水利工程论文
0 引言
岩溶又被称为喀斯特地形，在我国分布广泛，主要集中在云贵高原。在岩溶地区建设水利工程，坝基渗漏是一个难以避免的问题。从上世纪七八十年代开始，就已经开始了岩溶坝基的渗漏问题研究，但是，至今尚无有效的手段避免渗漏问题出现。因此，只有深入研究岩溶坝基补漏技术，及时排除渗漏问题。灌浆技术就是一种十分有效的补漏技术，尤其是在岩溶坝基中，其解决渗漏问题的效用十分明显。
1 岩溶坝基常见渗漏问题
1.1 坝基渗漏 坝基渗漏是岩溶坝基最常见最普遍的渗漏问题，其不仅会给水利工程的经济效益带来很大影响，还会造成水资源流失，对坝底或岩土中的颗粒的冲刷作用加强，引起坝基底部部分岩体发生化学溶解，致使坝基受到侵蚀。在长时间作用下，坝基就会出现失稳的情况。比如，高岩水库、崔家沟水库等水利工程均存在坝基渗漏的问题，并且长期存在这一问题，对水库的正常运行以及经济效益都带来很大影响。
1.2 绕坝渗漏 绕坝渗漏从根本性质而言属于地质问题，其会降低坝肩岩体的稳定性，在某些不因素作用下，整个大坝的安全都会受到威胁。因此，需要对绕坝渗漏的诱发原因进行深入剖析，精确计算渗漏导致的水资源渗漏量，从而制定合理的防治措施。比如闹德海水库，从建成之后就一直受到绕坝渗漏这一问题的困扰，虽然进行过帷幕灌浆补漏处理，也在短时间内取得了不错的效果。但是，在较长时间之后，绕坝渗漏的问题又重新出现，给相关工作造成了不小的影响。此外，我国还有不少岩溶坝基受到绕坝渗漏问题的影响，只是简单地对帷幕进行处理，是难以根治渗漏问题的，必须根据实际情况，综合采取多种措施进行渗漏部位修复，才能切实排除这一问题。
2 岩溶坝基灌浆处理常见技术
2.1 高压灌浆 岩溶坝基而言，由于其地层中黏土含量较大，部分还存在砂砾、砂石等，在长期高压作用下，难以保持稳定。因此，需要采取高压灌浆技术解决这一问题。通过灌浆实验，在压力超过 40kg/cm2之后，部分溶蚀夹泥逐渐被推挤到帷幕的有效区域之外，少去的溶蚀夹泥的空间被水泥浆全部填充。而没有被推挤出帷幕有效区域的溶蚀夹泥，在高压作用下被密实挤压，并且和少量水泥浆形成混合，力学性质得到一定提升，同时强化了溶蚀夹泥的防渗性能。此外，高压作用下的水泥浆还具有劈裂作用，能够使地层中的黏土形成结石骨架，该结石骨架可以和地层中存在的黏土进行结合，形成具有良好防渗性能的结合体。比如，在乌江渡水电站中，通过 60kg/cm2的压力对坝基进行灌浆处理，使灌浆效果实现了质的提升，大大减少了坝基发生的渗漏问题。
2.2 小口径无塞灌浆 在对岩溶坝基进行灌浆处理的过程中，减小灌浆孔尺寸，可以有效提高灌浆防渗的效果。
基于这一实际要求，小口径无塞灌浆技术应运而生。减小灌浆孔径的作用十分明显，根据实践运用表明，灌浆孔的孔径从 91mm 减小到 53mm 时，钻孔的效率可以实现 3 到5 倍增长，相应的施工材料也可是实现减半。不仅如此，减小灌浆钻孔孔径之后，还能减少钻孔设备的钻孔负荷，提升钻孔效率和质量。对该技术而言，其在第一段灌浆孔之外的其他部分都省去了灌浆塞，把灌浆管伸入钻孔中，就可以直接进行灌浆。在灌浆时，浆液充满钻孔之后，会从孔壁和灌浆管之间的空隙溢出。
在实际运用中，小口径无塞灌浆表现出了五个方面的显着特点。首先，该灌浆技术不需要灌浆塞，省去了置放、起卸两个环节，施工操作比较简单。其次，由于减小了口径，可以保证灌浆压力实现大幅提升，加之没有灌浆塞，其灌浆压力可以超过 100kg/cm2.再次，小口径无塞灌浆时通过钻杆直接注入浆液，在注入浆液的同时还能对浆液进行搅动，确保浆液诸如均匀，避免钻孔出现灌浆事故。再次，由于没有灌浆塞，钻孔在灌浆过程中可以全部受压，不会出现漏浆的情况。不仅如此，在出现已灌而未灌好的情况时，可以进行二次灌浆，以此消除一次灌浆出现的各种问题，有效增强灌浆质量。最后，小口径无塞灌浆的灌浆过程中是通过钻孔设备的钻孔进行灌浆，施工流程比较简单，容易实现自动化。
2.3 浆液制备及运输 灌浆处理的一个重要元素就是浆液，根据实际情况而言，浆液主要分为制备和输送两个环节。浆液制备环节就是通过一系列制浆设备拌制灌注浆液，比如搅拌机、水泥灌、水泥车等。简单而言，制备浆液的过程中可以分为三个环节。首先，通过水泥车把水泥运输到浆液制备现场，利用空气压缩机将其吹进水泥罐中。其次，利用计量喂料机把水泥按照浆液设计配比精准地送入搅拌桶中，完成搅拌之后再将其转入储浆桶。最后，根据实际施工需求，通过输浆泵将制备好的水泥浆液输送到施工工作面，并根据实际施工需求对水泥浆液的稠度进行再次调配。
输送浆液一般是通过输浆站进行的，其规模大小是由水泥浆液的使用量决定的。浆液制备和输送可以有机结合起来，形成一个完整的系统，该系统可以大幅减少人力，提高制浆和输浆这两个环节的工作效率。
3 灌浆处理在岩溶坝基渗漏问题中的实际应用
3.1 工程实例 已知有一水电站，位于贵州青岗岭，其地址构造复杂，主要以岩溶地质为主。当地河流走向与岩层基本形成正交，倾角在 60°左右。电站大坝位于 230m 厚的灰岩上，其帷幕能够承受 145m 水头。在防渗设计方面，坝肩和河床均有 3 排帷幕孔，在绕坝区域设置了 2 排帷幕孔，部分区域只有一排。帷幕孔的孔距为 2m,排距为1.4m.在灌浆廊道内部对帷幕进行分层，左岸有廊道 4 条，右岸有廊道 5 条，河床只有 1 条。不同层的廊道通过帷幕进行搭接，其长度为 5m.
3.2 灌浆处理 该水电站进行灌浆处理利用了一体化的浆液制输系统，通过 200/40 的输浆泵 2 台和一平方米的储浆桶 1 台组成，其能够以 200 到 400L/min 的速度输浆，输浆管中的浆液保持在 1 到 1.5m/s 的流动速度。而制备浆液的环节主要是通过 8t 的罐车运送水泥，按照 0.5:1的水灰比拌制浆液。而在灌浆过程中，主要是通过小口径灌浆技术进行，灌浆钻孔的孔径为 48mm.在灌浆时，绕坝部分区域一次灌浆存在漏浆的问题，通过二次灌浆，有效消除了这一问题，确保了灌浆质量和效果。部分区域采用了高压灌浆的手段，使喷水强度值下降到 0.005L/min·m2的水平。
3.3 成效评价 就技术效果而言，通过上述措施，该水电站帷幕的渗漏情况明显缓解，渗漏量基本维持在 10m3/d的范围内。坝基扬压力明显下降，远远低于设计值。岩溶泥和水泥浆在高压灌注作用下形成密实挤压，结石骨架数量较多，对防渗性具有十分显着的提升。
就经济效益而言，施工效率大幅提升，平均施工效率质达到了每月每台 200m.此外，有效降低了施工成本。根据统计，工程成本平均值为 74.8 元/m,相较同类工程而言很低。总而言之，高压灌浆和小口径无塞灌浆在岩溶坝基渗漏问题处理中，可以在技术和经济效益两个方面取得可观的成效。
4 结束语
渗漏问题对岩溶坝基而言是一个长期性问题，在设计施工阶段难以有效进行遏制，只能通过一系列有效的灌浆技术对其进行处理。通过高压灌浆和小口径无塞灌浆，能够结合岩溶地质的特点，通过水泥浆液混合溶蚀夹泥，使其形成可靠的防渗结构，提升岩溶坝基的防渗性能。
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