝土套接成一道墙，槽孔长度（1.85～38.2）m，在保证造孔安全成墙，质量好的前提下，槽孔越长，套接接缝越少，墙的防渗性能越好。但要求混凝土的供应强度越大。
2）混凝土防渗墙厚度的选择。混凝土防渗厚度的选择，应根据渗透稳定、施工机械、水力梯度三个条件决定。我国已建混凝土防渗墙的厚度为（0.7～1.3）m，一般厚度为0.8 m。
3）防渗材料的选择。防渗材料一般分为刚性材料和柔性材料两类，主要有以下几种：①纯混凝土，我国一般采用200号混凝土，抗渗标号B8，允许水力梯度80～100；②钢筋混凝土，在混凝土防渗墙拉力较大的部位增设钢筋承受拉力，可以限制裂缝开裂，但相应投资会加大；③塑性混凝土，我国多数土坝防渗墙用塑性混凝土，掺粘土 30%以内，以降低混凝土变形模量，使之与地基弹性模量接近，提高墙的抗拉强度，适应地基较大变形；④自凝灰浆，在塑性混凝土发展基础上，使用水泥和膨润土掺入少量缓凝剂，制成自凝灰浆，在凝固前可以作为造孔过程中的固壁泥浆，完工后自行凝固形成墙体，起到防渗补墙的
作用。
2 结束语
混凝土防渗墙是一项比较彻底可靠的防渗措施，近年来防渗体接头和防渗材料技术都有了较大的发展，尤其是在混凝土中加入一定量的粘土或膨润土，可以降低弹性模量，提高抗拉强度，适应地基覆盖层较大变形，同时，也可以减少水泥用量，降低防渗墙的造价，扩大使用范围，便于推广。
参考文献
[1]陈信解.浙江省小型水库土坝坝体渗漏处理技术方案探讨[J].中国工程咨询,2010,07.
[2]闫建文.土石坝坝体的渗漏处理[J].陕西工学院学报,2002,04.
关键词 土石坝；渗漏成因；防渗技术
中图分类号 TV 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2011)121-0195-01
1 常用坝体防渗技术
1.1 高压喷射灌浆防渗
高压喷射灌浆是在静压灌浆和高压旋喷灌浆的基础上发展起来的。该技术利用置于钻孔中的喷射装置射出高压水束冲击破坏被灌地层结构，同时将浆液灌入，形成按设计的方向、深度、厚度的结构形式，与地基紧密结合，构成连续的防渗帷幕体。该防渗方法的设计要点主要有以下几点。
1）在进行高压喷射灌浆设计工作前，要详细了解被灌地基土层的工程地质和水文地质资料，同时，对病险土坝存在的问题，作进一步调查分析，选择相似的地基，做喷射灌浆围井试验，为设计提供可靠的技术数据，对钻孔孔距和布置形式，结合试验成果，进行设计
2）根据以往工程的实践经验，单排孔布置宜采用孔距为（1.5～1.8）m；双排孔布置孔距可以适当加大，但也不能超过2.5 m。从开挖情况看在相同的施工工艺参数情况下，在中细砂、粉砂地层，孔距可以大些；在中粗砂、壤土或杂填土层中，孔距可以小些，在砾卵石及卵漂石孔距可以更小些。孔的轴线可以布置在坝轴线偏上游。
3）在灌浆中，采用摆喷形式，交叉折线连接。这种连接形式，防渗性能较好。斜交有两种形式：①在先期形成的凝结体强度不高时，后期喷射流可以把它冲切割开，形成插入连接；②焊接式连接，即先期形成的凝结体强度高，喷射流难以将其切割，只能将其表面冲刷剥离洁净，新的浆液再与之凝结。这两种形式连接是紧密的，防渗性能是好的，关键在于喷射作用有效距离以内，连接处能量集中，切割或冲刷作用部位的凝结强度一般较其他部位高，连接牢固。与连接相关的喷射角度，一般选用20°～30°，分序施工，先喷一序孔，再喷二序孔，遇到转折處，则孔距和喷射仍要适当调整，以确保转折孔和邻孔板墙之间的紧密连接。
高压喷射灌浆较静灌浆具有显著的优越性，具有更好的可灌性和可控性，而且节省了灌浆材料。且该技术适用范围广，技术上可行，具有设备简单、工效高、造价比混凝土防渗墙低等优点，但目前该技术没有统一的设计、施工和管理运行的规范，在设计和施工中随意性较大，不能做到规范化。
1.2 冲抓套井回填粘土防渗墙
冲抓套井回填粘土防渗墙即利用冲抓式打井机具，在土坝或堤防渗漏范围内造井，用粘性土料分层回填夯实，形成连续的套接粘土防渗墙。该防渗方法的设计要点有以下几点。
1）套井防渗墙的设计。套井防渗墙在平面上按主、套井相间布置，一主一套相交成井墙，从降低浸润线考虑，粘土心墙坝或均质坝套井尽量布置在坝轴线上游侧。
2）合理确定套井的排数和排距。套井的排数，即需要的套井回填粘土防渗墙的厚度，可以根据渗透计算确定。确定防渗墙的有效厚度T≥△H/J，T为防渗墙有效厚度，△H 为防渗墙承担的最大水头，J 为防渗墙允许渗透坡降（对于粘土一般采用6～8）。
3）套井深度。根据坝体填筑质量确定，要求做到填筑质量较密实，渗透系数与防渗墙接近的土层相衔接，并深入坝体填筑质量较好的土层内（1～2）m。一般造井深度不超过30 m。坝内设有涵洞时，为了不影响涵洞质量，一般洞顶5 m时，不要冲击，而是采用钻头自重抓土。
4）回填土料的选择。回填土料的质量是套井回填成功的关键，对所选料场必须做土的物理力学指标试验，与原坝体指标对比，加以确定。一般要求是非分散性土料，粘粒含量在35％～50%，渗透系数小于10 cm/s-5 cm/s，干密度要大于1.5 g/cm3，干密度与含水量通过现场实验控制在设计要求的范围内。该技术适用于30 m以内土石坝防渗处理，孔深过高时，由于孔径随孔深缩小，易于偏斜，回填土套井搭接厚度达不到设计要求的厚度。该技术成功的关键是施工质量，要求井要直，夯要实，粘土质量要好，渗透系数要小。该防渗技术施工方法和机具简单易行，工效高，投资省，直观性强，通过下井检查，发现问题，可以及时处理，确保安全。
1.3 混凝土防渗墙
混凝土防渗墙是利用专用机具，在坝体中建造槽（孔），以泥浆固壁，采用直升导管，向槽孔内浇筑混凝土，形成连续的混凝土墙，起到防渗的作用。对于处理坝体渗漏的防渗墙，其下部应与基础防渗体相连接。混凝土防渗墙的设计要点如下。
1）混凝土的防渗墙分类。按钻孔形式一般可以分为圆孔和槽形孔，圆形孔是由许多直径（60～80）cm的混凝土圆柱搭接而成，施工时，先单孔，再双孔。其有效厚度为两柱搭接厚度，一般为桩柱直径的3/4～3/5。这种孔形由于搭接缝过多，有效厚度减少，施工烦琐，要求钻孔的铅直度较高，进度慢，造价高，现已很少使用；槽形孔是由许多混凝土板墙套接而成。施工时先造单号槽形孔，后建双号槽形孔，由单双号槽孔混凝土套接成一道墙，槽孔长度（1.85～38.2）m，在保证造孔安全成墙，质量好的前提下，槽孔越长，套接接缝越少，墙的防渗性能越好。但要求混凝土的供应强度越大。
2）混凝土防渗墙厚度的选择。混凝土防渗厚度的选择，应根据渗透稳定、施工机械、水力梯度三个条件决定。我国已建混凝土防渗墙的厚度为（0.7～1.3）m，一般厚度为0.8 m。
3）防渗材料的选择。防渗材料一般分为刚性材料和柔性材料两类，主要有以下几种：①纯混凝土，我国一般采用200号混凝土，抗渗标号B8，允许水力梯度80～100；②钢筋混凝土，在混凝土防渗墙拉力较大的部位增设钢筋承受拉力，可以限制裂缝开裂，但相应投资会加大；③塑性混凝土，我国多数土坝防渗墙用塑性混凝土，掺粘土 30%以内，以降低混凝土变形模量，使之与地基弹性模量接近，提高墙的抗拉强度，适应地基较大变形；④自凝灰浆，在塑性混凝土发展基础上，使用水泥和膨润土掺入少量缓凝剂，制成自凝灰浆，在凝固前可以作为造孔过程中的固壁泥浆，完工后自行凝固形成墙体，起到防渗补墙的
作用。
2 结束语
混凝土防渗墙是一项比较彻底可靠的防渗措施，近年来防渗体接头和防渗材料技术都有了较大的发展，尤其是在混凝土中加入一定量的粘土或膨润土，可以降低弹性模量，提高抗拉强度，适应地基覆盖层较大变形，同时，也可以减少水泥用量，降低防渗墙的造价，扩大使用范围，便于推广。
参考文献
[1]陈信解.浙江省小型水库土坝坝体渗漏处理技术方案探讨[J].中国工程咨询,2010,07.
[2]闫建文.土石坝坝体的渗漏处理[J].陕西工学院学报,2002,04.