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[摘要]：大坝和堤防是水利工程防洪体系的重要组成部分，它们的质量安全隐患主要为渗透破坏。所以本文结合工程实践，探讨大坝堤防中加固防渗且行之有效的技术应用，以供类似工程施工作参考。
[关键词]：水利工程 堤防大坝 渗透破坏 防渗技术
中图分类号：F407.9 文献标识码：F 文章编号：1009-914X（2012）10- 0135–01
20世纪90年代以来，随着经济技术的不断发展，我国水利工程建设工作也得到快速的发展，投资规模也不断扩大。但目前我国现有的水利工程的质量与运行安全等方面依然存在不少问题，尤其是造成严重的洪涝灾害，而堤防工程也存在不同程度的安全隐患。有研究表明，我国大坝、堤防工程中普遍存在的问题是渗透破坏【1】。为所以为了保障人民生命财产安全，提高水利工程的经济效益和社会效益，有必要加强相关加固防渗技术的研究、实践与不断改进。以下将结合结合工程实例，试对进行堤防、大坝抗渗加固的高压喷射注浆技术进行探讨。
1、 水利工程常见病害与主要原因分析
由于水库抗震不达标、水库大坝防洪能力低、水库泄洪能力达不到需求及坝体埋下安全隐患等这些主要病害的存在，这些水库长期无法发挥其最佳的供水、发电、防洪、灌溉等效益，而且水利工程本身存在的安全度汛薄弱环节也无形中对人民群众的生命财产构成了安全威胁。而同样，由于基础条件差、渗漏严重；防洪标准不高；险工险段多，崩岸风险大；堤身质量不好，隐患多等普遍存在的质量问题，加上河势时常变化，加上堤防抗冲性能差，堤脚不断被冲刷等原因，崩岸险情就比较容易发生。针对上述病害，其主要原因在于：其一，是社会发展水平的制约，主要是建设于20世纪50至70年代的那些水利工程，尤其是小型的工程，受当时经济、技术条件等因素的制约，加之安全监控手段缺失或落后，造成工程本身先天存在病险隐患；其次，是水利工程特性原因，水利基础设施建设场面大、地质条件复杂、工期长、工序多、战线长及施工环境特殊，这些工程本身特点增加了施工难度；而当前工程安全技术的研发、推广等投入欠缺，总体上工程质量检测与安全监控技术较落后，甚至有的单位不重视施工安全监控，造成出现违章施工现象等。由上可见，目前的水利工程由于先天不足、技术水平及工程特点等原因造成了大坝、堤防工程的施工质量与安全问题。所以要进行大坝、堤防加固施工，应因重视以上问题开展施工技术方案的研究。
2、 加固防渗技术在工程实例中的应用
某水库属于Ⅲ等水利枢纽工程，水库大坝分为主坝，长696m；副坝，长为351m。由于坝体為均质沙坝，渗透坡降和渗透系数大，透水性较强，存在较严重的渗漏现象，内部存在着渗透破坏隐患。所以，针对以上情况，有必要对水库进行防渗处理工作。
2.1 分析坝体防渗工程方案
高压喷射灌浆构筑截渗砼幕墙，即高压喷射法，就是通过利用工程钻机向周围岩土体高压喷射固化浆液（一般使用水泥浆液），它们凝固后便在土体中形成具有一定性能和形状的固结体，并起到加固和防渗抗渗的作用。这种技术能能较好地解决砂砾石地层的防渗问题，造价相对来说适中，是解决水库坝基防渗问题的较好方案。所以经过性价比，本工程决定应用高压摆喷灌浆幕墙方案进行施工设计。还要注意，施工前，为了确定适当的施工技术参数，应作围井注水试验，以更好地满足工程实际要求。
其中，摆喷幕墙施工主要技术参数如下：①提升速度10 cm/min～15cm/min，摆动速度7次/min～8次/min；②气压0.6MPa～1.2MPa，气量lm/min～2m/min；③水压35MPa～40MPa，水量70L/min～75L/min；④浆压0.3MPa～1.0MPa，浆量70L/min～80L/min。
通过，现场试验最终确定施工技术参数如下：①压缩气的压力为0.7MPa，流量为6m3/min；②回浆比重为1.25～1.45g/cm3；喷射浆液的比重为1.6～1.8g/cm3；注意控制摆角；③高压水的压力为28～34MPa，流量为75L/min；④水泥浆液的压力为0.98MPa，流量为80L/min。
2.2 钻孔施工技术技术要点控制
钻孔搅拌成墙技术是淮北地区应用较多的一种大坝防渗处理技术。近年来应用较为普遍的是多头小直径水泥防渗墙施工技术，其施工工艺可行、简单、成本不高，且防渗效果好【2】。在本次工程中主要是应用不小于中Φ110mm回转钻机泥浆护壁钻进成孔。施工技术控制要点包括：首先，开孔时，设计的孔位与开孔位置的偏差要≤50mm；其次，钻孔施工时一定进行孔斜测量，并采取孔口埋设2m左右孔口护壁管等预防孔斜措施，保证孔斜不超过1%；其三，应按二序顺序、逐渐加密的原则进行钻孔施工，即施工II序孔（偶数孔）在施工I序孔（奇数S/L）结束后方能进行，再进行加密孔施工；期间钻孔的有效深度应大于设计孔深0.3m；钻进中采取芯样、划分层位，并选取部分I序孔作为先导孔，其深度应大于设计孔深0.3m；同时对于裸孔，如在钻进暂停或终孔待喷时应加以保护。此外，还要详细记录钻进时孔深、孔位、漏浆及地层变化、掉钻等特殊情况。
2.3制浆技术要点控制
关于制浆材料的选择，对于高压喷射灌浆应选用合格的425#普通硅酸盐水泥，一般用重量法来称量制浆材料（误差应小于5%），浆液密度不小于1.5g/cm3，浆液水灰比控制在0.8：1。当然可在水泥浆液中掺入加和料和外加剂，但应根据需要、掺和料和外加剂的情况，还有试验来最终确定掺入量。同样，在施工前，为了确定最优技术参数，有必要进行高喷试验开挖和钻孔取芯、注水试验，从而修正试验技术参数，还有，施工过程应严格进行钻孔验收监理，合格后方能展开高喷灌浆幕墙施工。灌浆原则【3】：“稀浆开路，先疏后密，少灌多复，浓浆灌注，分序施灌，控制浆量”。
此阶段的制浆技术控制要点应从以下几点着手：①灌浆前的准备工作，要注意实际钻孔深度和三重管下人孔底深度之间的差值应小于0.1 m，同时当深度达不到设计要求，有必要重新重新扫孔至设计深度，且根据有关规定提升速度和摆动喷射装置；②换管或处理事故重新喷射时，为保证搭接长度大于0.3m，应下放喷射装置至原位置以下0.3m，再重复喷射；③在高喷灌浆过程中，若发生回浆量异常或突升、孔口回浆或浓度、压力突降等情况时，应及时查明原因与处理；④若发生串浆，应填堵被串孔，待灌浆孔高喷灌浆结束后，应尽快进行被串孔扫孔、灌浆或继续钻进。⑤若孔内出现严重漏浆现象时，可应根据地层情况分别采取停止提升或降低喷射管提升速度处理措施；降低压力、流量，进行原地灌浆；加大浆液浓度灌注水泥砂浆、水泥粘土浆；在浆液中掺加适当的速凝剂等处理措施。⑥高压喷射注浆完毕后，为避免因地层中的浆液的析水、收缩而使帷幕上部墙体产生空缺现象，应及时进行回灌，回灌浆液可采用喷射邻孔的回浆；或采用水灰比0.5：1的浓水泥浆进行回填，还要静压灌浆已完成喷浆的钻孔，以保证墙体质量。总之，在高压喷射注浆过程中，为确保高喷防渗墙的施工质量，进浆和回浆浆液的密度应不定期应地检测，以能及时发现浆液密度异常情况与查明处理。
3、 结论
综上所述，本文实践表明，高压喷射注浆技术成本虽然不是最经济，但适中，关键是防渗效果明显，可有效解决大坝、堤防防渗墙施工中的长期渗漏的问题，可为类似工程提供选择施工方案的参考。总之，应必须根据不同地段的自然地质条件，选择合理、经济、行之有效的施工技术方案，才能使大坝堤防工程发挥其应有的最佳经济效益与社会效益。
参考文献：
[1] 霍学军. 土坝防渗加固模型试验研究与数值分析.天津大学，2007
[2] 廖树材.水库除险加固技术措施探讨[J].中国水运（理论版），2007，31（9）：75-76.
[3] 孙永文.水利工程大坝加固施工技术实践.科技传播，2011，（19）
[关键词]：水利工程 堤防大坝 渗透破坏 防渗技术
中图分类号：F407.9 文献标识码：F 文章编号：1009-914X（2012）10- 0135–01
20世纪90年代以来，随着经济技术的不断发展，我国水利工程建设工作也得到快速的发展，投资规模也不断扩大。但目前我国现有的水利工程的质量与运行安全等方面依然存在不少问题，尤其是造成严重的洪涝灾害，而堤防工程也存在不同程度的安全隐患。有研究表明，我国大坝、堤防工程中普遍存在的问题是渗透破坏【1】。为所以为了保障人民生命财产安全，提高水利工程的经济效益和社会效益，有必要加强相关加固防渗技术的研究、实践与不断改进。以下将结合结合工程实例，试对进行堤防、大坝抗渗加固的高压喷射注浆技术进行探讨。
1、 水利工程常见病害与主要原因分析
由于水库抗震不达标、水库大坝防洪能力低、水库泄洪能力达不到需求及坝体埋下安全隐患等这些主要病害的存在，这些水库长期无法发挥其最佳的供水、发电、防洪、灌溉等效益，而且水利工程本身存在的安全度汛薄弱环节也无形中对人民群众的生命财产构成了安全威胁。而同样，由于基础条件差、渗漏严重；防洪标准不高；险工险段多，崩岸风险大；堤身质量不好，隐患多等普遍存在的质量问题，加上河势时常变化，加上堤防抗冲性能差，堤脚不断被冲刷等原因，崩岸险情就比较容易发生。针对上述病害，其主要原因在于：其一，是社会发展水平的制约，主要是建设于20世纪50至70年代的那些水利工程，尤其是小型的工程，受当时经济、技术条件等因素的制约，加之安全监控手段缺失或落后，造成工程本身先天存在病险隐患；其次，是水利工程特性原因，水利基础设施建设场面大、地质条件复杂、工期长、工序多、战线长及施工环境特殊，这些工程本身特点增加了施工难度；而当前工程安全技术的研发、推广等投入欠缺，总体上工程质量检测与安全监控技术较落后，甚至有的单位不重视施工安全监控，造成出现违章施工现象等。由上可见，目前的水利工程由于先天不足、技术水平及工程特点等原因造成了大坝、堤防工程的施工质量与安全问题。所以要进行大坝、堤防加固施工，应因重视以上问题开展施工技术方案的研究。
2、 加固防渗技术在工程实例中的应用
某水库属于Ⅲ等水利枢纽工程，水库大坝分为主坝，长696m；副坝，长为351m。由于坝体為均质沙坝，渗透坡降和渗透系数大，透水性较强，存在较严重的渗漏现象，内部存在着渗透破坏隐患。所以，针对以上情况，有必要对水库进行防渗处理工作。
2.1 分析坝体防渗工程方案
高压喷射灌浆构筑截渗砼幕墙，即高压喷射法，就是通过利用工程钻机向周围岩土体高压喷射固化浆液（一般使用水泥浆液），它们凝固后便在土体中形成具有一定性能和形状的固结体，并起到加固和防渗抗渗的作用。这种技术能能较好地解决砂砾石地层的防渗问题，造价相对来说适中，是解决水库坝基防渗问题的较好方案。所以经过性价比，本工程决定应用高压摆喷灌浆幕墙方案进行施工设计。还要注意，施工前，为了确定适当的施工技术参数，应作围井注水试验，以更好地满足工程实际要求。
其中，摆喷幕墙施工主要技术参数如下：①提升速度10 cm/min～15cm/min，摆动速度7次/min～8次/min；②气压0.6MPa～1.2MPa，气量lm/min～2m/min；③水压35MPa～40MPa，水量70L/min～75L/min；④浆压0.3MPa～1.0MPa，浆量70L/min～80L/min。
通过，现场试验最终确定施工技术参数如下：①压缩气的压力为0.7MPa，流量为6m3/min；②回浆比重为1.25～1.45g/cm3；喷射浆液的比重为1.6～1.8g/cm3；注意控制摆角；③高压水的压力为28～34MPa，流量为75L/min；④水泥浆液的压力为0.98MPa，流量为80L/min。
2.2 钻孔施工技术技术要点控制
钻孔搅拌成墙技术是淮北地区应用较多的一种大坝防渗处理技术。近年来应用较为普遍的是多头小直径水泥防渗墙施工技术，其施工工艺可行、简单、成本不高，且防渗效果好【2】。在本次工程中主要是应用不小于中Φ110mm回转钻机泥浆护壁钻进成孔。施工技术控制要点包括：首先，开孔时，设计的孔位与开孔位置的偏差要≤50mm；其次，钻孔施工时一定进行孔斜测量，并采取孔口埋设2m左右孔口护壁管等预防孔斜措施，保证孔斜不超过1%；其三，应按二序顺序、逐渐加密的原则进行钻孔施工，即施工II序孔（偶数孔）在施工I序孔（奇数S/L）结束后方能进行，再进行加密孔施工；期间钻孔的有效深度应大于设计孔深0.3m；钻进中采取芯样、划分层位，并选取部分I序孔作为先导孔，其深度应大于设计孔深0.3m；同时对于裸孔，如在钻进暂停或终孔待喷时应加以保护。此外，还要详细记录钻进时孔深、孔位、漏浆及地层变化、掉钻等特殊情况。
2.3制浆技术要点控制
关于制浆材料的选择，对于高压喷射灌浆应选用合格的425#普通硅酸盐水泥，一般用重量法来称量制浆材料（误差应小于5%），浆液密度不小于1.5g/cm3，浆液水灰比控制在0.8：1。当然可在水泥浆液中掺入加和料和外加剂，但应根据需要、掺和料和外加剂的情况，还有试验来最终确定掺入量。同样，在施工前，为了确定最优技术参数，有必要进行高喷试验开挖和钻孔取芯、注水试验，从而修正试验技术参数，还有，施工过程应严格进行钻孔验收监理，合格后方能展开高喷灌浆幕墙施工。灌浆原则【3】：“稀浆开路，先疏后密，少灌多复，浓浆灌注，分序施灌，控制浆量”。
此阶段的制浆技术控制要点应从以下几点着手：①灌浆前的准备工作，要注意实际钻孔深度和三重管下人孔底深度之间的差值应小于0.1 m，同时当深度达不到设计要求，有必要重新重新扫孔至设计深度，且根据有关规定提升速度和摆动喷射装置；②换管或处理事故重新喷射时，为保证搭接长度大于0.3m，应下放喷射装置至原位置以下0.3m，再重复喷射；③在高喷灌浆过程中，若发生回浆量异常或突升、孔口回浆或浓度、压力突降等情况时，应及时查明原因与处理；④若发生串浆，应填堵被串孔，待灌浆孔高喷灌浆结束后，应尽快进行被串孔扫孔、灌浆或继续钻进。⑤若孔内出现严重漏浆现象时，可应根据地层情况分别采取停止提升或降低喷射管提升速度处理措施；降低压力、流量，进行原地灌浆；加大浆液浓度灌注水泥砂浆、水泥粘土浆；在浆液中掺加适当的速凝剂等处理措施。⑥高压喷射注浆完毕后，为避免因地层中的浆液的析水、收缩而使帷幕上部墙体产生空缺现象，应及时进行回灌，回灌浆液可采用喷射邻孔的回浆；或采用水灰比0.5：1的浓水泥浆进行回填，还要静压灌浆已完成喷浆的钻孔，以保证墙体质量。总之，在高压喷射注浆过程中，为确保高喷防渗墙的施工质量，进浆和回浆浆液的密度应不定期应地检测，以能及时发现浆液密度异常情况与查明处理。
3、 结论
综上所述，本文实践表明，高压喷射注浆技术成本虽然不是最经济，但适中，关键是防渗效果明显，可有效解决大坝、堤防防渗墙施工中的长期渗漏的问题，可为类似工程提供选择施工方案的参考。总之，应必须根据不同地段的自然地质条件，选择合理、经济、行之有效的施工技术方案，才能使大坝堤防工程发挥其应有的最佳经济效益与社会效益。
参考文献：
[1] 霍学军. 土坝防渗加固模型试验研究与数值分析.天津大学，2007
[2] 廖树材.水库除险加固技术措施探讨[J].中国水运（理论版），2007，31（9）：75-76.
[3] 孙永文.水利工程大坝加固施工技术实践.科技传播，2011，（19）