水库施工技术方法与防渗加固处理研究

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水库大坝各环节施工质量与其正常运行有着直接关系，尤其是防渗加固施工质量甚至直接关系着水库大坝服务质量，也体现了水利工程施工企业施工质量。近些年，我国水库大坝频繁出现渗漏现象，这就表示工程防渗施工出现了问题，需要不断改进。对此，我国施工企业需要提高水库大坝防渗施工服务质量，加强控制水库渗漏，做好防渗加固处理，将水库大坝调控作用充分发挥出来，保障周边居民日常生产生活。

１工程概况

本研究以博罗县某水库为例，该水库集水面积达到１.６５ｋｍ２，总容积为２２万ｍ２，具有灌溉、防洪等综合效益，涉及灌溉面积４５０亩。该水库建设与１９５７年，次年竣工正式投入使用，截止到目前为止运行时间超过半个世纪，建筑物出现各种程度损坏，为保证水库运行在２００６年开始建设除险加固工程。该水库大坝为均质土坝，高２７ｍ，其所设置的防浪墙高度为２７.６ｍ，整个大坝最大高度为１１ｍ，坝顶长度为１６０ｍ，坝宽５ｍ，上游坡和下游泼分别为混凝土护坡和草皮护坡，坡比分别为１∶０.２６和１∶２.４，坡面上设置了横向和纵向两个方向的排水沟，坝脚采用浆砌石作为护脚。该大坝两边边坡存在明显坍塌现象，泄洪槽中也堆积了大量风化材料，导致该大坝泄洪功能受到影响。

２水库大坝灌浆施工技术要点

灌浆技术主要是利用粘性混凝土来充填水库坝体中的裂缝，并通过粘接效应来确保坝体的致密。一般来说，灌浆必须要渗入岩石中，这样才能保证大坝的整体稳定和安全。灌浆施工技术已被广泛应用于水库大坝的施工，它能及时、高效地解决坝体裂缝，并使原来松散的堆石体结构变得更致密。

２.１设计灌浆孔

灌浆孔设计与灌浆位置有着直接关系，其可以保证灌浆精准定位所要浇筑部位。灌浆孔一般使用油压式旋转钻机进行钻进，头部为坚硬金刚石，钻孔前由建设人员综合勘测确定好钻孔部位，之后采用钻孔技术钻出灌浆孔，为了使钻机运行效率达到最大，需要保证钻机头部垂直于地面。钻机根据钻孔深度允许最大偏差，见表１所示，在此基础上把控好钻孔位置，使用专业钻孔技术控制好钻孔误差，以保证工程整体质量［１］。从表中可以发现，随着钻孔深度增加，其允许最大偏差值也随之增加，但是钻井工作难度也不断上升，若是钻井时角度出现偏差会导致钻孔受到严重影响。该水库灌浆孔位于坝腹，施工人员将其设置成梅花状，每层高度在５ｍ，灌浆孔洞中预埋了一些管道，大坝灌浆孔距离在２.４ｍ。另外，灌浆孔布置时，施工人员需要根据大坝结构控制好灌浆孔和上游距离，使其距离最好在１.５ｍ范围内，若是超过这一距离会导致大坝结构稳定性下降，灌浆质量也会受到影响。由于坝腹比较宽，因此需要设置２排灌浆孔，间距控制在２ｍ范围内。根据施工图纸，在帷幕灌浆轴线处设置全站仪测设。确定施工轴线后，从坝顶开始沿着轴线设计灌浆孔，共设计２排，首排与大坝上游面相距３.２ｍ，并与第二排相距２ｍ，孔距在２.５ｍ，使用钢尺校正孔距，开口与设计位置之间偏差低于５０ｍｍ。但是，要想改变孔位需要获得设计人员和监理人员允许。

２.２钻孔冲洗，压水试验

钻井作业完成后需要及时冲洗钻孔，该大坝采用单孔冲洗法，并使用压力水对裂缝进行冲刷，通过观测抬动情况使用直径２５ｍ镀锌管在０.１５～０.３Ｍｐａ压力下降清水压入到孔内，并在孔底循环一圈后返回孔口，冲刷时间控制在３０ｍｉｎ内，直至冲刷水澄清无杂质后１０ｍｉｎ结束冲刷工作，此时需要确保孔底沉积物不超过２０ｃｍ。冲洗试验之后开展压水试验，主要通过单点法压水试验进行操作，预先埋设好灌浆管，按照抬动观测情况将０.１５～０.３Ｍｐａ压力的清水压入到孔中，试验２０ｍｉｎ之后每间隔１０ｍｉｎ对过水流量进行测量，连续读数时最大值和最小值之差需要低于最终值１０％，以最后１ｍｉｎ过水流量为参考数值，同时通过压水试验对收集的数据进行精确计算，得到透水率［２］。压水试验操作需要符合规范，确保所收集的数据符合工程实际情况。）钻孔冲洗和压水试验作为钻孔检验合理与否必要工作，工作人员需要保持严谨的态度，落实好钻进检测工作，以便后续建设工作持续推进。

２.３灌浆资料

水库大坝灌浆时，需要采用合理灌浆方法，提高灌浆施工质量。该大坝选用从上到下分段灌浆方法，灌浆时需要注意孔管和孔底间距≤０.５ｍ，避免灌浆时浆液黏在钻孔通道上，导致灌浆效果受到影响。灌浆施工时，需要注意材料和浆液变化。其中，水灰比影响了水泥质量，水灰比合适可以保障水泥能够顺利从管道下流到孔内，避免出现中途粘连、堆积堵塞问题。而水泥不同级别的泥浆起到的作用不同，水泥种类多，选择合适水泥配比和相应水泥可以保障灌浆工作效果，使用３∶１、１∶１不同浓度水泥对涌水孔口进行处理，并配比使用Ｐ４２.５普通硅酸盐水泥。同时，水泥细度需要经过８０＃方孔筛选，筛完后剩余水泥量不可超过５％，若是坝基裂缝宽度低于０.５ｍｍ则水泥细度需要在７１＃方孔筛筛选后，剩余水泥量低于２％。另外，在采购水泥时需要检验合格证，以保证施工和质量。水泥进场后，注意存储要求，将其放在专门场地做好防潮等工作，散装水泥需要在６个月内使用，袋装水泥需要在３个月内使用。在灌浆施工中，为保证水泥质量，需要做好水泥储备工作，若是水泥处于湿度大的环境中会导致水泥吸收大量水蒸气，进而对质量产生影响，也会影响配比，使用效果不佳［３］。同时，水泥在存储一定时间后需要用搅拌机搅拌，将其中的杂质去除干净，搅拌时间大约３０ｓ，并使用过滤网进行过滤，确保水泥质量。水泥搅拌过程中，需要适当加入一定量的减水剂，若是使用高速搅拌机则搅拌速度不低于１２００ｒ／ｍｉｎ。该水库灌浆材料见表２，若是上下游出现吸浆现象需要在材料中加入粉砂（含泥量≤３％）；若是出现漏浆现象则需要加入３～５％的水玻璃。灌浆施工时，如果出现串浆等特殊情况需要根据要求进行限流、降压、封堵等处理，若是遇到突发事故导致灌浆中断则需要及时处理事故尽快恢复施工。灌浆过程中，若是出现吃浆、涌水现象，可以采用间歇灌浆法或是纯压法，并保证每次灌入量≤２ｔ。施工时需要控制好施工压力，避免出现浆液突出现象。岸坡部位灌浆施工时，可以选择回填法或是开挖法，并结合间歇灌浆法进行灌浆，预留浆液吸收时间。封孔时，如果浆液冒出需要及时评理，避免对密封效果产生影响。

２.４灌浆压力

按照抬动观测情况可以得到，处于度汛高程下的泥岩结构灌注压力为０.３～０.６ＭＰａ，而处于渡汛高程之上所接触的混凝土属于灰岩，岩层破碎，要想避免趾板抬动需要选择以０.２～０.４Ｍｐａ为最大灌注压力，以保障灌浆施工质量。

２.５灌浆完成的判定条件

固结灌浆在规定压力情况下，注入率不超过０.４Ｌ／ｍｉｎ标准时持续３０ｍｉｎ灌注，则灌浆施工完成。

２.６质量检测工作

水库大坝灌浆完成后，施工人员需要在规定时间内对其质量进行检测，一般在灌浆完成２８ｄ后开展质量检测工作。质量检测时，施工人员先要根据水库大坝结构检查钻孔数量，之后确定好钻孔深度，确保其深度超过灌浆孔深度，最后统计不合格孔洞并采取措施解决，确保水库大坝结构稳定。由于水库大坝坝体结构复杂，导致灌浆质量检查工作难度较大，施工人员检测时先要确定好灌浆质量施工标准，并采用先进方法提高灌浆施工质量，避免浪费灌浆材料。通过合理检测水库大坝灌浆施工质量，避免出现安全隐患，提高大坝施工质量。

２.７相关温度的测定

灌浆施工技术有严格的工作要求，而这些要求和标准都是根据国内的规范来制订的，一般来说，工程的设计都是从基层做起，就像灌浆时的温度测量一样，混凝土的温度是一切工作的基础，所谓的温度测量，就是对混凝土的温度进行测量，这需要一些技术指标，而混凝土的温度则是根据一些技术指标来进行的。在这些方法中，最常见的是埋置温度计，这种方法不受外界环境的影响，而且必须将温差控制在正常范围内，这样可以提高混凝土的温度。

２.８缝面的测量

在水库大坝的灌浆技术中，最重视的就是缝面的尺寸，准确的测量缝面的宽度和宽度，而在缝面的开度中，采用的工具就是厚度计，在某些方面，厚度计是不能用厚度计的，可能要用刻度放大器来测量，再根据水流的流量和灌区内的积水和面积，从而判断出裂缝的宽度。而缝面加宽的计量仪器是千分尺，它的变化主要表现在顶压水、灌浆等工序，同时，每隔数分钟要观察缝面的加宽，增开区的高度必须保持在灌区顶端５ｍｍ，这样才能确保各项工程的实施。

３水库大坝灌浆防渗加固处理

首先，做好防渗处理。水库大坝施工时，灌浆施工先要处理灌浆补强，处理时全面勘察钻孔部位地质强度，并制定好钻孔深度，达到补强区域一定深度范围。同时，需要注意灌浆管插入深度，并保证水冲混凝土泥浆，明确混凝土质量。采用模带灌浆处理严重渗漏部位，作业时需要控制好灌浆压力，使其处于水分下，并将灌浆中的大颗粒物质留在模带中。施工后分离浆液，增强浆液固结强度。另外，还需要使用填级配料灌浆混合填充黏度大的水泥、沙粒。其次，做好裂缝处理。如果灌浆施工时出现裂缝问题，进而导致渗漏现象，需要及时处理水库大坝裂缝，防止裂缝扩大，造成不良后果。裂缝处理时，需要重点确定裂缝方向，并按照裂缝走向制定相应的处理方案，如果裂缝为横向则需要及时停止灌浆作业，检查分析裂缝出现的原因，并使用黏土回填［４］。如果裂缝为纵向可以继续施工，但是若是纵向裂缝为劈裂缝则需要中止施工，直到裂缝闭合后才能够继续施工。在处理裂缝时，可以按照裂缝走向选择合适的灌浆施工方法，做好大坝防渗加固处理，确保水库大坝使用稳定安全，控制好大坝质量。最后，做好冒浆处理。水库大坝施工中，灌浆施工技术应用时需要注意控制施工压力，否则容易冒浆，对大坝质量产生影响，导致大坝不够安全稳定。一方面，若是坝坡部位出现冒浆问题，需要选择开挖回填技术处理，完善灌浆施工，避免冒浆。冒浆后一般会采用间歇式灌浆法施工，预留一定时间吸收完浆液。另一方面，若是坝底出现冒浆问题，需要先添堵好冒浆通道，并调整灌浆施工间隔时间，提高灌浆施工水平。此外，若是封孔施工时出现冒浆问题需要先清理干净浆液，防止其影响封口施工，这一操作标志着灌浆施工完成。根据水库大坝冒浆发生原因和部位做好处理工作，既能够保证冒浆处理质量，也能够避免冒浆问题导致大坝质量受到影响。另外，在水库大坝防渗处理过程中，若是选用了劈裂灌浆技术需要先布孔，一般在河床段顺着坝轴或是上游位置采用直线单排方式布孔，而对于风化石块部位则采用两排布孔或是三排布孔，确保布孔位置构成连续防渗帷幕。单排孔布孔距离大约３～５ｍ范围，多排孔距离相对于单排控制要小１.５～３.０ｍ，同时注意控制灌浆压力，以保证灌浆施工符合水库大坝施工要求，有效提高灌浆施工质量。而在透水量中上等的土坝中则可以选择高压喷射灌浆施工法，控制好灌浆孔距离，一般在１.５～２.０ｍ之间最佳，施工完成后需要及时检查施工质量。水泥防渗技术在应用时最好使用粘土和少量水泥混合形成的浆液，并采用循环鉆灌阀与管灌浆方法或是打管灌浆方法，灌江口一般不低于３排［５］。采用水泥防渗墙可以截断渗流，有效控制渗流量，一般墙厚度为０.８ｍ，主要采用纯混凝土或是钢筋混凝土等作为主要材料。每一种施工方法都有其自身的规范和要求，在进行水库大坝工程时应注意以下几点：

（１）灌浆方法的选取。大坝工程因其自身的特殊性，必须根据自身的特殊性进行施工工艺的选择，在大坝的上游排、下游排水口，先用水泥砂浆填充，然后在出现渗漏时进行堵漏，然后按照防渗体的灌浆要求，采用自底向上分层回灌法，直至完成。在防渗体的灌浆过程中，采用了分层钻孔灌注的纯水泥浆。此外，在水库坝体灌浆时，当灌浆口内的水全部排出后，应立即停止灌浆；

（２）选材。在施工中，物料的使用是最主要的，除了人工因素之外，对施工的质量有很大的影响，因此，在灌浆时，要加入细砂，以确保其清洁，同时还要选用水泥、添加剂、沙石等；

（３）工程技术指标。优良的原材对工程的质量起着至关重要的作用，而合理的配比对材料的性能起着至关重要的作用，比如浆液的水灰比，以及灌浆液、砂量等都要符合相应的搅拌要求。所以，要从原材料的源头着手，确保原材料的品质，再选用合适的施工技术和过程控制，是确保水库大坝的防渗加固质量的关键。

４结语

综上所述，水库大坝施工中，灌浆施工技术十分重要，其在水利工程施工中应用比较广泛，直接影响了施工质量和工程后期使用效果，因此需要控制好水库大坝灌浆施工质量，保证工程运行正常。另外，水库大坝工程与人民群众日常生产生活息息相关，因此必须重视大坝工程灌浆施工及其防渗加固施工，保证水库大坝质量，并将其积极作用充分发挥出来。

参考文献：

［１］王燚.灌浆施工技术在水库大坝除险加固工程中的应用研究［Ｊ］．黑龙江水利科技，２０２１，４９（０１）：１７２－１７３.

［２］游芳.关于灌浆施工技术在小型水库除险加固工程中的应用探讨［Ｊ］．低碳世界，２０２１，１１（０６）：１１７－１１８.

［３］孙建伟，李怡.帷幕灌浆技术在水库大坝防渗处理中的应用研究［Ｊ］．居业，２０２２（０１）：２４１－２４３.

［４］彭琼.帷幕灌浆施工技术在水库大坝基础防渗加固处理中的应用［Ｊ］．建材与装饰，２０１７（２３）：２７３－２７４.

［５］刘大洲.水库除险加固帷幕灌浆防渗技术应用研究［Ｊ］．黑龙江水利科技，２０１９，４７（１１）：１８９－１９１.

作者:李军怀 单位:甘肃引大建设监理有限责任公司