◎李東海

大壩壩肩滲漏處理中的帷幕灌漿技術(shù)應(yīng)用

◎李東海

水利工程建設(shè)是我國(guó)基礎(chǔ)工程建設(shè)中的一項(xiàng)重要發(fā)展項(xiàng)目，對(duì)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著重要意義。在水利工程應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大的當(dāng)下，對(duì)水利工程使用狀況進(jìn)行觀測(cè)、檢修，從而確保人們對(duì)水利設(shè)施的安全使用，已經(jīng)成為當(dāng)前相關(guān)工程管理單位的重點(diǎn)內(nèi)容。本文主要對(duì)水利工程中大壩壩肩滲漏原因進(jìn)行分析，結(jié)合實(shí)際案例，對(duì)帷幕灌漿技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行分析，以供相關(guān)人士參考。

近年來，隨著水利工程的不斷發(fā)展，人們的生活質(zhì)量得到了一定的改善。而在水利工程規(guī)模不斷擴(kuò)大過程中，水利工程質(zhì)量受地質(zhì)條件、自然環(huán)境等因素的影響越來越多，對(duì)水利設(shè)施功能的正常發(fā)揮造成了一定的阻礙。大壩壩肩滲漏不僅會(huì)對(duì)水利設(shè)施的正常應(yīng)用造成影響，還會(huì)對(duì)周圍居住的居民造成一定的安全隱患。針對(duì)這種現(xiàn)狀，一些水利工程管理部門開始加大對(duì)水利工程大壩壩肩的影響因素進(jìn)行分析，并通過帷幕灌漿技術(shù)對(duì)大壩壩肩進(jìn)行防滲處理，從而確保大壩的安全和水利設(shè)施功能的正常應(yīng)用。在大壩壩肩滲漏情況日益嚴(yán)重的關(guān)鍵時(shí)刻，相關(guān)水利工程建設(shè)部門應(yīng)加強(qiáng)大壩壩肩滲漏的防滲處理工作，從而確保水利工程建設(shè)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展。

大壩壩肩滲漏因素

在科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展下，有關(guān)水利工程監(jiān)測(cè)和分析方面的設(shè)備逐漸研發(fā)出來，并得到了廣泛的應(yīng)用，這對(duì)水利工程大壩壩肩防滲處理有著一定的推動(dòng)作用。在水利工程建設(shè)中，相關(guān)施工單位已經(jīng)開始對(duì)大壩壩肩滲漏情況引起了重視，開始加大對(duì)大壩壩肩滲漏原因的分析中。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)和文獻(xiàn)資料可知，對(duì)大壩壩肩滲漏影響的因素有很多，包括地質(zhì)條件、氣候、施工等。

隨著水利工程規(guī)模的不斷擴(kuò)大，地質(zhì)條件對(duì)水利大壩壩肩造成的影響越來越大。一些水利工程多建立在巖層之上，地質(zhì)構(gòu)造在發(fā)育的過程中，可能會(huì)造成巖石破碎現(xiàn)象，從而在巖石中出現(xiàn)很多的溶洞和溶隙。當(dāng)巖層面與裂隙溝通之后，便會(huì)產(chǎn)生網(wǎng)狀類型的滲流通道，對(duì)大壩巖層走向產(chǎn)生影響。當(dāng)巖層和河谷的走向相同，且上下游已經(jīng)溝通之時(shí)，巖層面就會(huì)出現(xiàn)滲漏通道，從而造成大壩壩肩滲漏現(xiàn)象。隨著水利設(shè)施應(yīng)用時(shí)間的不斷延長(zhǎng)，河谷對(duì)大壩的侵蝕程度也會(huì)加劇，從而產(chǎn)生樞紐區(qū)一帶侵蝕基準(zhǔn)面，使巖溶通道的發(fā)育速度加快，容易產(chǎn)生繞壩滲漏。當(dāng)侵蝕面高程超過預(yù)估的范圍之后，便會(huì)造成大壩壩肩滲漏情況。對(duì)水利大壩壩肩滲漏情況進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，一些大壩雖然在降水前并沒有出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，但若是出現(xiàn)連續(xù)降雨或者集中降雨現(xiàn)象時(shí)，大壩壩肩就會(huì)出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。若本身大壩壩肩就存在滲漏情況，則大壩滲漏量會(huì)加大很多。因?yàn)樵诮涤炅坎粩嘣鲩L(zhǎng)過程中，雨水便會(huì)從一些比較軟弱的夾層滲出。隨著降雨量的不斷增長(zhǎng)，雨水就會(huì)匯成流水從而在基面層溢出來。雖然這種滲漏量并不是很大，但卻可以表明大壩壩肩滲漏與降水有一定的關(guān)聯(lián)性。另外，水利工程在建設(shè)過程中若出現(xiàn)問題，也會(huì)對(duì)大壩壩肩滲漏造成影響。比如一些水利工程在進(jìn)行改建時(shí)，并沒有及時(shí)做好大壩的灌漿處理工作，從而水利設(shè)施在長(zhǎng)期使用過程中容易對(duì)大壩壩肩巖體造成一定的破壞。（大壩壩肩如圖1）

圖1 水利大壩壩肩

從上述分析中可以看出，水利工程大壩壩肩滲漏情況影響因素較多，水利設(shè)施在長(zhǎng)期應(yīng)用過程中出現(xiàn)大壩滲漏現(xiàn)象的情況相對(duì)較多。故而對(duì)水利設(shè)施進(jìn)行大壩壩肩監(jiān)測(cè)和及時(shí)的防滲處理是很有必要的，也是當(dāng)前水利工程管理部門需要注重和實(shí)施的重點(diǎn)任務(wù)。

工程概況

以H市某鄉(xiāng)鎮(zhèn)水庫工程為案例，對(duì)帷幕灌漿技術(shù)在大壩壩肩滲漏處理中的應(yīng)用進(jìn)行分析。該水庫容量在2.5×109m3，電站總裝機(jī)為18500kW，大壩的高度為92m，長(zhǎng)度為225m。該地區(qū)年平均降水量在1150mm，年均徑流量為3.6×109m3，壩址上部匯水面積為865m2。本次水庫設(shè)計(jì)目標(biāo)為百年一遇洪水，萬年一遇洪水校核。水庫洪水位設(shè)計(jì)為322m，死水位為255m，日常蓄水位為321.45m，校核洪水位為328.1m。

帷幕灌漿技術(shù)應(yīng)用分析

對(duì)水利大壩壩肩進(jìn)行防滲處理是水利工程建設(shè)中一個(gè)必不可少的重要環(huán)節(jié)，對(duì)水利設(shè)施功能的穩(wěn)定發(fā)揮具有很大的推動(dòng)作用。下面從帷幕灌漿鉆孔與沖洗、帷幕灌漿形式、長(zhǎng)度、厚度及施工方法等方面對(duì)帷幕灌漿技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行分析。

帷幕灌漿鉆孔與沖洗應(yīng)用。在進(jìn)行帷幕灌漿鉆孔時(shí)，工作人員需要以巖石的可鉆性、硬度及完整性采取針對(duì)性的鉆進(jìn)方式，常用的鉆孔方式主要有鉆粒鉆進(jìn)和硬質(zhì)合金鉆進(jìn)兩類。其中鉆粒鉆進(jìn)比較適合在巖石完整性較好且相對(duì)堅(jiān)硬的巖石中，硬質(zhì)合金鉆進(jìn)一般應(yīng)用于可鉆性較低且比較軟的巖石中。以上述水庫工程為例，因?yàn)樵摴こ處r石的可鉆性在6.7左右，且?guī)r石比較松軟，因此可以選擇硬質(zhì)合金鉆進(jìn)方式。當(dāng)水利工程帷幕灌漿技術(shù)應(yīng)用過程中，需要通過沖洗作業(yè)將空洞中或者裂縫中的一些填充雜質(zhì)等物質(zhì)沖洗掉。而在工程應(yīng)用中，比較常用的帷幕灌漿沖洗方式便有裂縫沖洗與鉆孔沖洗。其中裂縫沖洗主要是通過壓力水將空洞中或者裂縫中的一些已經(jīng)風(fēng)化的地質(zhì)填充物或者松軟的填充物沖洗出去；鉆孔沖洗主要是沖洗方式將鉆孔底部的碎屑或者孔壁上的一些黏附碎屑和巖粉等雜質(zhì)沖洗出去。在進(jìn)行鉆孔沖洗時(shí)需要分為兩個(gè)步驟，首先需要通過大量的風(fēng)或者水將孔內(nèi)的一些殘?jiān)鼪_洗出來，當(dāng)殘?jiān)穸刃∮?0cm之后，再進(jìn)行沖洗工作。需要注意的是在進(jìn)行帷幕灌漿沖洗作業(yè)時(shí)，需要根據(jù)相關(guān)工藝要求進(jìn)行沖洗實(shí)驗(yàn)，比如一些地址比較復(fù)雜的熔巖、軟弱夾層和斷層等地段。

帷幕灌漿形式、長(zhǎng)度與厚度應(yīng)用。水利工程應(yīng)用中，帷幕灌漿的形式及深度容易對(duì)水利工程的成本與防滲效果造成直接的影響。若巖層的滲透性較小，且趨向于兩岸山體或者深部延伸時(shí)，其在防滲方面消耗的成本就會(huì)相對(duì)較少。常用的帷幕灌漿形式主要有懸掛式與封閉式。其中懸掛式帷幕主要是指在不透水層埋藏壩址區(qū)，其帷幕深度在相對(duì)不透水巖層控制之內(nèi)，主要應(yīng)用于一些深厚覆蓋層大壩的基礎(chǔ)處理中，其在應(yīng)用過程中需要應(yīng)用一些防滲措施進(jìn)行輔助。封閉式帷幕主要是針對(duì)一些相對(duì)不透水巖層比較靠近的情況，可以通過灌漿帷幕深入巖層，從而對(duì)滲流進(jìn)行截?cái)嗵幚?，該形式擁有的防滲效果較好。在進(jìn)行帷幕長(zhǎng)度應(yīng)用時(shí)，需要遵循一定的應(yīng)用原則。在進(jìn)行帷幕長(zhǎng)度應(yīng)用時(shí)需要對(duì)相對(duì)不透水層標(biāo)準(zhǔn)范圍線和水庫蓄水前地下水位線進(jìn)行考慮，確保帷幕能夠延伸到水庫正常水位處，從而能夠和河床部位帷幕相連。工作人員可以以施工場(chǎng)地地質(zhì)條件為基礎(chǔ)，對(duì)帷幕延伸長(zhǎng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，并根據(jù)觀測(cè)到的滲漏情況進(jìn)行帷幕長(zhǎng)度的設(shè)置。在進(jìn)行帷幕厚度應(yīng)用時(shí)，需要根據(jù)工程地質(zhì)條件、帷幕穩(wěn)定性、帷幕水力坡降允許范圍、大壩基巖等進(jìn)行確定。

帷幕灌漿施工方法應(yīng)用。在進(jìn)行帷幕灌漿施工方法應(yīng)用時(shí)，需要對(duì)水利工程地質(zhì)條件、鉆孔狀況和相關(guān)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行合理的選擇。帷幕灌漿施工方法分為兩個(gè)類型，即全孔分段灌漿與全孔一次灌漿。其中全孔分段灌漿又分為綜合分段灌漿、自上而下分段法、孔口封閉自上而下灌漿法和自下而上分段法。綜合分段灌漿主要是將自上而下分段與自下而上分段兩種方法進(jìn)行綜合應(yīng)用，該方法主要應(yīng)用于一些鉆孔深度較深或者地質(zhì)條件復(fù)雜的水利工程中，比如一些透水性較大、完整性較好或者裂隙發(fā)育較好的巖層，便需要應(yīng)用到綜合分段灌漿方法。其中前段需要應(yīng)用自下而上灌漿法，后段需要應(yīng)用到自上而下灌漿法。自上而下分段法主要是在上部第一段進(jìn)行鉆孔施工與灌漿施工，然后按照順序依次往下逐段施工。這種施工方式能夠使將上串縫隙堵住，且堵塞效果比較好，不會(huì)出現(xiàn)反漿現(xiàn)象?？卓诜忾]自上而下灌漿法需要在孔口設(shè)置一個(gè)孔口封閉器，然后采取自上而下分段方式進(jìn)行鉆進(jìn)和灌漿處理。這種施工方式能夠?qū)⑺锌锥螐?fù)灌，從而提高堵塞的嚴(yán)密性。自下而上分段法主要是將鉆孔鉆到設(shè)計(jì)深度位置，然后從下段往上進(jìn)行灌漿施工。這種施工方式能夠節(jié)省時(shí)間，不需要進(jìn)行鉆孔較差，從而有利于施工進(jìn)度與機(jī)械應(yīng)用率的提升。

綜上分析可知，帷幕灌漿技術(shù)對(duì)大壩壩肩防滲具有一定的促進(jìn)作用，能夠?qū)λO(shè)施的正常應(yīng)用起到技術(shù)保障。因此，相關(guān)水利工程管理部門應(yīng)加強(qiáng)帷幕灌漿技術(shù)在大壩壩肩滲漏處理中的應(yīng)用和研究，從而為人們合理利用水力資源提供保障。

（作者單位：安徽水利開發(fā)股份有限公司）