李春燕　付紅顏

堤壩防滲加固措施方案的選擇與應(yīng)用

李春燕付紅顏

我國(guó)大壩失事事故中，土石壩所占比例高達(dá)70.5%，在失事的土石壩中，除因洪水漫壩外，絕大部分為滲流破壞。據(jù)國(guó)外140例土壩失事事故統(tǒng)計(jì)分析，其中45%因滲流問(wèn)題引起。可見(jiàn)，滲流問(wèn)題是影響土石壩安全的關(guān)鍵，而在堤壩除險(xiǎn)加固中如何選擇防滲方案顯得尤為重要。

一、防滲加固措施

由于土石壩工程的復(fù)雜性，每一種加固方法都有其適用范圍、局限性和優(yōu)缺點(diǎn)，因此，采用何種防滲加固措施應(yīng)根據(jù)堤（壩）基地質(zhì)條件、地形條件、滲透破壞程度、工程費(fèi)用以及材料等進(jìn)行綜合考慮。

1.堤（壩）身防滲加固措施

堤（壩）身滲水可能產(chǎn)生堤坡沖刷、流土等破壞的，可采用貼坡反濾、透水后戧的方法除險(xiǎn)。但和堤（壩）基防滲措施統(tǒng)籌實(shí)施時(shí)，可考慮采用垂直防滲技術(shù)。

新老堤（壩）身結(jié)合的水平層面集中滲流，可采用臨水側(cè)開(kāi)挖回填封堵或接觸面填充灌漿的方法進(jìn)行處理。

堤（壩）身建筑物基礎(chǔ)接觸面的集中滲流，可采用高噴或靜壓注漿的方案在臨水側(cè)垂直防滲，也可以在接觸面進(jìn)行靜壓注漿處理，必要時(shí)在背水側(cè)做反濾保護(hù)。

堤（壩）身與穿堤建筑物側(cè)墻間的集中滲流，可采用接觸面靜壓注漿的方法進(jìn)行處理。

堤防分段建設(shè)的接合部產(chǎn)生的集中滲流，可采用臨水坡截滲或在接合部用灌漿的方法來(lái)處理，必要時(shí)在背水側(cè)做反濾保護(hù)。

2.堤（壩）基防滲加固措施

當(dāng)?shù)蹋▔危┗?、背水坡或堤后地面滲流出逸比降不能滿足規(guī)范要求時(shí)，或者汛期曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)嚴(yán)重滲漏、管涌或流土破壞險(xiǎn)情時(shí)，可視具體情況選擇一種或幾種措施的組合方案進(jìn)行處理。

堤（壩）基相對(duì)不透水層埋藏較深，透水層較厚，同時(shí)臨水側(cè)有穩(wěn)定灘地的堤（壩）基應(yīng)采用鋪蓋防滲。

堤（壩）基透水層較淺時(shí)，在迎水側(cè)堤腳宜采用粘土截水槽或其他封閉式垂直防滲措施截滲，并與堤（壩）身防滲措施結(jié)合為統(tǒng)一的防滲體系。

堤（壩）基覆蓋層較薄，透水層埋深大且厚度大時(shí)，可以采用背水側(cè)壓實(shí)填筑壓滲蓋重或吹填法增加蓋重，也可以在背水側(cè)堤腳外適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置減壓溝、井的方法。同時(shí)也可以考慮蓋重和排水減壓溝、井聯(lián)合使用的形式。若臨水側(cè)有穩(wěn)定灘地，可在臨水側(cè)加設(shè)鋪蓋進(jìn)行防滲處理。

堤（壩）基覆蓋層較厚且下臥強(qiáng)透水層較淺時(shí)，宜采用蓋重措施進(jìn)行處理。蓋重滲透系數(shù)應(yīng)比覆蓋層大，也可在背水側(cè)堤腳處適當(dāng)位置設(shè)置減壓井，達(dá)到減小揚(yáng)壓力和除險(xiǎn)的目的。

多層堤（壩）基存在淺層弱透水層時(shí)，宜采用滲壓蓋重或結(jié)合減壓措施進(jìn)行除險(xiǎn)，也可采用半封閉式防滲措施，但須勘察并經(jīng)過(guò)滲流計(jì)算論證。

當(dāng)?shù)蹋▔危┗鶠閺?qiáng)風(fēng)化基巖或堤（壩）身發(fā)生滲透破壞時(shí)，可采用堤（壩）基帷幕灌漿。對(duì)臨水側(cè)有外灘的情況也可以使用鋪蓋防滲，必要時(shí)可在背水側(cè)堤腳附近采取反濾保護(hù)措施。

二、堤壩防滲加固方案

堤壩防滲加固的目的是降低滲流的破壞能力，降低堤（壩）身浸潤(rùn)線和滲流出口比降以保證堤壩安全。典型的防滲除險(xiǎn)加固方案有粘土鋪蓋防滲、上游鋪塑防滲、混凝土防滲墻、深層攪拌樁和高壓噴射灌漿防滲墻。

1.上游粘土鋪蓋防滲

在堤壩迎水坡前填筑粘土鋪蓋作為水平鋪蓋，以延長(zhǎng)滲徑，降低浸潤(rùn)線，降低下游滲流出逸比降。該方案施工簡(jiǎn)單，施工速度快，但由于水中拋填施工質(zhì)量難以控制，如采用干地施工，必須放空水庫(kù)，影響了水庫(kù)的正常運(yùn)行。

2.上游鋪塑防滲

沿迎水面堤坡及庫(kù)前鋪設(shè)復(fù)合土工膜防滲，形成上游整體防滲體系。該方案可解決堤（壩）身及堤（壩）基的防滲問(wèn)題，但施工時(shí)必須拆除迎水面砌石護(hù)坡，放空水庫(kù)，影響了水庫(kù)的正常運(yùn)行。

3.混凝土防滲墻

混凝土防滲墻是利用專用的造槽機(jī)械設(shè)備營(yíng)造槽孔，并在槽孔內(nèi)注滿泥漿，然后用導(dǎo)管在注滿泥漿的槽孔中澆筑混凝土并置換出泥漿，筑成墻體。

混凝土防滲墻按墻水平截面形狀可分為四種：①圓樁柱型（圓孔型），垂直接縫多，有效厚度小，20世紀(jì)60年代以來(lái)已很少采用；②墻板型（槽孔型），相鄰兩塊墻板套接厚度與中間墻厚度相同，適用于深度小于60m的墻；③混合樁柱型（圓孔與雙反弧形孔混合型）；④墻板樁柱混合型（槽形孔與雙反弧形孔混合型）?；炷练罎B墻施工工藝較為成熟，具有截滲效果好、施工質(zhì)量易于控制等優(yōu)點(diǎn)。但施工速度較慢，造價(jià)較高；此外，相鄰墻段之間或樁柱之間的連接工藝是防滲墻施工技術(shù)中的難點(diǎn)，工程實(shí)踐證明，接縫質(zhì)量不良常會(huì)成為堤（壩）基中的隱患。

4.深層攪拌樁

深層攪拌樁法是利用水泥作為固化劑，運(yùn)用特制的多頭小直徑深層攪拌機(jī)械把水泥漿噴入土體，并摻攪成樁，是多個(gè)圓柱互相套接形成水泥土墻，達(dá)到截滲目的。該方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：①形成的水泥土墻體厚度均勻連續(xù)，接頭少，墻體彈模低，適應(yīng)變形能力強(qiáng)，工程效果好；②施工時(shí)不需要開(kāi)槽，因此可避免其他截滲方法因開(kāi)槽出現(xiàn)的塌孔、土層中有孔洞無(wú)法夯實(shí)等問(wèn)題；③施工工藝簡(jiǎn)單，使用人力較少，施工功效高，可縮短建設(shè)工期；④適用土層范圍較廣，包括粘土、沙土、粉質(zhì)粘土、含礫直徑小于0.05m的砂礫層、淤泥，甚至有土體架空或孔洞也可施工。缺點(diǎn)是深層攪拌樁用作防滲帷幕時(shí)，其防滲深度受到限制，目前國(guó)內(nèi)成熟的加固深度在14m左右；其次是其滲透系數(shù)隨土層的不同而變化較大。

5.高壓噴射灌漿防滲墻

高壓噴射灌漿防滲墻采用鉆孔，將裝有特制合金噴嘴的注漿管下到預(yù)定位置，然后用高壓水泵或高壓泥漿泵（20～40MPa）將水或漿液通過(guò)噴嘴噴射出來(lái)，沖擊破壞土體，使土粒在噴射流束的沖擊力、離心力和重力等綜合作用下，與漿液攪拌混合，并按一定的漿土比例和質(zhì)量大小，有規(guī)律地重新排列。待漿液凝固以后，在土內(nèi)就形成一定形狀的固結(jié)體，從而達(dá)到加固防滲的目的。該方案有與深層攪拌樁法相同的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)其加固深度可達(dá)60m。

三、結(jié)語(yǔ)

存在滲流問(wèn)題的土石壩通過(guò)防滲加固處理后，滲流速度會(huì)明顯減小，滲流量相應(yīng)下降幅度可達(dá)26.9%～71.6%，總水頭和堤壩浸潤(rùn)線明顯降低，滲透坡降普遍下降幅度可達(dá)29%～75%，抗?jié)B能力會(huì)明顯提高。因此，防滲加固工程在提高病險(xiǎn)水庫(kù)的安全性方面作用非常顯著■

（作者單位：安徽省建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)站233000）

（專欄編輯：周權(quán)）