水利工程堤壩滲漏分析及防滲加固處理措施

1、水利工程堤壩滲漏分析及防滲加固處理措施我國水資源豐富，水利工程建設為水資源的開發(fā)利用和調配提供了保障， 也為我國社會主義經(jīng)濟發(fā)展貢獻了力量。但是水利工程建設是一項艱巨而復雜的 施工工藝，許多的施工工藝還在探索之中，保證施工工程的質量是有效利用資源， 保障生產(chǎn)生活安全的前提條件。標簽：水利工程;堤壩滲漏;原因分析;加固處理1、水利工程滲漏表現(xiàn)形式的分析比較常見的水利工程土質堤壩滲漏現(xiàn)象有接觸滲漏現(xiàn)象、壩體滲漏現(xiàn)象、壩 基滲漏現(xiàn)象、溢洪道滲漏現(xiàn)象等。我們所說的壩基滲漏環(huán)節(jié)是指壩基及其壩肩透 水巖土帶之下的水體滲流的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象不利于實現(xiàn)對水量的有效控制，土石 壩對于地基強度的要求是比較低，為此我

2、們要進行基礎防滲處理工作的運行，確 保其土石壩環(huán)節(jié)的穩(wěn)定運行。為此我們要進行水庫地基基礎復蓋層深度的規(guī)范， 確保其透水巖土帶環(huán)節(jié)的穩(wěn)定運行。在此過程中，要進行壩體滲漏環(huán)節(jié)的有效應 用，確保其水體的水量流失現(xiàn)象的避免，實行其壩體滲流環(huán)節(jié)的穩(wěn)定運行。其土 質堤壩的構成材料是土料，這就不可避免的存在一系列的透水性。為了保證壩體 系統(tǒng)的穩(wěn)定性，我們要進行填筑土料的有效選擇，確保其壓實度的提升，實現(xiàn)對 出逸點環(huán)節(jié)及其浸潤線環(huán)節(jié)的有效控制，對于一系列的漏洞現(xiàn)象、滑坡現(xiàn)象、塌 坑現(xiàn)象要進行積極的處理，以提高土質堤墉的安全穩(wěn)定性。涵閘滲漏是一種涵閘破損情況之下的水體的滲漏現(xiàn)象。這種情況由于其閘身 不均勻，導致

3、閘體變形，水體流失。接觸滲漏是一種水體的下游地區(qū)滲漏的情況， 它流經(jīng)區(qū)域是山體及壩體的結合部。溢洪道滲漏是接觸滲漏的一種形式。2、堤壩滲漏的安全問題分析2.1滲水險情。在汛期，臨水坡面水位增高，水在壓力作用下沿著某一截面 滲入堤壩土層中，水流侵入線與背水坡面相交線稱作逸出點。逸出點以下部分土 層在水的長期浸泡下發(fā)軟，當超出一定程度時，甚至會產(chǎn)生涓涓細流，這就是滲 水險情。造成滲水險情的原因有多種，主要有：高水位持續(xù)時間過長、堤壩截面 不夠厚實、背水坡過陡、堤壩填料的透水性較強或者土層中夾雜有樹根、石塊等、 堤壩填筑時壓實不夠等等。這些因素都會造成滲流的速度加快，浸潤線升高，從 而造成堤壩產(chǎn)生滲

4、水險情。2.2管涌險情。地基透水性強的堤壩最容易產(chǎn)生管涌險情，當滲透坡降達到 一定數(shù)值，地基覆蓋層無法抵抗時，就會造成滲透破壞。土層中的微細顆粒在滲 流的帶動下，移動至地面，隨著越來越多的細微土粒的流失，較粗顆粒也被逐漸 帶出，從而逐漸的形成連續(xù)的通道產(chǎn)生管涌險情。造成堤壩出現(xiàn)管涌的原因主要有：上游天然鋪蓋遭受嚴重破壞，防滲層鋪蓋質量欠佳，壩后的排水反濾失去作用，在背水坡腳進行破壞性活動（比如：取土、 爆破等），使得覆蓋層厚度減小，縮短了滲徑。這些因素都會造成管涌險情加劇。2.3流土險情。隨著水位的升高，滲流流透力逐漸增大，當超出堤壩覆蓋層 的承受能力時，堤壩下游的土層便隨著滲流大塊流失，造成

5、流土險情。有點流土 險情雖然未發(fā)現(xiàn)有涌砂現(xiàn)象，但是土層向外突出，有彈性，輕壓便會有水析出， 這就是我們常說的“牛皮包”。2.4漏洞險情。漏洞是滲流險情中最為危險的一種類型，若不及時采取措施 封堵，勢必會造成堤壩潰缺。漏洞通常是由堤壩中的洞穴、裂隙等在水流的作用 下貫穿造成的。特別是堤壩中存在蟻穴、獾洞等隱患，施工時輸水涵管、溢洪道 等結合部位防滲措施不到位，或者是基巖中存在裂隙、溶洞等，極易造成滲流匯 集，造成土壤流失量巨大，而形成貫穿堤壩或者穿透地基的孔洞。漏洞是十分危 險的險情，若不及時處治將很快造成堤壩潰缺。漏洞中又以流水夾帶泥沙的渾水 洞最為嚴重。滲流使得土層含水飽和，土體抗滑系數(shù)、抗

6、剪能力嚴重下降，而堤壩自重又 急劇增大，堤壩地基不堪重負，導致背水坡產(chǎn)生滑動。3、滲漏的成因分析正常滲漏情況：壩體浸潤線無異常升高，逸出點高度不超過設計數(shù)值，滲透 水流清澈見底，無混濁，滲流不帶有土顆粒或微小顆粒，滲流量隨水位變化無異 常。正常滲漏在有排水體的情況下很容易觀測到;非正常滲漏情況：壩體浸潤線 異常升高，逸出點高度超過設計數(shù)值，或雖逸出點不升高，但滲水顏色渾濁，說 明壩體內存在滲漏隱患，如排水體於塞，壩體內部有空洞、裂縫等都會產(chǎn)生非正 常滲漏?，F(xiàn)結合實際，說明以下幾種滲漏情況的檢查分析。（1）逸出點未升高，但滲漏水渾濁或帶有泥沙顆粒，說明已發(fā)生滲漏破壞， 多為壩體內的裂縫、空洞等形

7、成漏水通道，滲流量逐漸增大，最終產(chǎn)生管涌和流 土破壞。（2）如果逸出點升高異常，說明壩體內因裂縫、空洞坍塌造成滲水通道於 塞，或排水體失效，使壩體飽和度增大，浸潤線抬高，壩坡穩(wěn)定性下降，嚴重時 會引起滑坡甚至坍塌。（3）水庫超蓄或堤防超過設計標準的洪水時，水位超過正常擋水位較多， 致使擋水壩體斷面越來越小，堤壩不能滿足防滲需要，會使浸潤線隨水位上升， 逸出點升高，且多發(fā)生在背水面壩腳以上，甚至出現(xiàn)在正常水位以上壩體斷面較 小處。根據(jù)多年來江河堤防和水庫的實際觀測，這種滲漏主要表現(xiàn)為散浸，滲漏 水流清澈。如果都在坡腳處，多數(shù)不會發(fā)生破壞性滲漏，不流土，只要對滲流大 或集中的部位進行導滲、壓滲處理

8、就可以防止?jié)B透破壞。但應加強檢查觀測，一 旦滲透水流特別集中或加大，發(fā)生滲流渾濁及流土等現(xiàn)象或產(chǎn)生滑塌體等滲透破 壞時應立即搶護處理，保證堤壩安全。對正常與非正常滲透水流變渾濁，逐漸集中或突然加大滲流量的情況， 應特別注意壩體內存在危險的滲漏通道，嚴重時會造成管涌、流土及堤壩坍塌、 滑坡等險情。4、提高水利堤壩工程防滲加固工藝質量措施4.1堤壩防滲處理原則。堤壩防滲一般采用灌漿或防滲墻措施來處理滲透或 降低浸潤線，采用防滑樁或壓重等措施來提高抗滑穩(wěn)定性安全系數(shù)?；碌奶幚?比較復雜，要從滑坡的起因上解決問題。最好的途徑是降低壩體浸潤線或提高土 體強度指標。水利堤壩的處理原則按照堤壩所處水流位置

9、劃分，我們可以采取上 游壩相應處理方法和下游壩處理方法，如果堤壩位于上游，主要采取興建鋪蓋， 使用合適的防滲墻技術手段以及帷幕灌漿來阻止?jié)B水事故蔓延，在施工專業(yè)上簡 稱“鋪、截、堵。如果堤壩位于河流下游，一般使用排水溝進行疏導，修筑減小 壓力的作業(yè)井，以及修建導滲反濾體，這些技術手段被成為“導、減、排”。另外， 按照使用材料和技術上劃分，主要包括現(xiàn)代化的土工膜防滲技術的使用和一般防 滲墻技術的使用。4.2堤壩加固技術。根據(jù)水壩不同的部位進行不同的施工方法， 壩體、壩基帷幕灌漿主要充填漏洞和縫隙，防滲截漏，通過灌漿加固，形成防滲 體，此方法適用于漿砌石重力壩。壩上游面固結灌漿，堵塞漏洞和縫隙，加

10、固補 強壩體和提高防滲性能，以進一步提高壩體的承載能力和完整性。壩下游面追蹤 固結灌漿，在下游壩面有漏水或溶蝕物出溢的地方，造成水平孔或斜孔，埋注漿 管進行灌漿，以堵塞漏水通道和壩體空洞、裂縫，加固壩體，增加壩面穩(wěn)定性和 抗沖刷能力。這種反向灌漿工藝，非常適合拱壩和支墩壩工程，對重力壩工程， 只有在搞清揚壓力并設排水孔時才可采用，采用這種方法時最好是壩前無水。壩 面重新剔勾縫，剔縫后，用高標號水泥砂漿、干硬性預縮水泥砂聚或用防水材料 配制高標號水泥砂漿勾縫，提高壩面防滲漏能力及壩體穩(wěn)定性、整體性和抗凍融、 抗風浪淘刷能力，此方法即“前堵、中截、后追蹤”灌漿治漏加固法。4.3堤壩灌漿防滲的幾種常

11、用方法4.3.1劈裂式帷幕灌漿法。所謂劈裂式帷幕灌漿，主要用于加固堤身，防止 堤身滲漏。其方法是根據(jù)堤壩曲直不同情況，用淺孔輕便鉆機或更簡單的鉆具， 分別采用梅花形布孔和直線布孔方式，沿堤壩軸線從堤頂離堤外肩1.5m處鉆孔， 一般孔距3m，孔深根據(jù)堤身情況分別以鉆透堤身填土或穿過堤身鉆入基礎1 2m為宜。灌漿時由下而上，少灌多復;泥漿由稀到稠，循序漸進;壓力由大到小， 靈活掌握。這樣，可以較好地處理灌漿中出現(xiàn)的冒漿、串漿、滑坡、局部隆起等 各種問題，使灌入的泥漿沿堤的軸向形成一道帷幕，達到改善堤身質量、提高堅 固度和防止?jié)B漏的目的。4.3.2高壓填充式灌漿法。高壓填充式灌漿主要用于堤基基礎灌漿

12、，亦用于 堤身蟻穴、溶洞的填充。用于基礎灌漿時，須用50m工程鉆機在需灌的堤段從 堤頂鉆孔，孔距1.52.0m，孔深以鉆入基礎穿過砂層進入礫石層2m左右為宜。 灌漿時壓力一般為127.40166.60kPa，套管下到填土層保證堤身干燥，基礎部 分砂礫層灌入水泥漿，然后逐步提升到土層，以黃泥漿封孔，這種灌漿法主要用于治理因基礎不良而引起的管涌。4.3.3低壓速凝式灌漿法。這種灌漿方法一般用于高危水位下?lián)岆U堵塞管涌， 它可根據(jù)管涌所處位置的地質情況分別采用30型鉆機或50型鉆機鉆孔，然后先 向孔內注入浸水后即膨脹的物質，再以小于49kPa的壓力徐徐向孔內灌入加進速 凝劑水玻璃的水泥漿。注入膨脹物質是為了加大管涌內阻力，減慢管涌內水流速 度，防止水泥漿隨水流出;加入速凝劑，水泥漿能很快凝固而堵塞管涌。5、結語防滲加固技術是水利工程施工中的重要技術手段，必不可少的安全防護措 施，它能有效地保證水利工程的整體質量，減少經(jīng)濟資源浪費。但是由于我國國 土資源遼闊，各大水系遍布全國的大江南北，不同的地質與氣候特征決定了不同 結構性質的水利堤壩的構建，那么相應的就要求防滲加固施工管理辦法也因地制 宜，