防渗加固设计（共12篇）
防渗加固设计 篇1
砼防渗墙的设计和建造能够适应不同材料的水库体, 也能够适应复杂的水文地质条件, 它具有施工快、防渗效果好等多方面的优点。早在上世纪五十年代, 意大利的圣玛利亚大坝就采用钻进法建造了防渗墙, 并取得了良好的效果, 因此该方法也能广泛应用到水库的加固工程当中, 并相继推广。我国在上世纪六七十年代开始在一些水库工程中建造砼防渗墙, 本文主要对水库大坝防渗加固砼防渗墙的设计要点进行分析, 并提出几点合理的意见。
1 病险水库大坝加固砼防渗墙的工作布置
第一, 注意观察地质条件和水文条件, 工作人员根据实际情况将防渗墙建筑在坚固不透水的基层岩当中, 对于不利于发展的地质构造要及时避开, 避免影响工作质量。
第二, 对原有的防渗体以及建筑物相连接。砼防渗墙的建设应该考虑其形状, 在与土质防渗体相连接的时候, 必须注意插入土质的防渗体高度, 正常情况下应该在1P10坝高左右, 材料的接触面应该结合土料的允许比降进行确定。设计人员在设计的过程中, 应该要认真做好坝身砼构建筑物的防渗链接, 在实际的施工过程中必须注意接头处理。
第三, 设计好与水库的链接工作, 在选择材料方面认真思考, 尽量加快工程监督, 缩小工程量, 降低造价。
2 设计必选的注意事项
2.1 墙厚比选注意事项
设计人员选择防渗墙的厚度非常重要, 它是砼防渗墙设计的主要内容之一, 影响砼防渗墙厚度的主要因素有四方面, 即坝高和渗透稳定条件、施工条件和地质条件。因此必须要遵循《辗压式土石坝设计规范》中的规定进行设计。
2.2 材料比选注意事项
目前, 墙体材料主要选用塑性砼和普通砼两种, 其中塑性砼的强度比普通砼强度要小, 但其极限应变能力较高, 能在墙体和堤坝间的变形和沉降情况下不遭受到破坏。而普通砼的强度较大, 一般强度等级在C10以上, 但由于极限应变能力很低, 墙体和周围坝体间的沉降和变形都会导致普通砼超过盈利要求, 从而导致破坏。
2.3 泥浆比选注意事项
在建造槽孔的时候, 泥浆具有支撑孔壁、悬浮、冷却、润滑等方面的功能, 因此具有非常重要的作用, 但泥浆的作用却经常在设计当中被忽视, 一些地方在设计病险水库大坝砼防渗墙的时候, 均按照相应的技术要求进行设计, 因此, 在《水利水电工程混凝土技术规范》当中, 要求水泥的含砂量<5%, 粘粒含量>45%。此外, 水泥的塑性指数要在20左右。为了能够有效保证水泥的质量, 工作人员可以在泥浆中加入增粘剂或者分散剂, 从而有效提高泥浆的性能, 在稳定的前提下进行工作。
3 挖 (造) 槽孔施工法
常用的挖 (造) 方法多种多样, 主要包括射水法、锯槽法、抓斗挖槽法等。下文主要对不同的方法进行详细介绍, 并提出几点合理的建议。
3.1 冲击式钻进法
冲击式钻进法主要是利用曲柄两岸进行来回运动, 从而提升或下降钻头, 或者利用砖头进行自由下落, 并让土层岩石破碎, 从而继续前进。当孔底的钻渣逐渐增加后, 可以去除钻头, 并使用水下直升导管法进行浇注。该方法是世界上最早使用的施工方法, 其功效较低。
3.2 射水法
射水法主要是主要是利用水泵将水输送到射水装置, 并形成高速射流, 在向下移动的时候形成刀片切削等作用, 从而有效破坏土层结构, 将水土混合回流之后能够溢出地面之上, 在这时候, 可以利用卷扬机操纵成型器不断上下移动, 对孔壁进行切削修整, 让其变得更加有规律, 在成孔之后, 采用成型器侧向水喷嘴冲洗。值得注意的是, 该方法主要适用于10cm左右的粉土、粘土等地基, 并具有功效高、造价低等特点。
3.3 锯槽法
锯槽法主要是利用锯槽机对地层进行割据, 让槽孔变得更加有规则, 在锯管上设置相应的排渣管, 使用水泵进行排渣, 这种方法主要适用于松散的砂土和粉土当中, 具有高效等特点。
3.4 双轮铣槽法
双轮铣槽法的工作方法主要是在机架上的两个鼓轮反方向进行运动, 通过不断的切割和挤碎, 将砂石和泥土进行疏松, 并使用水泵抽取到地面中。在形成槽孔之后, 可以使用水下直升导管法进行浇注, 从而形成一段坚实的砼墙体。这种方法主要适用于土层和软岩石当中, 在工作过程中可以配给特制的滚轮刀, 从而能够有效对付一下坚硬的岩石, 提高挖掘的效率。
3.5 连钻一抓法
该方法和冲击式钻进法的工序有点相似, 施工的方法同样是利用冲击钻机方法对两个相邻的主孔进行钻出, 在完成钻孔之后, 使用抓斗将副孔中的造槽孔抓取。
以上便是主要使用的挖 (造) 槽孔施工法, 他们均有各自的优点和适用范围, 在选择工序的时候, 应该对以下几个方面进行考虑, 包括:坝基、地层、岩层特性、水文条件、开挖深度、施工条件、器械设备等。
4 注意细部方面的设计
4.1 注意防渗墙和两岸之间的链接
和两岸之间的链接, 工作人员可以按照一般的防渗墙做法就行, 由于两岸的演示比较容易破碎和流失, 因此工作人员可以考虑在两岸进行灌浆, 提高其坚硬度。
4.2 注意防渗墙和地基之间的链接
工作人员要对地基的情况进行分析, 将墙底嵌入到地基岩石1.0m当中, 当不透水层埋藏较深的时候, 则应该进行采取灌浆帷幕的措施。
4.3 注意与顶部之间的链接
和顶部之间的链接, 工作人员尽量要往上游布置轴线和防渗墙。防渗墙墙顶的高程应该高于静水位, 工作人员应该将墙顶和坝顶公路相连接, 并留有一定的过渡层。
4.4 墙段的链接
墙段链接的方法多种多样, 工作人员必须根据上文所述的挖 (造) 槽孔施工法选择合适的套接接头、平接接头、双反弧接头、接头管法以及软接头法这几种方法, 在工作的时候, 工作人员也要根据实际情况选择合适的槽段长度, 减少墙段链接的缝数。
4.5 在墙内埋设相应的观察仪器
墙内埋设观测仪器是非常重要的, 主要包括水压力和土压力观测仪, 应力仪器等。工作人员必须根据埋设位置的不同, 选择合适的固定方式。
5 结束语
在建造砼防渗墙墙身质量检查需要在建筑竣工之后一个月进行, 通过检查其是否均匀, 或者墙体本身是否存在一定的缺陷, 及时找出相关的问题, 纠正, 通过对墙段接缝、强度、渗透等方面进行分析, 若不能达标的, 则要及时分析和解决。
摘要：本文主要对病险水库大坝防渗加固砼防渗墙设计进行分析, 结合实际情况给予几点合理的建议。
关键词：病险大坝,防渗加固,砼防渗墙,设计,建议
参考文献
[1]文炜.简析病险水库大坝防渗加固技术[J].科技导向.2012.03 (27) .
防渗加固设计 篇2
因此，提高水利工程堤坝防渗加固技术，对我国水利工程意义重大。
一、水利堤坝工程出险种类及施工方案
1.水利工程堤防出险的主要种类
堤防出险包括渗透破坏、滑坡、开裂和没治，其中以渗透破坏为主。
渗透破坏主要表现为集中渗漏、管涌、流土、接触冲刷、接触流土。
堤防渗透破坏险情可分为三类：首先，堤身产生的险情，主要是由于堤身物质组成的不均匀性和填筑密实度的不均匀性造成的，如部分堤段堤身壤土为粉细砂、砂壤土或存在孔洞、裂缝等，主要表现为散浸、脱坡、漏洞、跌窝等。
其次，堤身和堤基接触带产生的险情，由于筑堤时未清基，堤身堤基接触带物质较混杂。
第三，堤基产生的险情，主要是由于堤基存在透水性较强的砂层、砂壤土层所致。
2.水利工程中堤防防渗施工方案的选择
首先，堤身的防渗处理，可采用截渗墙、锥探灌浆和劈裂灌浆等防渗体。
必要时还可帮堤以加厚堤身或翻挖重新填筑堤身。
其次，对于堤防截渗墙，关键是要采用薄墙和廉价的材料才能有效地降低工程造价。
目前常用的开槽法、深沉法、挤压法造墙均可达到这一要求，其中深沉法造价最低，在墙深小于20m时最具竞争力高喷法造墙价格相对较高，但在一些施工场地狭窄、地下降碍物较多时，有较好的适应性。
第三，对于砂卵砾石含量较高粒径较大的地层，则应考虑采用冲击钻并配合其他开槽方式成睹，当然造墙成本也会大大提高根据堤防工程的特点，对这类地层险工段的肪渗处理，也可考虑采用盖重排水减压反滤保护等其他措施。
二、堤坝工程防渗加固技术分析
1.堤坝防渗处理
堤坝防渗处理原则和主要处理方法。
针对上述几种情况，我国防渗一般采用灌浆或防渗墙措施来处理渗透或降低浸润线，采用防滑桩或压重等措施来提高抗滑稳定性安全系数。
滑坡的处理比较复杂，要从滑坡的起因上解决问题。
最好的途径是降低坝体浸润线或提高土体强度指标。
近些年来，随着土工合成材料的发展，用土工膜或复合土工膜防渗和用加筋材料提高土体稳定性得到越来越广泛的应用。
对坝基渗漏的处理一般依据上游“铺、截、堵”，下游“导、减、排”的原则所谓”铺、截、堵”就是修建铺盖、防渗墙和帷幕灌浆等以减小渗漏量;“导、减、排”是修建导渗反滤体、减压井、排水沟等以降低扬压力。
2.堤坝灌浆防渗的几种方法
(1)劈裂式帷幕灌浆法。
所谓劈裂式帷幕灌浆，主要用于加固堤身，防止堤身渗漏。
其方法是根据堤坝曲直不同情况，用浅孔轻便钻机或更简单的钻具，分别采用梅花形布孔和直线布孔方式，沿堤坝轴线从堤顶离堤外肩1.5m处钻孔，一般孔距3m，孔深根据堤身情况分别以钻透堤身填土或穿过堤身钻入基础1～2m为宜。
灌浆时由下而上，少灌多复;泥浆由稀到稠，循序渐进;压力由大到小，灵活掌握。
这样，可以较好地处理灌浆中出现的冒浆、串浆、滑坡、局部隆起等各种问题，使灌入的泥浆沿堤的轴向形成一道帷幕，达到改善堤身质量、提高坚固度和防止渗漏的目的。
(2)低压速凝式灌浆法。
这种灌浆方法一般用于高危水位下抢险堵塞管涌，它可根据管涌所处位置的地质情况(即粘土层或砂砾层)分别采用30型钻机或50型钻机钻孔，然后先向孔内注入浸水后即膨胀的物质(如黄豆、大米)，再以小于49kPa的压力徐徐向孔内灌入加进速凝剂水玻璃的水泥浆。
注入膨胀物质是为了加大管涌内阻力，减慢管涌内水流速度，防止水泥浆随水流出;加入速凝剂，水泥浆能很快凝固而堵塞管涌。
(3)高压填充式灌浆法。
高压填充式灌浆主要用于堤基基础灌浆，亦用于堤身蚁穴、溶洞的填充。
用于基础灌浆时，须用50m工程钻机在需灌的堤段从堤顶钻孔，孔距1.5～2.0m，孔深以钻入基础穿过砂层进入砾石层2m左右为宜。
灌浆时压力一般为127.40～166.60kPa，套管下到填土层保证堤身干燥，基础部分砂砾层灌入水泥浆，然后逐步提升到土层，以黄泥浆封孔。
这种灌浆法主要用于治理因基础不良而引起的管涌。
用于填充蚁穴、溶洞时，灌浆用30型钻机先在蚁穴或溶洞周围布孔灌入泥浆，形成包围圈，然后进行填充，则填满为止。
(4)通过灌浆加固，形成防渗体此方法适用于浆砌石重力坝。
坝上游面固结灌浆，堵塞漏洞和缝隙，加固补强坝体和提高防渗性能，以进一步提高坝体的承载能力和完整性。
坝下游面追踪固结灌浆，在下游坝面有漏水或溶蚀物出逸的地方，造成水平孔或斜孔，埋注浆管进行灌浆，以堵塞漏水通道和坝体空洞、裂缝，加固坝体，增加坝面稳定性和抗冲刷能力这种反向灌浆工艺，非常适合拱坝和支墩坝工程，对重力坝工程只有搞清扬压力并设排水孔也可采用采用这种方法时最好是坝前无水。
坝面重新剔勾缝，剔缝后，用高标号水泥砂浆干硬性预缩水泥砂浆或用防水材料配制高标号水泥砂浆勾缝，提高坝面防渗漏能力及坝体稳定性、整体性和抗冻融抗风浪淘刷能力。
此方法即“前堵、中截、后追踪”灌浆治漏加固法。
3.混凝土防渗墙技术
(1) 高压喷射防渗墙。
高压喷射防渗墙是借助于高压射流冲击扰动坝基覆盖层，同时灌入水泥浆，使浆液与被灌地层土颗粒掺混，形成防渗墙。
(2)自凝灰浆防渗墙。
自凝灰浆防渗墙是在塑性混凝土墙的基础上发展而来的。
使用水泥、膨润土并掺入少量缓凝剂制成“自凝灰浆，在凝固前可作为造孔中的固壁泥浆，完工后自行凝固，形成墙体起防渗补强作用。
该技术在美国、法国等国家均已使用，我国尚处于起步阶段。
(3)垂直铺塑。
垂直铺塑是利用链斗式挖槽机，通过链条及链斗连续挖掘出渣，形成连续的槽孔，并用泥浆固壁，成槽后随即辅设防渗薄膜，回填粘土。
挖槽深度一般≤15m，槽宽为15～30cm。
适用于砂壤土层，工效较高。
(4)水泥土搅拌桩防渗墙。
运用深层搅拌桩机把水泥浆喷入土体并搅拌，使水泥与土体混合，经水泥的水解、水化和离子交换等一系列反应，硬结成墙长江堤防防渗工程中被广泛应用，共造墙98×104m2，占总成墙面积的69%。
其优点是造价低(90～130元/平方米)，设备轻便，墙厚为25～30cm时，在深15m范围内墙体完整性较好。
适用于细粒料的土砂层及含少量砾石的.砂砾石层。
(5)帷幕灌浆。
帷幕灌浆是把一定配合比的具有流动性和胶凝性的浆液，通过钻孔压入岩层裂隙中，经胶结硬化后提高岩基的强度，改善岩基的整体性和抗渗性。
我国常采用孔口封闭灌浆法，随着二滩、小浪底工程的建设，国际上一些高效率的施工方法，如GIN灌浆法自下而上纯压式灌浆法等引进我国，促进了我国灌浆技术的发展GIN法是前国际大坝会议主席、瑞土学者隆巴迪首先提出的。
中国水利水电基础工程局夏可风在《地基处理新技术在水利水电工程中的应用》一文中指出：GIN法的基本概念是，对任意孔段的灌浆，其能量消耗均为一个定值，这个能量消耗的数值近似等于该孔段最终灌浆压力P与灌入浆液体积V的乘积PV，PV就叫作灌浆强度值，即GIN由于裂隙岩体灌浆时，大裂隙常常注入量大而使用压力小，细裂隙常常注入量小而使用压力高因此，如果在各个灌浆段的全部灌浆过程中，都控制GIN为一常数，就可以自动地对开敞的宽大裂隙限制其注入量，对可灌性差的致密地段提高灌浆压力。
GIN法灌浆自动考虑了岩体地质条件的实际不规则性，使得沿帷幕体的总注入浆量合理分布。
GIN法在欧美一些国家的工程中应用，取得了较好的效果。
参考文献：
【1】康永泉.输水洞(管)加固在堤坝中的应用[J].经济师，，(4)
防渗加固设计 篇3
【关键词】防渗加固；水利工程；堤坝
0.前言
水利工程在我国属于农业、工业以及居民用水都必不可少的基础，同时水利工程也是现代城市的主要水源以及基本的供水措施。水利工程在进行施工建造的过程中，必须要对任何可能出现隐患和缺陷加以控制，并且制定出科学合理的管理措施以及施工规范。水利工程的防渗环节不仅仅是保证水利工程使用质量的重点，同样也是水利工程自身所具有的寿命和关键功能是否能够长久的核心因素，水利工程中所出现的渗透缺陷不但对水资源的造成了极大的浪费，还对堤坝自身的寿命带来了直接的影响，严重情况下，还会给水源下游的居民生命和财产带来威胁。因此，对水利工程施工过程中的防渗技术加以重视，堤坝来说有着极其重要的作用。
1.水坝加固技术
目前，在进行水利工程施工的过程中，在不同水利工程中，其施工形式也有着极大的差别，因此，对于水坝部位所采取的施工措施也必然不同。因此，水利工程在进行施工的过程中，必须要根据水利工程自身的实际情况来选择适合的方式进行施工，以此来使得施工方式能够充分的满足工程需要。其坝体在进行建造的过程中，应当加大对防渗施工的重视，尤其是坝体、坝基在进行施工的过程中，必须要采用帷幕灌浆的方式来对主体上的缝隙进行填补，通过这一方式能够极大的加强堤坝，使得堤坝能够形成重力墙体，保证水利工程坝体自身所具有的整体性和完整性。在对下游面板使用固结灌浆方式加固的过程中，如果堤坝出现了腐蚀或者是漏水的现象，就极易导致水平孔以及斜孔的现象出现，最终促使坝体内部的预埋管道出现开裂的现象，形成严重的坝体渗漏。对于这类坝体缺陷进行处理的过程中，主要是通过埋注浆管的方式来进行孔洞灌注，将坝体之上的所有孔隙和孔洞完全堵塞，极大的提高坝体自身的整体性和抗冲刷能力。在这种情况之下，灌浆修复技术能够较好的对坝体裂缝进行修补。但在实际使用灌浆修复技术的过程中，必须要保证堤坝的前方没有存水，以此来避免混凝土灌浆在渗入的过程中固结不完整，无法起到实际应有的效果。
2.水坝加固技术布孔和造孔应遵循的原则
（1）帷幕灌浆布孔，在渗水坝段的处理中，首先是通过水坝的顶中线进行钻孔，在钻孔中需要结合实际分析，制定出合理的孔距。对孔距中存在的各种问题和因素进行处理，确保钻孔透水性和密度能够满足施工整体性需求。造孔可一次性造孔，也可分序造孔，是通过在破碎地带上下两部分分开凿孔，甚至可以利用分段海浆灌注措施和应用方法。坝体与基岩接触部位和坝基灌浆，也可以采用上游坝体的方式进行灌注，确保灌注浆能够与坝体紧密结合，形成统一的整体。在灌浆技术中帷幕灌浆孔应当遵循设计原则，避免出现孔距过大而形成结焦现象，同时对渗水部位的梅花形钻孔进行处理，根据漏水情况确定，钻孔位置，并且选择能够满足当前施工需求的工艺。
（2）施工要求。
先放空水库或将库水位降至灌浆部位以下，再灌浆施工，并做好灌浆各项记录。洗孔；灌浆前应对孔壁、孔底及裂缝进行冲洗，采用风水联合冲洗方法，水压力不大于本段灌浆压力的75%，时间以孔深浅确定，直到回清水为止。
维幕灌浆；①采用孔内循环法，自上而下或自下而上分段灌浆，最后全孔灌注。分段灌浆时，要在遭浆段以上0.5m处加胶塞封堵。通过论证，也可采用小口径钻孔孔口封闭灌浆法；②坝体内灌浆长度，一船5nt左右较好，孔深不超过8m时，可全孔一次性灌注；③灌浆压力按设计控制，但要低于抬动试验极限压力，一般控制在0.2MPa-0.4MPa。
坝面固结和追踪灌浆：①在孔内预埋注浆管，孔口管周围用干硬性水泥砂浆填堵，采用内径20mm钢管，长50cm，插入孔内40cm，外露5cm-10cm，管头要加工丝扣，以便与输浆管连接；②采取一组四孔并联灌浆法，也可单孔或两孔一起灌注。对坝后漏水处重点孔位要采取单孔重点灌浆。灌浆压力按设计控制， 一般采用0.2MPa-0.25MPa。
浆液的浓度；灌浆时应遵循由稀到浓的原则，根据压水试验逐级改浓。坝体当注入浆量大于30L/min时，可越级变浓。当某一级浆液灌注400L以上，而灌浆压力和吸浆量均无明显改变时，可改浓一级浆液灌注。浆液水灰比一般采用重量比8：1、5：1、3：1、2：1、1.5：1、1：1、0，8：1、0.6：1、0.5：1九个级别。根据设计，必要时还可掺和粉煤灰、砂于、石英粉、铝粉等。在灌浆过程中，浆液要每隔一小时测定一次比重。灌浆时要分2-3序灌注，同时一定要进行复灌。在设计压力下，当吸浆量不大于0.4L/mio时，再续灌30分钟即可结束。
3.高压喷射灌浆技术
在堤坝防渗工程中，高压喷射灌浆技术与常规砼防渗墙相比，可不同程度地降低工程造价，具有开挖量小，施工方便，占地少，对临近建筑物影响小等特点。此项技术很大程度地提高了江、河、湖、库、渠的堤坝防渗抗灾能力，减轻防洪压力，对保障人民生命财产安全以及社会经济发展将起到积极的作用，其社会效益是十分明显的。
施工中所用技术参数因使用高喷的方法不同而不同。所用的灌浆压力不同，提升速度也有差异。对各类地层而言，若使用同一种施工方法则水压、气压、浆压的变化不大，唯有提升速度变化较大，是影响高喷质量的主要因素。一般情况下，确定提升速度应注意下列几个问题：因地层而异，在砂层中提升速度可稍快，砂卵（砾）石层中应放慢些，含有大粒径（40cm以上）块石或块石比较集中的地层应更慢；因分序而异。
4.坝下覆盖层技术
坝下覆盖层多是冲积层， 一般颗粒比较粗， 筑坝以前必须做防渗处理。我国有些土坝处理不彻底或未处理， 水库蓄水以后， 由于水力坡降增大出现渗透破坏。利用传统的槽孔混凝土连续墙处理。槽孔需要自坝顶穿过坝体、覆盖层至基岩， 或放空水库自坝前脚造孔深至基岩不透水层。第一种情况为混凝土连续墙一直浇至坝顶或只浇覆盖层， 妄做了坝体的槽孔，加大了混凝土浇筑量而且有损于坝体稳定。第二种情况， 如果防渗体在坝体以内， 混凝土防渗墙和原坝体防渗体的连接是一大问题。而利用高压喷射灌浆技术重做覆盖层防渗体系是一较好的方案， 它的优点是不需要开挖， 只需根据设计的防渗体范围钻孔喷浆营造某一几何形状的防渗体， 不破坏坝体， 不需要水库放水， 造价便宜， 施工速度快1 据统计， 我国利用该项技术已成功处理了100 多座水库。
5.结语
综上所述，堤坝防渗技术对于水利工程来说有着极其重要的作用，尤其是一些地处偏远并且具有荒漠性的水利工程所处的特殊区域要进行水利工程防渗技术显得尤为重要，特殊区域施工本就极为困难，而二次进行修复等工序则更是极为繁琐，因此，采取一劳永逸的解决措施来使得水利堤坝等能够保持较长的使用寿命，这不仅能够为周边居民带来较好的生产效益，还能够为工程建设带来极高的经济效益，同时也是堤坝防渗技术的发展提供了重要的依据。
【参考文献】
[1]易荣军.浅议帷幕灌浆技术在水利工程施工中的应用[J].中国高新技术企业，2009（24）.
[2]王保顺.对水工建筑物常用加固技术的研究[J].黑龙江科技信息，2009（35）.
防渗加固设计 篇4
目前, 我国的水利工程建设处于快速发展的时期, 对于水库大坝的使用也不断增多。而在水库大坝工程中, 做好防渗加固工作十分重要, 对此必须重视水库大坝的除险加固设计, 以有效的保障水库和河道的防洪安全。
2 水库大坝的除险加固防渗设计处理的重要性
对于水利工程而言, 水库大坝是十分常见的建筑, 且水库大坝对于调节水源以及涵养地方经济发展有着重要的作用。水库大坝能够在夏季雨量充沛的时期及时的储存水源, 在雨水较少的时期开闸泄水, 从而确保农业长期稳定的发展。我国水库大坝的建设通常建设时间较长, 因此可能会存在诸多病险水库, 加上设计的标准偏低, 导致输送水的能力较弱。为此, 在进行水库大坝除险加固防渗设计的过程中, 需要及时的针对水库大坝病害情况做好水库大坝的改良设计, 从而有效的做好降水量的调节。
对水库大坝进行除险加固防渗设计的过程中, 需要制定有效的设计方案, 比如, 针对大坝渗漏问题, 需要采取有效经济的防渗技术措施, 结合水库大坝的溢洪道泄流水面线实际情况, 进行边界加固工作, 通过加厚地板等方法, 保证开展水利工程建设更具科学性以及实用性。
3 水库大坝除险加固的防渗设计具体处理方式
3.1 提高大坝坝体结构的稳定性
3.1.1 具体水库大坝的结构分类
水库大坝防渗加固时, 所采取的措施必须遵循遵守上堵中截下排的原则, 需借助天然粘土以及人工填筑粘土的方式进行整体水平铺盖。此外, 水库大坝除险加固还可采用垂直防渗的方式, 具体方法有:高压喷射灌浆防渗、混凝土防渗墙、倒挂井防渗墙以及劈裂灌浆防渗等。大坝的坝体需要根据上下游坡度的陡缓度采取相对应系数放缓对策进行实际施工。
3.1.2 加强大坝其他建设项目的结构维护
要想稳定大坝结构, 还需要加强护坡工作, 做好涵洞危险灾情处理、排水棱体处理, 从而提高泄洪道排水的能力, 实现大坝改造除险加固的目的。滑坡对于水库大坝有着直接的影响, 因此需要结合滑坡作用特点、自身性质、形成原因、滑坡范围、规模、滑坡的边界条件等, 做好力学参考工作, 从而实现滑坡有效处理, 保证其安全稳定性。
3.1.3 做好大坝坝体加固, 提升抗震能力
进行水库大坝除险加固的工作中, 还需要加强其抗震能力, 做好地震震级、地震烈度的检测工作, 进行大坝坝体的加固。对于大坝坝体的抗震加固, 还要做好水库大坝坝顶的超高设计, 从而放缓坡坝, 以促进水库坝体的上部坝坡稳定性。因为水库大坝的上部地震惯性较大, 需要进行增厚加固, 一般采用石块/石块砌体进行增厚, 同时加设钢筋槽笼以提高水库大坝建设的稳定性。要想做好钢筋、土石方格的设置, 需要注意做好水库下游坡坝的加固, 避免开闸泄洪出现下游坝坡被冲毁的问题。
3.2 提高水库的除险加固能力
3.2.1 采取有效的水库除险加固措施
水库大坝除险加固设计, 必须以简便可行为主要原则, 从而保证工程的经济性。做好水库大坝除险加固工作, 要求施工人员在施工现场做好地质勘查工作, 对大坝渗流情况进行具体分析。通常情况下, 大坝坝体的裂缝产生后不进行及时处理则会导致出现大坝整体溃堤, 因此在水库大坝除险加固的过程中, 第一步便要解决裂缝的问题, 有效的达到加固的目的。如果渗流的情况不严重, 则可采用高压单管混凝土旋喷施工技术, 保证渗流缝隙得以堵塞, 从而有效避免混凝土板产生胀裂。此外还可采用翻砌的施工方式以处理裂缝渗水的问题, 实现接缝处理。在水库大坝的上游, 还可选择混凝土面板防渗技术。因为混凝土面板属于刚性体, 容易出现裂缝问题, 所以进行水库除险加固时一般采用单管高压旋喷造防渗墙施工的方法, 从而保证水库大坝防渗工作的顺利开展。
3.2.2 水库的防渗技术
水库一旦产生渗水问题, 由于水库大坝的内部基本结构在强大的水压作用会出现松动或部位的变化, 所以需要采用有效的水库防渗技术, 从而达到坝体防渗的目的。一般采用混凝土防渗墙、高压喷射灌浆、帷幕灌浆、深层搅拌连续墙等措施进行防渗, 从而有效的提升水库大坝整体施工的质量。
3.2.3 坝体的加固渗漏处理技术
大坝坝体加固主要是为了加强坝坡的整体结构坚固性, 通过坚固坝坡的内部结构以提升工程整体的抗剪强度。其加固渗漏处理技术一般采用高压旋喷防渗墙技术, 通过设计、质量检查保证施工质量, 同时借助开挖回填、增设防滑体以及放缓坝坡等方式采取有效的防滑措施并掺合土料以达到防渗的目的, 从而实现坝体加固, 以确保水库大坝整体的质量及稳定性。
4 结合实例分析水库大坝除险加固防渗处理设计
本工程为某水库大坝工程, 大坝坝址以上的集雨面积约为0.85km2, 最大坝高为13.2m, 水库的总库容面积约为20.7m3。本大坝为均值土坝, 坝顶高程为900m, 坝底的开挖高程约886.8m, 坝体的平均建基面高程约886.8m, 坝顶长度为54.1m, 坝顶的厚度约4.4m。上游坝坡为单坡, 以块石砌护施工, 坡比为1:2.2;下游坝坡种草, 高程893.4m, 且设置马道, 马道的上坡比约为1:1.65, 下坡比约1:2.27。坝趾处则设置堆石棱体以达到防渗的目的, 棱体顶宽2.9m, 内坡比为1:0.5, 外坡比则为1:2.41。本水库主要功能以灌溉为主, 是结合养殖、防洪的综合利用小 (2) 型水库。该水库大坝属于5级建筑物, 正常水位高约897.0m。对本大坝土体进行分析, 其土工颗粒中粘粒含量约24~47%, 粘粒含量较大, 塑性约7.2~13.5, 土料总体质量一般。
目前水库大坝坝体出现渗流, 经过调查分析其主要原因为: (1) 坝身填筑的质量较差, 造成坝体内部出现渗流通道。 (2) 坝体、坝基以及基础接触部位未做好防渗处理。所以需要及时进行坝体防渗高压喷浆施工, 进行坝基与接触段帷幕灌浆施工, 以减少渗流量。进行坝体的单管高压旋喷防渗设计, 制定相应方案。选择旋喷防渗墙的轴线, 按照大坝的地形特点以及应力条件, 在土坝轴线的上游设置高压旋喷防渗墙, 采取平行原坝轴线的方式进行旋喷加固。
加固后需进行渗流安全性分析及评价, 首先需要进行断面计算。大坝属于均质土坝, 选择大坝的最大断面实施断面计算, 大坝渗流计算采用Auto BANKV6.1软件进行计算分析。具体计算结果如下:
(1) 上游水设计正常蓄水位, 高度为897.8m, 下游无水时分析渗流稳定性。通过相关计算坝体的单宽总渗流量计算公式为q=9.0cm3/s·m, 最大的水力坡降0.12, 出现于大坝的上游面高程渗流口位置, 高度为897.8m。
(2) 上游库设计洪水位, 高度为898.59m, 下游无水时分析渗流稳定性。通过相关计算坝体的单宽总渗流量计算公式为q=11.0cm3/s·m, 最大的水力坡降0.13, 出现于大坝的上游面高程渗流口位置, 高度为898.59m。
(3) 上游库、校核洪水位, 高度为899.07m, 下游无水时分析渗流稳定性。通过相关计算坝体的单宽总渗流量计算公式为q=11.0cm3/s·m, 最大的水力坡降0.14, 出现于大坝的上游面高程渗流口位置, 高度为890.07m。
(4) 上游库校核洪水位, 高度为899.07m, 骤降至溢洪道的堰顶高程897.0m, 下游无水时分析渗流稳定性。通过相关计算坝体的单宽总渗流量计算公式为q=11.8cm3/s·m, 最大的水力坡降0.20, 出现于大坝的上游面高程渗流口位置, 高度为899.07m。
对所得结果进行分析, 按照大坝填土颗粒进行分析实验, 确定大坝填土的渗透变形为流土类型。采用单管高压旋喷防渗墙技术进行处理后, 各部位渗流情况得以有效处理, 达到了坝体除险加固防渗的效果, 满足水库的使用要求。
5 结束语
总的来说, 水库工程有着重要作用, 尤其在防御洪水灾害以及确保国民经济建设等方面有着重要地位。所以, 一定要做好水库大坝安全管理工作, 加强除险加固防渗设计与处理, 完善水库的鉴定制度, 及时的掌握工程的动态, 从而确保大坝工程安全的运行。
摘要：众所周知, 开展水利工程的建设有着重要意义。水库大坝是水利工程中最为常见的建筑之一, 在水利工程中占据重要地位。基于此, 必须加强已建水库大坝除险加固防渗工作, 本文即针对此展开了具体分析。
关键词：水库,大坝,除险加固,防渗,设计,处理
参考文献
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水利工程中堤坝加固防渗施工技术 篇5
关键词：堤坝;加固防渗;水利工程;灌浆施工;灌浆设计
由于历史的原因，现有的水工建筑大部分都已修建多年，加上旧时的施工技术还不够完善，导致部分水工建筑存在渗漏等安全隐患，因此对这些大坝进行加固防渗施工迫在眉睫，同时选择哪种加固防渗施工技术尤为重要。
在各种加固防渗技术中，劈裂灌浆施工技术运用最为广泛，在大坝防渗漏处理和工程加固处理中具有明显的技术优势与经济效益，在文章中进行简要的分析。
一、当前我国堤坝的状况
我国水资源丰富，水库数量全世界排第一，其中大、中、小水库加起来有9万余座之多，水岸堤防共计27万余千米，这些水利工程在经济建设和抗洪抗旱方面起到了非常大的作用。
随着时间的流逝，很多水坝年久失修，存在着一定的安全隐患，既不能为经济建设做出应有的贡献，也无法保证广大人民的生命财产安全，偶尔还有决堤溃坝事故的发生，因此，大坝安全备受关注。
对已发生的大坝事故进行分析，事故发生原因大致可以归结为以下几类：渗漏管破损导致渗漏约占31.7%，坝体裂缝导致渗漏约占25.3%，运行年份长且年久失修导致事故发生的约占14.2%，由于大坝护坡坍塌导致事故发生的约占6.5%，其他原因导致事故发生约占11.4%。
以上分析中得出：对问题大坝进行加固防渗或工程修改势在必行。
这就需要研究一种工艺简单，造价低廉，效率高的防渗技术来处理这些问题大坝。
在现有的各种防渗技术当中，劈裂灌浆防渗加固技术运用最为广泛，比较符合现实的需要，具有多、快、好、省的特点，是最适用且效率最高的技术之一。
二、劈裂灌浆
1、劈裂灌浆技术的施工工艺
劈裂灌浆技术方案最主要的特点是造价低、施工快。
劈裂灌浆的主要施工工艺是：施工过程中沿坝轴线布孔，由于坝体小主应力大体上沿坝轴线分布，施工过程中利用灌浆压力沿坝轴线将坝体劈裂，然后灌入泥浆构造浆体防渗帷幕，在构造帷幕的同时还消除了坝体中原本存在的裂缝和洞穴等坝体隐患，也就是说在防渗的同时还达到了加固的目的，这种施工工艺即简便易行又经济合理。
灌浆材料采取就近原则，这样就可以有效降低工程成本，同时还减少了对坝体周围环境的污染问题。
劈裂灌浆技术另一个优点就是在构造新施工技术的同时不需要释放原有的坝体应力，这一优点使得劈裂灌浆技术有很广的适用范围。
这一特点是劈裂灌浆技术与其他技术的区别所在，其它防渗技术大多数采用的是制作新的防渗体这一方法，而不是对原有的坝体进行恢复，这种做法首先造成一种浪费，然后新做的防渗体的断面无法与原有的防渗体进行调节，防渗效果不佳。
综上所述，在对各种防渗技术进行对比以后可以发现，劈裂灌浆技术无论是在施工工艺、工程造价还是在防渗效果方面都要优于其它方法，值得大力推广。
2、我国劈裂灌浆技术的发展
在我国，目前劈裂灌浆技术的主要作用对象为低坝，80 年代通过大量的实践证明了压力劈裂坝体灌浆的可行性，同时在实践过程中劈裂灌浆工艺合理、机理明确、灌浆质量好、施工速度快，经济效益好等优点被逐步证明。
劈裂灌浆被大力推广并得到进一步的研究，取得了丰富的研究成果。
劈裂灌浆技术发展到现在已经相当的成熟，该技术现在主要的作用对象为均质坝和心墙坝，而且对坝体质量交叉，坝体存在裂缝或空隙、下游坡漏水，甚至存在渗透变形的坝体也同样适用。
单劈裂灌浆并不是适用于所有的情况，以下几种情况就不适用：一是粗砂及卵砾石坝基，二是坝体存在滑坡裂缝，三是斜墙坝和面板堆石坝。
这些坝体都不适用于劈裂灌浆技术。
三、灌浆设计
文章以某一中型水库为例对灌浆设计进行简要分析。
对于水库围坝而言，解决坝体与坝基接触面的渗漏是灌浆防渗加固的重点，主要目的是防止坝体和坝基的渗透破坏。
灌浆的同时还对围坝坝体进行了加固，相当于间接增加了水库的蓄水能力。
3.1 灌浆孔布置
根据围坝的实际情况，布设两排孔平行坝于轴线。
主排孔与前坝肩相距2 米，钻孔深度8米，深入坝基的`深度为3米，这种结构的主要目的是为了满足坝体和坝基的防渗要求，构造浆体防渗帷幕。
主排孔与副排孔相距3米，钻孔深4米，这样就能使得坝体产生湿陷固结，达到改善和调整坝休内部应力状态的目的。
主排孔和副排孔间距均设计为4米，然后在施工过程中将主排孔最终孔距加密到2米。
3.2 装液材料和灌装质量
保证灌浆质量最重要条件就是必须选用合适的浆液。
对浆液的一般要求主要有：稳定性高、可灌性好、析水固结快，最终形成的浆体具有防渗性能强的特点。
在很多工程施工中，结合坝体特点为便于就地取材会将灌浆土料选择为粉质壤土。
对灌浆的质量要求主要把握好以下几个方面：①主排孔形成竖直连续的浆体防渗帷幕;②有效防渗帷幕厚度15cm 以上;③浆体的干容重1.609/cm3;④浆体的渗透系数1×10- 6cm/s。
劈裂灌浆的过程是先压密后劈裂，土体和浆液的作用过程可分为三个步骤：第一：初始鼓泡压密，第二：劈裂流动，最后是被动土压力阶段。
四、灌浆施工
在灌浆的时候所采用的原则是先两边后中间的原则，内外坡的两排孔最先灌浆，这两排孔完工三到五天后，水分会逐渐渗透，应力会得到调整，此时再进行中间一排孔的成孔和灌浆。
第一、随着成孔和灌浆的逐步增加，在灌浆过程中应采用间隔成孔和灌浆的方法，如果采用一次性成孔有可能产生穿孔现象。
第二、灌浆施工过程中，采用钻孔一次钻孔到位、自下而上分段、孔内纯压式拔管灌浆工艺，孔内灌浆分段的长度一般为二到三厘米，一个孔分为两段灌浆，先对孔的下段(孔深二到三米)进行纯压式灌浆，待达到灌浆结束标准后，再拔管对上段进行纯压式灌浆。
第三、灌浆材料：灌浆材料是指为了达到防止渗漏增加承载能力、及提高构筑物整体性能等效果，在高压作用下注入岩石、地层或构筑物的孔洞、缝隙里的流体材料。
在施工中一般采用黏土和水泥的混合材料进行灌浆，黏土和水泥的配比为9：1;这样配比的灌浆既有粘土浆的浆液稳定性好的优点，也有水泥浆的结石强度高的优点，这里一定要注意比例问题，水泥的比例并不是越高越好，为了达到工程实际效果黏土和水泥的比例必须要严格控制，灌浆材料以就近原则为宜，土料以粉质黏土或重粉质壤土为最佳，根据相关规范要求做相关试验检测土料场土样作，检测土料的有机质含量、颗粒组成、容质量、碱性物质含量、塑性指数、液限等是否满足施工的具体要求。
堤坝劈裂灌浆施工专业性强、施工要求高。
单凭一个好的灌浆设计是无法达到好的灌浆质量的，还需要高质量高经验的施工队伍的施工配合。
施工队伍必须具有对灌浆施工过程进行全面监测的能力和手段，在整个灌浆的过程中，对灌浆工程进行全面监测，发现异常及时向建设和设计单位反映情况，并能及时地采取正确的处理措施，使隐患消灭在萌芽之中。
参考文献：
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水利工程堤坝防渗加固技术 篇6
关键词：水利工程；堤坝；防渗加固
中图分类号：TV543文献标识码：ADOI编号：10.14025/j.cnki.jlny.2015.10.035
1堤坝灌浆防渗的常用技术
1.1劈裂式帷幕灌浆
这种方法常用来加固堤身，起到阻止堤身渗漏的作用，在操作时常应用轻便钻机，在堤身钻孔，根据堤坝的弯曲及坚直程度，可采用梅花布孔方式，也可以采用直线布孔，孔距一般为3米左右，深度要根据堤身的情况来定，最低要钻透堤身的填土，或更深一步钻入堤身基础1米或2米深，钻孔位置以距离堤坝轴线从堤顶离堤外肩1.5米处为孔中心进行钻入。钻好孔后要进行灌浆，灌浆时先从孔底开始，浆液从底部进入会产生一定的压力，使坝身产生劈裂，浆液凝结后会在坝身形成一道帷幕，起到阻止渗透的屏障，灌浆时要注意少灌多次，自下而上，压力控制要由大到小，根据情况灵活控制，泥浆由稀到稠、循序渐进地进行，避免串浆、滑坡、局部隆起等问题出现。
1.2低压速凝式灌浆
这种方法一般多用在渗漏严重的情况下进行快速抢险，能处理高水位下的管涌险情。使用此方法处理管涌时，要先对管涌的位置进行地质勘察，确定管涌所处位置的地质情况，探明是属于粘土层还是砂砾层，然后再用钻机进行钻孔，常用30型或50型钻机，钻好孔后，先向孔中注放膨胀剂，膨胀剂遇水会发生膨胀，早期一般用黄豆或大米，现在工程中用膨胀剂取代了这些物质，然后再慢慢向孔内灌入速凝水泥浆，水泥浆中加入了速凝剂水玻璃，这样在膨胀剂的阻力下，管涌内的水流减少，避免水泥浆流出，在速凝剂的作用下，水泥浆能在短时间内凝结，从而达到堵塞管涌的效果。
1.3高压填充式灌浆
这种灌浆的方法主要应用在基础灌浆，一般在进行堤基处理时常常用到，同时在堤坝的运行过程中，如果遇到蚁穴或是溶洞时，也可以用这种方法进行处理。在处理地基时，一般可用50型钻机进行钻孔，确定需要处理的堤段，在堤顶钻孔，孔距控制在1.5～2.0米之间，深度要钻入基础，再穿过砂层，深入到砾石层2米左右，然后从下至上灌入水泥浆，套管要深入到填土层，要确保堤身干燥，边灌边慢慢提升套管，灌满后用黄泥浆封住孔口，这种方法在加固因基础处理不好而引起的管涌十分有效。在处理蚁穴或溶洞时，一般是先用30型钻机，先在蚁穴或溶洞周围进行钻孔，然后再进行泥浆填充，在这些穴洞周围形成包围，直到填满为止，达到充满穴洞而加固的作用。
1.4通过灌浆形成防渗体加固
这种方法主要用于坝体和坝基的加固，通过灌浆达到填充漏洞和缝隙的目的，灌浆后在坝体或坝基中形成防渗体，较适于浆砌石重力坝。一种方案是在堤坝上游面进行固结灌浆，达到对坝体中的漏洞和缝隙进行填充的目的，起到防渗和加固坝体的作用，提高坝体的承载力同时使坝体形成一个完整的整体。另一种方案是在坝下游面进行追踪固结灌浆，如果坝下游面出现漏水或有溶蚀物出逸，就会形成一些水平孔或倾斜的孔，对这些进行埋注浆管进行灌浆，可以有效填充漏水孔道和坝体中的一些漏洞、裂缝，从而达到加固坝体、堵塞水孔的目的，有效增加坝面的稳定和抗刷能力。这是一种反向的灌浆工艺，对于拱坝和支墩坝工程比较适用，对于重力坝，在采用这种方案前，要分析压力并设排水孔，施工时最好坝前处于无水状态。
2混凝土防渗墙技术
2.1高压喷射防渗墙
这种方法是利用高压喷枪，把水泥浆以高压力喷射，形成高压喷射流，在处理坝基时，会使坝基的覆盖层被扰动，伴随水泥浆的射入，土层中的颗粒会与水泥浆形成混合，水泥浆凝固后就成为一个整体，形成一道坚固的防渗墙，达到阻渗的作用。
2.2自凝灰浆防渗墙
这种方法是对灌浆进行处理，在水泥、膨润中的混合浆液中加入一些缓凝剂，从而形成一种“自凝灰浆”，在凝固前可以作为钻孔时的固壁泥浆，完工时，会自行凝固，从而形成一道坚固的墙体，起到防渗的作用，同时增加坚固性。
2.3垂直铺塑技术
这种方法就是用开槽机进行开槽作业，在开槽进行不断作业的同时，把泥渣掘出，形成连续的槽，然后再用泥浆进行固壁处理，然后再在槽的表面铺设防渗膜，最后再进行回填粘土，这种方法对于土质较软的砂壤土层比较适合，利于开槽机作业，效果要比别的方式好。
2.4水泥土搅拌桩防渗墙
运用深层搅拌桩机把水泥浆喷入土体并搅拌，使水泥与土体混合，经水泥的水解、水化和离子交换等一系列反应，硬结成墙。这种方法的优点是造价低，设备轻便，墙厚为25～30厘米时，在深15米范围内墙体完整性较好。适用于细粒料的土砂层及含少量砾石的砂砾石层。
2.5帷幕灌浆技术
这种方法是在处理坝体渗漏中常用的一種技术，经过帷幕灌浆处理后的坝基能大大提高整体性和抗渗性，处理的主要方法是先对要处理的坝基进行钻孔处理，孔深要达到岩层，然后把浆液压入到岩层的缝隙中，浆液是按一定的配合比调制出的具有一定的流动性和胶凝性，被压入岩层裂隙后，胶结硬化会和岩基结成整体，从而提高岩基的强度，防渗性能大为提升。
3结语
堤坝的安全运行对于防洪防汛十分重要，是确保农业生产及人民生命财产安全的重要保障，水利工程中的堤坝防渗加固工作事关千家万户，是水利管理的工作重点，在堤坝的日常管理中一定要形成堤坝的巡查制度，及时发现堤坝的渗漏情况并采取针对性的措施，对堤坝进行防渗加固，确保堤坝稳定与安全。
防渗加固设计 篇7
关键词：土石坝加固,修建,防渗墙,设计
在我国, 随着水利建设的迅速发展, 对水库土石坝的工程质量越来越重视。但目前国内修建的很多土石坝仍存在质量普遍差等问题。例如坝基存在渗水通道的工程败笔, 坝体存在裂缝、沉陷、渗漏等现象。未解决土石坝的稳定性工程质量问题, 应特别注意其加固的设计。而伴随着防渗墙施工工艺技术的成熟和施工工具的不断改进完善, 将防渗墙用于水库土石坝的加固设计, 已经成为土石坝加固工程的重要方法, 而且以往的经验数据告诉我们, 防渗墙在土石坝加固中的应用成果是可喜可贺的。本文笔者结合自身多年的工作经验, 阐述防渗墙的设计过程和施工应注意的几个方面, 并提出有关防渗墙的施工建议, 旨在为类似工程提供借鉴和参考价值。
1 土石坝防渗墙的设计过程
1.1 防渗墙的设计深度的确定
土石坝防渗墙的底部用作坝基时, 防渗墙底部在设计时应要求开挖截水槽, 将全风化岩挖除, 原则上嵌入相对不透水层 (弱风化岩) 0.5m~1.0m左右, 顶部嵌入坝体防渗体中。当土石坝防渗墙的墙体用作坝身或坝基时, 其顶部与坝顶防浪墙相接或低于坝顶0.5m左右。
1.2 防渗墙墙体厚度的确定
土石坝防渗墙厚度的确定除了应满足墙体的抗渗性、耐久性、墙体应力和变形的要求等条件外, 还应考虑其土石坝所在地的地质情况及其施工的机械设备等因素。
在土石坝防渗墙的厚度计算方面, 国内尚未有严格的防渗墙设计规范。有关防渗墙的渗透量的计算和渗透稳定分析以及强度、变形许可范围等的计算没有规范的计算方法和理论理论依据。而在土石坝的设计方面, 以往的经验都是以防渗墙破坏时的水力坡降作为参考, 来确定墙体厚度 (δ) , 其计算公式如下所示[1]:
式中:∆Hmax为作用于防渗墙的最大水头差 (m) ;
K为抗渗坡降安全系数, 一般取3~5;
Jmax为防渗墙渗透破坏坡降, 取300。
根据以往修建的防渗墙数据统计, 防渗墙允许承受的水力坡降JP=Jmax/K可达到100, 当K=5时, JP为60, 假定防渗墙承受的最大水头差与坝前水深相同。
1.3 防渗体插入高度的确定
根据《碾压式土石坝设计规范》, 防渗墙的墙顶插入坝体的高度以1/10坝高最佳, 而且应保证防渗墙插入坝体的高度应不小于3m。基岩内1.5m至坝基面以上3m处可采用C10混凝土, 为了使防渗墙能与坝基整体协调, 距坝基3.0m以上可采用塑性混凝土修建, 而墙顶部则用高塑性粘土封顶。
1.4 防渗墙的墙体材料确定
材料的好坏很大程度决定土石坝的加固修建质量。因此, 在防渗墙的墙体材料选择方面, 应参考国内外己建防渗墙的经验, 一般采用塑性混凝土作为墙体材料比较合适。这种材料的特点是抗渗性能好, 变形模量较低, 极限应变值大, 适应变形能力强等[2]。
2 土石坝加固修建防渗墙的施工应注意的问题
2.1 应力集中造成墙体破坏
由于防渗墙弹性模量一般比周围覆盖层地基的弹性模量高出数百倍甚至上千倍, 因此可把防渗墙看成一刚性体, 当地基承受上部荷载产生压缩变形时, 防渗墙顶部所承受的载荷远大于上部土柱的荷载, 而墙体两侧同时也承受较大摩擦力。由此造成防渗墙的在工程中的实际承载应力远远大于其设计强度, 从而产生防渗墙开裂甚至破坏等后果。
2.2 工程投资较大、施工工期长
随着对防渗墙的受力分析研究的不断深入, 人类对防渗墙的稳定性和强度有了更进一步的了解和掌握。在工程上, 为了尽可能减少防渗墙出现裂缝等不良后果, 防渗墙在设计时不可避免地考虑大量的钢筋的添加, 以此增加防渗墙的抗裂性能。但这设计思路造成工程造价的增加, 更重要是施工工序的增加, 甚至会延长施工工期[3]。
3 提高土石坝的加固修建防渗墙的施工质量的建议
综合以往土石坝的防渗墙施工所暴露出来的质量问题, 经验告诉我们, 技术问题的总结需要认真考虑, 前面的土石坝防渗墙的修建经验对今后类似大量的中小型工程的设计、施工都有着重要的指导或借鉴作用。以往的施工质量问题, 为防渗墙的设计与施工提供技术参考, 一定程度上避免发生类似的施工败笔。笔者根据多年的防渗墙的应用经验和体会, 提出几点提高土石坝的加固修建防渗墙的施工质量的建议[4]。
(1) 采用混凝土防渗墙处理水库的坝基渗漏问题, 可有效控制土石坝的整体质量, 比较彻底的消除坝体或坝基的施工隐患, 是一种较为积极稳妥和直观可靠的根治土石坝整体质量处理方法, 值得借鉴。
(2) 注重防渗墙的施工过程的质量控制, 这样才能有效保证防渗墙的修建质量, 确保水库土石坝的安全。在施工过程, 应根据坝体填筑料的质量、土石坝的设计深度、坝体高度、渗透性以及基岩的特性进行充分研究探讨, 选择合适的墙体材料和最佳的施工工艺。同时在施工过程应认真考虑坝体的密实度和坝体自身的稳定性, 做到从临建工程、防渗墙造孔、孔形及清孔、混凝土浇筑过程等方面进行质量的全面控制。
(3) 认真对待作为临时工程的临建工程, 因为其在防渗墙造孔过程中起到非常重要的作用, 可以说是防渗墙施工中不可缺少的一部分。
(4) 在施工过程, 应尽量缩短各槽段的施工时间。
(5) 混凝土浇筑质量好坏决定了防渗墙质量好坏的最为重要的因素。因此在混凝土浇筑过程, 首先要严格按设计的防渗墙物理力学指标配制合格的混凝土;并按规定要求严格控制浇筑导管间距及导管距孔端的距离;在浇筑过程中, 要控制混凝土面的高差在0.5m内, 并控制混凝土浇筑强度。对防渗墙与临近建筑物的结合部, 如开挖困难, 止水难以施工, 可考虑采取局部充填灌浆措施, 保证防渗的可靠性与整体性。
4 结语
我国在加固修建防渗墙方面的技术尚未成熟, 很多设计方面的计算不够规范, 但以往的土石坝加固修建防渗墙的建造经验为今后的类似工作提供很好的技术交流参考。土石坝的加固修建防渗墙的质量问题是多方面的, 例如勘测数据不足, 设计不周, 施工质量控制不好或管理运行欠妥等, 均可造成防渗墙出现致命的质量问题。所以在土石坝的加固修建防渗墙时, 应结合多方面的影响因素, 根据具体的实际施工情况, 分析其承载的受力问题, 设计最合适的施工工艺和最佳的施工方法。
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防渗加固设计 篇8
牛鼻潭拦河水闸地处咸安区双溪桥镇杨堡村, 位于高桥河流域杨堡河, 是一座以灌溉为主, 兼有防洪、供水和发电的挡水建筑物。牛鼻潭拦河水闸总宽51.6m, 枢纽由拦河闸、冲沙闸和牛鼻潭3级电站组成。拦河闸由5孔翻板闸门组成;冲沙闸布置在拦河水闸右端, 1扇垂直起降平板钢闸门, 闸门设有1台150kN电动螺杆启闭机;牛鼻潭3级电站为河床式电站, 包括4孔电站进水口、1孔电站冲沙闸。
牛鼻潭拦河水闸于1975年3月兴建, 1976年8月竣工并投入使用。根据《湖北省咸宁市咸安区牛鼻潭拦河水闸安全鉴定报告》评定该闸为3类闸, 属Ⅲ等中型工程。本次除险加固方案的主要内容:
(1) 原混凝土水力自动翻板闸门改为平板钢闸门;
(2) 闸室基础和两岸闸肩进行防渗处理;
(3) 新建铺盖和启闭机房;
(4) 拆除重建消能设施, 消力池进行加长, 新建海漫。
2 设计条件
(1) 水文条件。采用暴雨途径法推求洪水设计流量, 然后根据牛鼻潭拦河水闸相关频率设计流量和闸下游断面水位~流量关系, 经计算得牛鼻潭拦河水闸特征水位和流量成果, 见表1。
(2) 地质条件。根据地质勘察, 拦河水闸建设时进行了清基, 原河床砂卵石已清除, 水闸基础直接坐落于强风化泥质粉砂岩上, 下部为弱风化泥质粉砂岩。根据试验成果与工程经验, 闸基岩石物理力学指标推荐值见表2。
强风化泥质粉砂岩地基承载力满足水闸荷载要求, 但渗透性稍大, 建议对地基强风化砂岩进行帷幕灌浆, 消除其渗透隐患。拦河水闸两岸闸肩地基上层为素填土, 中间层为砂卵石层, 下部为强风化泥质粉砂岩, 据现场调查, 闸室右岸堤后见大范围渗水, 形成沼泽;左岸出现闸肩绕流现象, 漏水严重, 长期发展, 必将影响水闸安全, 因此必须对两岸闸肩进行防渗处理。
3 防渗设计
水闸防渗设计的要求是:减少闸基和两岸闸肩的绕流渗漏至允许限度以下和防止渗流破坏, 并尽可能降低闸底扬压力。按照防渗与排水相结合的原则, 在上游侧采用水平防渗 (如铺盖) 或垂直防渗 (如齿墙、板桩、混凝土防渗墙、灌浆帷幕等) 延长渗径, 以减小作用在底板上的渗流压力, 降低闸基渗流的平均坡降;在下游侧设置排水反滤设施, 如面层排水、排水孔、减压井与下游连通, 使地基渗水尽快排出, 防止在渗流出口附近发生渗流变形[2]。
水闸防渗排水布置应根据地质条件和水闸上、下游水位差等因素, 结合闸室、消能防冲和两岸连接布置进行综合分析确定[1]。本水闸基础直接坐落于强风化泥质粉砂岩上, 牛鼻潭拦河水闸防渗设施采用水平防渗、灌浆帷幕和闸肩防渗设计相结合的防渗形式。
(1) 水平防渗设计。水闸顺水流向防渗布置有水平铺盖和闸室段。根据地质条件, 降低基底扬压力, 防止上游水流淘刷河床底部, 影响闸基稳定。闸室上游河床段设置长15m的钢筋混凝土铺盖, 厚0.6m, 上、下游设齿墙, 铺盖与闸室底板衔接处嵌设止水, 并设置纵向分缝。闸室顺水流方向长12.5m, 闸室总宽度50.5m, 底板基础为厚1.4m的钢筋混凝土, 底板上、下游设齿墙。为缩短水闸的长度, 在闸室前段底部设置灌浆帷幕, 灌浆帷幕深度到弱风化泥质粉砂岩。防渗纵向布置如图1所示。
(2) 闸基防渗设计。牛鼻潭拦河水闸闸基为强风化泥质粉砂岩, 为了在闸基形成一个有效完整的防渗体系, 灌浆帷幕布置在闸轴线上, 并向闸室两端延伸10m, 以减少绕闸渗流。水闸帷幕轴线总长为96m。依据水闸闸基地质勘测资料:左岸帷幕深度0.5~1.0m, 闸室段及电站厂房段帷幕深度1.0~6m, 右岸帷幕深度2.0~2.5m, 灌浆帷幕厚度为30cm。本工程布置单排灌浆孔, 灌浆孔距取1.5m, 分3序布置, 按分序加密的原则实施。灌浆帷幕材料采用普通硅酸盐水泥, 水闸防渗灌浆设计如图2所示。
(3) 闸肩防渗设计。拦河水闸两岸闸肩地基上层为素填土, 中间层为砂卵石层, 下部为强风化泥质粉砂岩, 素填土渗透系数为3.28×10-4cm/s, 砂卵石层渗透系数为2.60×10-3cm/s, 为了减小闸肩的渗流, 拦河水闸两岸分别开挖素填土层和砂卵石层, 回填黏土, 形成截渗堤, 并在左岸进行闸肩充填灌浆处理。充填灌浆从闸轴线桩号0-010m至0-020m, 布置2排梅花形孔, 排距1m, 孔距1m, 每排分2序施工。充填式灌浆以黏土为主, 掺10%水泥。左右岸截渗堤高程为30.8m, 长度为9.2m。截渗堤断面图如图3、图4所示。
4 防渗效果分析
(1) 改进阻力系数法。水闸抗渗稳定计算采用规范推荐的改进阻力系数法, 改进阻力系数法是把具有复杂地下轮廓的区域分成若干简单的段, 对每个分段应用已知的流体力学精确解, 求出各分段的阻力系数, 再将各段阻力系数累加求得解答[2,3]。其计算原理可详见《水闸设计规范》SL265-2001附录C。
各分段水头损失为:
进、出口段:
内部垂直段:
水平段:
式中:ξi为各分段的阻力系数;其余各参数的意义可详见规范。
计算后的结果可根据规范进行局部修正。
(2) 计算和结果分析。把灌浆帷幕和齿墙进行简化, 闸基轮廓分为14段, 可归纳为3种基本段形式, 即进出口段、内部垂直段和水平段, 简化地下轮廓如图5所示。选取水闸正常工况计算各分段的水头损失和角隅点的水头, 改进阻力系数法计算成果见表3、表4。
1闸底板水平段渗透坡降:
2出口渗透坡降:
对于粉沙地基, 水闸水平段和出口段规范允许的渗透坡降值分别为0.065~0.091、0.325~0.390。根据计算结果, 闸底板水平段和出口段渗透坡降在规范允许的范围内, 满足要求, 不会发生渗透变形。
5 结语
按照工程防渗措施必须满足“安全、经济、适用”等方面的要求, 本次防渗设计依据工程的地形、地质条件, 综合考虑水闸的经济效益, 在原建工程的基础上进行防渗设计, 用改进阻力系数法对水闸防渗效果进行分析, 设计采用的基础处理措施是切实可行的, 防渗设计有效地解决实际工程中的问题, 方便工程施工。目前, 国内很多水闸经过多年的运行, 工程存在渗漏问题, 本文采用的防渗设计可以作为类似工程防渗处理的参考, 提高设计的效率。
参考文献
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[2]林继镛, 王光纶.水工建筑物[M].5版.北京:中国水利水电出版社, 2010.
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[6]娄康裕.充填灌浆在水库除险加固中的应用[J].技术与市场, 2011, (8) :196-197.
防渗加固设计 篇9
1 目前水库存在的问题
1.1 主坝存在的问题
丁家二沟水库建于1997年, 由于当初设计施工缺陷及多年来自然破坏, 坝体存在诸多问题:土坝施工由于缺乏有效的质量控制及监测手段, 施工质量较差, 坝体内存在较大的裂隙和孔洞, 坝体沉降变形较明显, 坝顶不平整, 坝轴各部位坝顶宽、窄不一, 前后坝坡受雨水的冲蚀严重;当时施工时, 坝基仅开挖了一道结合槽进行防渗处理, 对坝基处的砂砾石层未作彻底挖除及其它防渗处理, 导致坝基渗漏非常严重;现状坝高满足不了规范规定的防洪要求。
1.2 建筑物存在的问题
1.2.1 泄洪建筑物。
泄洪建筑物溢洪道位于右岸上游, 进口距大坝坝轴0.8 km, 为开敞式河岸溢洪道, 梯形断面土渠, 底宽19.3m, 边坡1:0.75, 溢洪道全断面为土渠, 没有任何砌护防护措施, 受水流冲刷破坏严重, 局部出现严重坍塌。陡坡出口没有抗冲消能设施。
1.2.2 放水建筑物。
卧管结构为钢筋混凝土整体现浇结构, 现卧管表观质量较好, 局部混凝土已剥落, 卧管顶放水孔大部分孔塞丢失;涵洞为钢筋砼方涵, 涵洞内淤积严重, 涵洞过水断面受水蚀破损严重;明渠及陡坡为梯形断面, 局部砌护砼板及浆砌石破坏脱落。
1.3 基础设施存在的问题
丁家二沟水库的勘测、设计资料几乎为空白, 从建库至今没有购置任何的观测及监测设备, 主坝没有渗流和沉陷、位移观测设施, 无法对主坝进行监测;缺乏必要的工情观测设施及水、雨情监测设施对该水库流域内的降水、洪量及泥沙等没有任何记录资料, 缺乏科学合理的管理运营制度导致库区淤积及输水渠道淤塞严重、水库经济效益低下。
2 坝基、坝体防渗墙的设计对策
根据地质钻探资料, 在土坝桩号范围0+080-0+680段, 坝体填土以下连续分布有第四系上更新统冲洪积层 (Q42apl) 角砾, 厚度6.7m-13.0m, 当初填筑土坝时未进行防渗处理, 是造成坝基渗漏的主要原因;土工试验资料表明, 原坝体碾压不均匀, 填土干容重偏小, 土料粘粒含量偏低, 坝体渗透系数2.7E-3~1.3E-4cm/s偏大, 均不符合规范要求, 现坝体质量差, 为保证加高土坝以后坝体的安全运行, 设计对现坝体上游坡采用铺设土工膜防渗, 同时结合坝基防渗沿现坝轴布设塑性混凝土防渗墙进行加固处理。
2.1 坝基防渗形式
根据《碾压式土石坝设计规范》 (SL-2001) 规定, 对砂砾石坝基渗流控制的形式中垂直防渗能可靠有效的截断渗透水流, 在技术条件可能而又经济合理时应优先采用, 故本工程采用垂直防渗。垂直防渗主要有三种措施, 分别是明挖回填截水槽、混凝土防渗墙和灌浆帷幕, 当砂砾石层深度在15m以内, 宜采用明挖回填粘土截水槽, 砂砾石层深度在80m以内, 可采用混凝土防渗墙, 砂砾石层很深时, 可采用灌浆帷幕。本工程砂砾石厚度加上淤泥厚度总厚度为25.7~32m, 宜选用混凝土防渗墙防渗。
2.2 防渗墙范围
根据地质资料, 在土坝桩号范围0+080-0+680段, 坝体填土以下连续分布有第四系上更新统冲洪积层 (Q42apl) 角砾, 厚度6.7m-13.0m, 坝轴地质钻孔在ZK07 (桩号0+128) ~ZK12 (桩号0+628) 段之间坝基明显分布有角砾层, 在钻孔ZK06及ZK13处未发现角砾层, 在ZK07~ZK07、ZK12~ZK13间没有加密钻探, 砂砾层尖灭点难以准确确定, 为确保防渗效果及防渗安全, 设计防渗墙范围为坝轴桩号0+030 (ZK06) 至0+730 (ZK13) 段, 长700m。
2.3 防渗墙设计
防渗墙厚度应满足墙体抗渗性、耐久性、满足墙体应力及变形的要求, 同时还应考虑到地质情况及施工设备等因素。
2.3.1 防渗墙厚度
根据防渗墙允许渗透比降确定墙体厚度, 参考有关资料, 防渗墙厚度按照下式计算:T=H/J
式中:T-防渗墙厚度 (m) ;H-防渗墙承受的水头 (m) ;J-渗透梯度。
根据已建成的混凝土防渗墙统计及参照《碾压式土石坝设计规范》 (SL274-2001) 规定, 混凝土防渗墙的一般允许渗透比降J=80~100, 而塑性混凝土防渗墙允许渗透比降要小一些, 从安全考虑, 设计选用允许渗透比降为80。
作用在防渗墙上的最大水头差主要是考虑截引后防渗墙前后的水位差, 由于校核洪水及设计洪水历时较短, 难于形式稳定渗流, 故墙前水头按设计淤泥面高程考虑为23.3m, 计算的墙后水头为1m, 防渗墙承受的水头为22.3m, 将各值带入上式求得防渗墙厚度为0.40m。
2.3.2 防渗墙布置
为了方便施工并结合坝体防渗, 防渗墙布置于现状坝顶轴线处, 根据地质钻探资料, 设计防渗墙范围为现状坝轴桩号0+030 (ZK07) 至0+730 (ZK13) , 防渗墙面积2.41万m2。
2.3.3 防渗墙材料
塑性混凝土墙实际就是降低了标号的粘性混凝土, 是由石子、砂子、水、水泥、膨润土和粘土等组成, 只不过水泥用量少, 粘土用量多而已。它的抗压强度2~5Mpa (28d) , 弹性模量500~1500Mpa。国外上世纪五六十年代就开始使用塑性混凝土防渗墙, 国内则进入八十年代开始使用, 国内许多的大中型水利工程防渗墙均使用了塑性混凝土防渗墙, 北京十三陵抽水蓄能电站使用了4万多平米的塑性混凝土, 在目前国内是最多的。
塑性混凝土具有弹性模量低, 适应变形能力强, 极限应变大, 抗渗性好, 以及具有良好的和易性和较长的终凝时间, 易于水下混凝土浇筑等优点。同时具有强度低, 变形能力大, 便于防渗墙槽孔接头施工和保证施工质量。
鉴于上述特点, 本工程设计采用塑性混凝土防渗墙, 使墙体和地基具有相同 (近) 的变形模量, 这样就能避免或大大降低两者之间的不均匀沉降, 使墙体承受的外荷载大大减小, 同时仍具有必要的强度和抗渗性。塑性混凝土防渗墙的设计指标为:28d弹性模量800~1000mpa, 抗压强度≥2.5mpa, 渗透系数< (1~9) ×10-8cm/s, 配合比为水泥:粘土:水:砂子:石子 (5~200mm) :木钙=160kg:80kg:260kg:848kg:848kg:0.66kg, 粘土的塑性指数大于14%, 有机物含量小于1%。鉴于地下水SO42-含量极高, 故材料中水泥采用高抗水泥。
2.3.4 防渗墙施工
槽孔开挖采用冲击钻配合液压抓斗机成槽施工, 按单个槽段长
浅谈堤坝防渗加固及隧道防渗维修 篇10
关键词：堤坝,隧道,防渗,措施
浆砌石坝渗水其防治措施以灌浆治漏加固技术为例进行分析，渠道砼面板渗漏防治措施以修复措施为主进行分析。
1 灌浆治漏加固技术
1.1 灌浆技术在水工堤坝治漏中的种类
1.1.1 坝体、坝基帷幕灌浆；主要充填漏洞和缝隙，防渗裁漏，通过灌浆加固，形成防渗体。此方法适用于浆砌石重力坝。
1.1.2 坝上游面固结灌浆；堵塞漏洞和缝隙，加固补强坝体和提高防渗性能，以进一步提高坝体的承载能力和完整性。
1.1.3 坝下游面追踪固结灌浆；在下游坝面有漏水或溶蚀物出逸的地方，造成水平孔或斜孔，埋注浆管进行灌浆，以堵塞漏水通道和坝体空洞、裂缝，加固坝体，增加坝面稳定性和抗冲刷能力。这种反向灌浆工艺，非常适合拱坝和支墩坝工程，对重力坝工程只有搞清扬压力并设排水孔也可采用。采用这种方法时最好是坝前无水。
1.1.4 坝面重新剔勾缝；剔缝后，用高标号水泥砂浆、干硬性预缩水泥砂浆或用防水材料配制高标号水泥砂浆勾缝，提高坝面防渗漏能力及坝体稳定性、整体性和抗冻融、抗风浪淘刷能力。此方法即“前堵、中截、后追踪”灌浆治漏加固法。
1.2 灌浆前的勘探与试验
灌浆前的勘探与试验为准确地确定各种灌浆参数，保证质量，首先要进行勘探和试验。
1.2.1 坝体和坝基勘探；目的是查清坝体和坝基的现状，为设计和施工提供依据。首先在典型漏水部位进行钻孔勘探，查明坝内部的石质、胶结材料密实程度，有无空洞及基岩结构情况等。
1.2.2 压力抬动试验；目的是查明坝基、坝体的承压情况，以确定灌浆压力。在不破坏原结构的条件下，有效地将浆液压入坝体内部、基岩裂缝、砂砾石层中，以保证淄浆效果。
1.2.3 压水试验；目的是为帷幕及固结灌浆设计提供准确的数据，并指导施工，保证效果。选择坝体或坝基典型部位，按照《水利水电工程钻孔压水试验规程》进行工作，试验压力采用设计灌浆压力，根据试验结果、单位吸水量 (o) ) 值的大小，确定浆液浓?度、吃浆量大小（o) 值越大，吃浆量就越大，浆液就要适当变浓。
1.2.4 灌浆试验；目的是解决帷幕灌浆和固结淄浆的影响半径、浆液浓度及其它参数等，为布孔和淄浆设计提供依据。
1.3 设备及材料选择
1.3.1 造孔设备； (1) 帷幕灌浆垂直造孔采用回转式液压钻机，如钻孔浅时，也可采用风钻造孔。 (2) 坝上下游固结灌浆 (即前堵、后追踪灌浆) 造水平孔或斜孔，使用风钻或采用7655型汽钻机造孔。
1.3.2 灌浆设备；有搅拌机、多缸活塞式灌浆机、承压输浆胶管、注浆管、胶塞、压力表、比重计等。
1.3.3 灌浆材料；主要是425普通硅酸盐水泥、砂子、粉煤灰、石英粉、水、外加剂等。
1.4 布孔和造孔
1.4.1 帷幕灌浆布孔，在漏水坝段沿坝顶中心线，以孔距3m、孔径50mm或75mm为宜，或根据试验确定孔距。孔深钻至漏水部位以下1m-2m，如接触带或基岩漏水，钻孔可钻至不透水基岩以下lm-2m。造孔可一次性造孔，也可分序造孔，破碎地带上下分段造孔、分段海浆，同时在浆体凝固5-7天后，再继续向下钻孔，以防止卡钻、埋钻事故发生。坝体与基岩接触部位和坝基灌浆，也可采取在上游坝脚打斜孔或垂直孔灌浆堵漏，但造孔前应先清基，在坝脚浇筑0.3m-0.5m厚混凝土，待凝固后再打孔。垂直或倾角小于5。的帷幕灌浆孔，其孔向的偏差值不得大于规定值。
1.4.2 坝上游固结灌浆布孔；在漏水部位呈“梅花”型，钻孔间距和排距lm-3m为宜，根据漏水情况确定，钻孔位置选在砌石“了”缝中；在裂缝部位，可沿裂缝每lm布设一孔。孔径为42mm，孔深0.7m-1.5m，根据坝体实际情况确定。
1.4.3 坝下游面追踪固结淄浆布孔；在裂缝部位沿缝隙每1m布一孔；在其它渗水部位，按照“梅花”型布孔，排距和孔距2m-3m为宜，布孔位置在“T”缝中，也可适当加密布孔。孔深和孔径同坝上游面。
2 隧道预制砼防渗层的维修措施
2.1 现浇混凝土防渗层的裂缝修复
当混凝土防渗层发生裂缝后，如果防渗层仍大致平整，无较大错位，裂缝较小的情况，可以运用过氯乙烯胶液涂料粘贴玻璃丝布的方法，进行修复。而对于裂缝较大者，可采用填筑伸缩缝的方法修复。对于大型渠道裂缝又较大的，可采用填塞与粘贴相结合的方法修复。具体做法如下：
清除缝内、缝壁及缝口两边的泥土、杂物，保持清洁、干燥；缝壁涂刷冷底子油；将煤焦油填料或焦油塑料胶泥填入缝内，填压密实，保持表面平整光滑；填好缝1-2天后，沿缝口两边涂刷5cm宽的过氯乙烯涂料一层，随即沿缝口两边粘贴3-4cm宽玻璃丝布一层、再涂刷涂料一层、粘贴第二层玻璃丝布，最后涂刷一层涂料。在运用此方法中，要注意涂料要涂刷均匀，玻璃丝布要粘平，不能有气泡。
2.2 预制混凝土防渗层的修复
2.2.1 混凝土防渗层砌筑缝的修复
预制混凝土渠道包括板和U型槽，其砌筑缝多采用水泥砂浆缝。砼板防渗渠道的砂浆填缝一般有以下缺点： (1) 砂浆强度低； (2) 施工挤压不实； (3) 不能与砼板紧密结合，勾缝的砂浆容易脱落，有的从勾缝中长出了杂草，甚至有些小型填方渠道衬砌完后，试放水发生垮渠等破坏情况，能保持完好的工程基本很少。造成放水垮渠原因，除了土方渠道质量不好外。本人认为衬砌部分勾缝的漏水是主要的原因。为了保证工程质量，建议对砼预制板改用方形或长方形，块的大小应便于施工为宜，厚度8-10cm为好，板缝留10cm-15cm用高标号砼填塞，人工机械都能施工，要求捣出浆与砼板能紧密结合，使衬砌段形成整体，基本达到现浇的质量。对于旧渠防渗层砌筑缝的修复也可以这样处理：凿除缝内水泥砂浆块，将缝壁、缝口冲刷干净，用与混凝土板相同标号的水泥砂浆填塞，捣平抹平后，保湿养护不得少于14天。
2.2.2 混凝土防渗层表层的修复
混凝土防渗层表层损坏，如剥蚀，孔洞等，可采取水泥砂浆修补，有条件时可采用喷浆法修复。
泥砂浆修复方法：首先必须全部除掉已损坏的混凝土，并对修补部位进行凿毛处理，冲洗干净，然后在工作面保持湿润的状态下，将拌和好的砂浆用木抹抹到修补部位，反复压平，用铁抹抹光后，保湿养护不少于14天。注意如果修补部位深度较大时，可在水泥砂浆中掺和适量的砾料，作用是可以减少砂浆干缩和增强砂浆强度。
喷浆修复方法：如果条件允许，可以采用此方法。方法是将水泥、砂和水的混合料用设备经高压通过喷头喷射到修复部位。
2.3 混凝土防渗层的翻修
2.3.1 旧板拆除，重新铺筑：
混凝土防渗层如若损坏严重，例如破碎、错位，滑坍等的情况下，应拆除损坏部位，处理好地基土重新铺筑。在铺筑时要特别注意新旧混凝土的结合面处理好。方法是结合面凿毛冲洗后，需涂一层厚2cm的水泥净浆，才能开始铺筑新混凝土，同样铺筑好的混凝土要注意保湿养护。
2.3.2 旧板不拆，加铺新板：
现混凝土板不拆除，在其上整平后加铺新板。
现浇混凝土方案：
把旧混凝土冻胀隆起的部分压平后，在上面铺设保温板（聚苯保温板），然后铺一层塑料薄膜，完成后在其上再铺筑素混凝土。苯板和现浇混凝土的厚度通过计算得出。此种方法的优点是比较适合渠道现状，较美观。缺点：工期长，施工质量较难控制，不适应工程在干渠输水间隔期施工，工期短的要求。
预制混凝土板方案：
防渗加固设计 篇11
关键词：水库大坝；除险加固；防渗措施
中图分类号：TV697 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）26-0136-02
兴修水利是关系到国计民生的大事，而兴建水库，能够使水资源得到充分利用，合理灌溉，还能排除洪涝灾害，保护了人民生命财产安全，对国民经济的发展有很大的推动作用。如果从我国的水利工程发挥出来的排洪能力来看，还应该正确地看到我国人民生命财产安全受到的危害程度。最近几年，对水库的加固除险已经成为21世纪水资源的有效利用和社会主义经济建设持续发展的重要策略。当一些出现险情的水库被修缮恢复防洪能力以后，对农田的灌溉、人们的生活用水的支配、水产养殖、旅游发电等都起到很大的作用。还能够改善当地生态平衡，同时，也为水利体制改革造就了便利条件，进一步加快了我国水利事业的发展步伐，为人类
造福。
1 我国病险水库的特点
由于历史条件的原因，许多以前兴修的水库，水利工程质量不高，防洪标准很低，后期管理工作没有很好地落实，又由于自然条件和时间久远等方面的原因，使水库险情严重，更谈不上经济效益。水利管理部门缺乏必要的技术指导，很多水库根本没有较为完整的水文观测资料，也没有防止洪涝灾害的有关方案和洪水来临时的调度计划等，即使有一些规章制度也根本不按照执行。所以，水库加固工作进展迟缓。从20世纪80年代开始，我国投进很多资金，并培训上岗大量技术人员，但由于我国水库数量巨大，对于水库的加固除险，任务还是非常艰巨。
2 治理水库大坝的措施
2.1 坝体结构的稳定性
为保证坝体结构的稳定性，如果水库大坝的坝坡很陡，很容易出现滑坡，并且当坝坡的抗滑能力不能符合水库大坝的安全系数要求时，可以加厚坡脚，使坝坡的坡度减小，逐渐增加其抗滑能力。
2.2 护坡
尽量不要改变原来坝基，如果损坏不严重，可作部分更换或者整修，以达到护坡的稳定性和牢固性。假如大坝高度不大于20m时，砼六方预制块厚度应在10cm左右，如果大坝高度超过20m时，预制块的厚度可以在13cm左右，大坝下游使用草皮护坡就可以。
2.3 大坝涵洞治理
大坝如果出现涵洞，并且涵洞比较大，有近1～2cm左右的，并且涵洞周围没有出现结构性毁坏，可以使用填充水泥浆液、整修裂缝、内部加固等方法实施修整。如果涵洞很大，而且严重影响了大坝的安全，或者涵洞埋得较深，要作深挖重新建设修整。如果埋得很深不能对涵洞险情处理，应该全部封阻，重新建设用水工程。当然封堵设计要细致研究裁断外管壁和大坝坝体相接的地方出现渗漏。如果大坝不是很高，可使用虹吸管替代涵洞抽水。但大坝很高的工程，虹吸管不能取水时，应该重新开凿隧洞取水。
2.4 排水棱体处理
如果出现排水棱体排水很不通畅，经常采用深挖进行翻修，防止出现更大险情。使用的方法是在水库下游垂直向下深凿导渗井，把渗水输入堆石棱体中。垂直导渗井可以作为导渗沙井或者设立毛细透排水管。对于有些水库没有建造排水棱体的水利工程建设，经常建造毛细透排水带。
2.5 对泄洪道的加固
在洪水到来之前，应该做好水库泄洪能力、水面线、消能防冲能力的计算，还要对水库大坝的消能方式进行核定。同时对于消力地护坦、控制段、边墙作结构、泄槽底板进行有目的的复核；并依据审核结果，作出适合水库大坝加固的方案，如果有些地方泄洪道危害严重，要进行及时整修，确保洪水来临时水库大坝能够顺利泄洪。
2.6 滑坡处理
要想处理水库大坝涵洞、泄洪道等的滑坡现象，必须认真研究山体滑坡的原因，了解当地山体的地质状况，理清山体滑坡的规模、性质、范围、形成的原因等，以及周围地质条件、滑坡体的土层力学参数，从而对滑坡体的最小稳定安全系数进行确定，然后采用相应的方案进行处理，如减缓坡度、减轻水库大坝坝顶的负载、进行坡脚加固、疏通排水系统等处理方法，经过处理以后，再进行检测，看滑坡是否稳定。同时要注意坡体部分塌陷和滑坡的不同，对水库大坝部分塌陷的情况，只要清理掉不稳定的岩石层、挂网喷锚就可
以了。
2.7 抗震及加固措施
2.7.1 地震震级和地震烈度。怎样在地震时对水库大坝进行提前加固呢？要根据地震反应谱特征周期以及地震动峰值加速度，并结合有关的地震参数进行确定。依照地震基本烈度的有关资料进行查找地震动峰值加速度，然后依照表1确定工程抗震设防类别。
水利工程抗震设防类别应该依照工程的重要性和工程场地基本烈度来确定。
2.7.2 抗震时的加固措施。进行抗震时的加固措施，首先要坝顶高度增加，坝坡的坡度变缓，增强坝体上部的稳定性。由于水库大坝上部受地震惯性影响较大，有些地方可以使用水泥浆砌石护住坝坡，也可以用钢筋或者土石格栅纵横钢筋砼梁紫坪对下游坝坡进行加固，有时候还可对反滤垫层实施加强厚度，对砂土地基进行夯实加固等方法，有效地提高抗震加固
能力。
3 水库除险加固防渗
对于水库大坝的加固除险防渗漏的处理，要制定一定的处理方案，制定方案时一定要根据水库大坝当地的实际情况，内容简单，切实可行，真正起到除险加固的目的。
经过对大坝渗流的研究分析，并依据水库大坝勘测后的实际情况发现的渗流现象，经常可以使用沿着大坝的中间轴线，用单管高压旋喷的方式，建造防渗墙，同时建造迎水坡并且铺上一层605g/㎡复合土工膜，或者在水库大坝坝顶上面水泥防渗面板处进行防渗处理。通常用的方法主要有三种：第一，当前最好的防渗处理方法是单管高压旋喷造防渗墙，防渗效果好，但是造价很高。第二，翻砌迎水坡并且铺上一层605g/㎡复合土工膜，但复合工模很容易在施工时被石块等物体刺破，同时在接缝处处理难度较大。第三，在水库大坝上游面使用水泥面板，但是水泥面板很容易产生裂缝，防渗效果也不好。所以，最好选择单管高压旋喷造防渗墙处理方法，从而保证坝体防渗效果，确保施工质量。
参考文献
[1] 张子庆，汪宝满.现代水库除险加固措施与管理对策[J].科技信息，2010，（7）.
[2] 陈洋，王立彬，王旭东.病险土石坝除险加固防渗方案的比选[J].水利科技与经济，2010，（7）.
[3] 肖秀华.水库除险加固措施探讨[J].FORTUNE WORLD，2008，（8）.
简述水坝防渗加固技术 篇12
关键词：工程施工,防渗加固,承载能力
防渗加固问题始终是我国水利工程建设中的一大难题, 由于各地土质不同, 土壤的渗透性存在着一定的差异, 因此, 各地水坝防渗加固应当因地制宜根据各地实际情况出发, 对水流对水坝基础危害程度进行考察, 切实做好各地水坝防渗加固工作, 保证水利工程的正常施工运作。
1 防渗加固技术
水坝加固应从水坝实际需要加固的部位来选择不同的施工方法, 并对水坝整体进行综合性考量, 以保证此技术对水坝整体的适用性和实用性。在水坝加固工作中, 坝基与坝体帷幕灌浆的主要目的是填充缝隙和漏洞, 防止坝体或坝基发生渗漏, 利用灌浆加固坝体和坝基, 形成水坝防渗体。水坝加固技术对一般的浆砌石重力坝比较适用。坝上游面固结灌浆, 填补缝隙与漏洞, 提高坝体的稳固性、防渗性能以及承载能力等;坝下游面固结灌浆主要针对下游坝面有溶蚀物或是漏水所造成的水平孔或是斜孔, 它主要采用浆管埋注与灌浆处理的方式来堵塞坝体空洞、漏水通道以及坝体裂缝, 增强坝体坝面的稳固性, 使其抗冲刷能力得到一定的提高。
2 水坝加固技术遵循的原则
2.1 灌浆布孔
沿漏水坝坝顶中心线, 以50mm或75mm的孔径、3m孔距为佳, 也可以通过实验来确定孔距。钻孔深度以漏水部位的1m~2m, 比方说基岩漏水或是接触带漏水, 钻孔就应钻至不透水的基岩下的一两米处。水坝加固布孔可以根据实际情况选择是一次性造孔还是分序造孔, 如果漏水段破碎严重, 也可采取分段造孔和灌浆的方式, 与此同时还应注意浆体凝固的5~7d之后, 才可以再向下钻孔, 以做好埋钻和卡钻事故的防范措施。基岩同坝体间部位灌浆、坝基灌浆都可采取垂直孔灌浆或是在坝角打斜孔进行灌浆堵漏, 但首先要进行造孔清基, 坝角处应浇注0.3~0.5米厚的混凝土, 直至混凝土凝固后方可在打孔。帷幕灌浆孔的倾角或直角小于5的, 孔向偏差值也应保持在规定值2.2.2以下在坝的上游布设灌浆孔;根据漏水部位实际情况布设钻孔, 漏水部位呈现“梅花”型, 钻孔的间距和排距应保持在1~3m的距离, 并选在砌石的“了”缝中进行钻孔;还可以一米为间距沿裂缝布设钻孔, 以深0.7m-1.5m、孔径为42mm的钻孔为宜, 可以实际坝体状况为准。
布设水坝下游面的追踪固结淄浆孔, 可沿裂缝部位每1m钻一孔, 其他渗水部位布设“梅花”钻孔, 维持2~3m的孔距和排距, 在“T”形裂缝可适当增加钻孔的密度, 合理安排孔位。孔径和孔深与坝上游面保持一致。
2.2 帷幕灌浆的具体施工要求
灌浆前要放空水库水或是降低水库水位使灌浆部位露出水面, 方可施工, 在灌浆时要做好灌浆工作各项环节的记录。首先要清洗灌浆孔的孔底和孔壁, 裂缝也需要清洗, 以水压低于灌浆段压力的75%进行灌浆孔清洗, 根据实际孔的深浅为确定清洗时间, 以洗至清水为准。
帷幕灌浆应遵循以下三步:第一, 孔内循环法, 采取自下而上或是自上而下分灌办法, 直至将灌孔注满。此阶段要注意的是, 在灌浆段0.5m之上要采取胶塞封堵。第二, 一般坝体的灌浆长度以0.5m为宜, 孔深最好在8m以内, 可以分次灌注也可一次性灌注。第三, 对灌浆压力要实施一定的控制, 压力应按设计需要进行控制, 一般在0.2MPa~0.4Mpa, 低于抬动试验极限压力。
坝面固结与追踪关键:首先在孔内预先埋设注浆管, 采用干硬性水泥砂浆进行孔口管周围的填堵, 使用内径2cm、长50cm的钢管, 将其插入孔内40cm, 使其露出5cm~10cm, 管头要加工丝扣, 以便与输浆管连接;其次使用一组四孔并联灌浆法, 单孔或两孔共同灌注均可。对于重点的漏水处可采取单孔灌浆的方式。一般以0.2MPa~0.25Mpa的灌浆压力进行灌注, 根据设计实施灌浆压力控制。
浆液浓度, 严格遵循由稀到浓的灌浆原则, 以压水试验的方式来调节浆液的浓度。当坝体注入的浆液浓度大于30L/min时, 浓度可直接转浓, 实施越级灌注。在某一级浆液灌注达400L以上时, 吸浆量与灌浆压力都没有明显的变化时, 灌注浆液可改为浓一级。一般采用的浆液水灰比重量比为8:1、5:1、3:1、2:1、1.5:1、1:1、0, 8:1、0.6:1、0.5:1九个级别。同时还要根据设计, 掺加必要的石英粉、铝粉、粉煤灰、砂等。应注意的是, 必须在每1h测定一次浆液的比重。
灌浆时, 灌注工序应分2~3道, 并实施一定的复灌。按照设计压力下, 吸浆量在O.4L/mio时以下时, 应再继续灌注30min即可停止。封孔, 帷幕灌浆孔是竖孔时, 可选择机械导管法进行封孔, 以水泥比例为1:2的砂浆由下至上逐渐封严封实;水平的灌浆孔, 需要采用水灰比为1:2的砂浆进行人工封孔, 将其填实封严, 膨胀型的水泥砂浆为最佳的封填材料。
3 高压喷射灌浆技术
高压喷射灌浆技术有挖量小、占地少、对附近建筑物影响小和施工方便等优点, 极大的提高了江、湖、渠、河、库堤坝抗灾防渗能力, 从很大程度上降低了防洪防汛的工作压力, 为人民生命财产安全、社会经济发展发挥了积极作用和社会效用。
4 结语