浅议大坝堤防加固抗渗技术应用

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1、浅议大坝堤防加固抗渗技术应用　　摘要：近年来，渗透破坏已成为堤防、大坝工程中最普遍的质量安全隐患，如何对其进行有效的治理控制是管理者必须长期为之奋斗的问题。目前在堤防、大坝工程中对付渗透破坏问题比较常用的技术有灌浆、防渗墙、高压喷射注浆、深层搅拌法、排水固结法等。本文结合实际工作经验介绍了应用防渗墙灌浆、高压喷射注浆治理堤防、大坝防渗破坏技术，供同行参考。关键词：堤防大坝；渗透破坏；防渗技术中图分类号：TV223.4文献标识码：A文章编号：引言：堤防和大坝是我国防洪工程体系的重要组成部分，往往是防御洪水的最后屏障。但长期以来，洪涝灾害是我国危害最大、造成损失最严重的自然灾害

2、。有研究表明，渗透破坏是我国堤防、大坝工程中非常普遍存在的问题，除漫溢险情外，溃口险情几乎全部是渗透破坏所致。为保证堤防、大坝安全，工程界对渗透破坏问题实行了广泛研究并提出若干种行之有效的技术方法，本文结合工程实例，试对应用防渗墙灌浆、高压喷射注浆技术进行堤防、大坝抗渗加固进行探讨，供同行参考。1灌浆法的作用机理及其应用实例1.1灌浆法的作用机理6灌浆法是利用压力将有固结功能的浆液通过钻孔灌入岩土或构筑物的孔隙和裂隙中，使其在孔隙和裂隙中固结，从而使堤防、大坝的物理力学性能获得改善的防渗方法。目前灌浆法采用的材料主要有：水泥浆、粘土浆、水泥粘土浆、水泥水玻璃浆、水泥砂浆、水

3、玻璃浆等。其中水泥粘土浆是将水泥和粘土按比例混合所形成的浆液，利用二种材料相互弥补缺点而构成性能较好的灌浆液，具有比单纯的水泥浆成本低，流动性、抗渗性好、结石率高等优点。因此目前对采用砂砾石基础的堤坝工程进行防渗帷幕灌浆加固时，几乎都采用水泥粘土浆液。1.2以某大堤水泥粘土连续截渗墙工程实例该堤防段背河堤脚外常年渗水，该堤防临河堤高约8m，背河堤高约10m，在丰水期或洪水期，堤坡受浸潮湿后渗水现象更为严重。为查明地层和地质条件以指导制订处理方案，先对该堤段进行地质勘探，结果表明堤身土质多为含细中砂的粉质粘土，堤基为海陆交互相第四纪冲洪积层，呈层状结构，从上到下第1层为粉质粘

4、土（有腐殖物），厚度约4m；第2层为松散至稍密状粉细砂，厚度约3m：第3层为淤泥和淤泥质土（含腐殖质和贝壳，中间夹薄层粉细砂），厚度约6m；第4层为硬塑状粘土，厚度约7m。经分析论证，确定采用垂直截渗技术对该段堤防进行抗渗加固处理，设计墙深25m，深入相对不透水的第4层粘土层61.0～2．0m，墙体厚0.4～0.45m，墙体采用50号水泥土，渗透系数为10-7cm/s，并安设测压管、渗压计3组。该工程经施工单位精心组织施工、管理单位认真同步跟进监控工程质量，取得了良好的效果，竣工后经水利行政主管部门组织质量检测，证明成墙效果良好，经实地取样试验：墙体抗压强度均在5.0MPa

5、以上，平均抗压强度5.95MPa，平均渗透系数k=2.48×10-7cm/s，符合设计要求。通过对3组渗压计进行跟踪观测，发现墙后地下水位普遍降低，堤防背河堤脚附近未再发现渗水积水现象，达到预期目的。2高压喷射法的作用机理及其应用实例2.1高压喷射法的作用机理6高压喷射法就是利用工程钻机先进行钻孔，钻进至设计需处理的深度后，提走钻具而换上钻杆（喷杆）杆端安装有特殊喷嘴的机具并沉送到孔底，然后利用高压泥浆泵将浆液通过高压管道、钻杆导向置于孔底的特殊喷嘴，向周围岩土体高压喷射固化浆液（一般使用水泥浆液），同时钻杆（喷杆）以一定的速度边旋转边提升，这种高压射流使沿钻孔四周一定范围

6、内的土体结构受到破坏，并使受破坏的岩土体碎屑作为粗骨料与固化浆液充分混合，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。需要注意的是，固结体的形状和喷射流的移动方向有关，一般分为旋转喷射、定向喷射和摆劫喷射。旋喷式成桩主要用于加固地基，提高地基的抗剪强度，改善地基土的变形性能和承载能力，使其在上部结构荷载作用下不致破坏或产生过大的变形。定喷式形成的固结体呈壁状，摆喷式则形成厚度较大的扇状固结体，二者通常用于地基防渗，改善地基土的水力条件及边坡稳定等。高压喷射按喷射介质及管路多少，可分为单管法、二管法和三管法，浆液的材料以水泥为主材，可加入不

7、同的外加剂使其具有速凝、早强、抗腐蚀、防冻等特性，常用水灰比为1：1。2.2以某堤防高喷防渗墙施工实例该堤段现有堤防的防洪能力偏低，部分地段的堤身单薄、渗漏严重，经调查确定需进行高压喷射灌浆防渗加固堤段的长度约2090m，预钻孔深度约7.5—11.5m，总钻孔进尺估算约21000m。资料表明需进行高压喷射堤段的地质分层（自堤顶往下）为：砂质粉质粘土层（堤体）6m、粉质粘土层（顶部含杂填土）2.5m、淤泥及淤泥质粘土层4m、粘土层2m、风化花岗岩>4m，其地质情况较复杂，且不同堤段各土层厚度也不相同。2.2.1根据现