斜孔帷幕灌浆技术在防渗处理中具体应用

　　0 引言

　　随着水利工程建设要求的提高，水库作为一项重要的水利工程组成部分发挥了重要作用，在具体施工技术中斜孔帷幕灌浆技术发挥了不可替代的作用，需要各级施工部门认真对待，本文从内蒙古自治区某水库的施工细节入手，认真分析了斜孔帷幕灌浆技术在防渗处理中的具体应用。

　　1 工程概况

　　本文参照的水库位于内蒙古自治区境内，是一座以灌溉为主要目的的调蓄性水库，海拔高度在 2470m 到2650m 之间，水库的堤坝高度为 55m，水库的总容水量为360 万 m3，属于目前一座小型四等的水库工程。主要计划的灌溉面积大约在 0.334 万 m2，主要灌溉区为附近的村庄，计划受益人口为 1.5 万人，属于当地水利灌溉系统的生命工程。水库的修建年代比较久远，大约在 1959 年开始施工，到 1973 年左右投入使用，大坝的面板为混凝土堆石坝，坝体选用当时的定向爆破填筑的技术修建，利用混凝土的面板来进行防渗处理。经过长时间的使用，目前水库出现了不同程度的破损情况，尤其是水库渗漏的问题已经非常严重，甚至影响到水库的正常使用情况。虽然在以往的时间内已经对水库进行了两次帷幕灌浆和固结灌浆防渗处理，但是实际的渗漏现象还是非常厉害，年渗漏量竟然达到71 万 m3，在全年同期来水量中占据了将近 10%的份额，导致该水库灌溉范围内超过 0.034 万 m2的农田等不能及时。

　　灌溉。经过国家专业水利部勘察技术工作人员现场核查确定以后，认定该水库为三类病险水库，需要进行重点病险水库加固工程处理。根据以往的研究设计报告来看，单纯依靠垂直帷幕灌浆设计已经不能满足该工程的需要，因此专家建议采用斜孔帷幕灌浆对该水库坝肩进行防渗处理。

　　2 水库存在的主要问题

　　根据以往两次的修补记录来看，主要是针对水库左坝肩进行的维护修补，第一次维护处理将渗漏量从 0.5m3/s 下降到 0.23m3/s，渗漏量减少了 51%，第二次进行固结灌浆处理，结果导致渗漏量下降到了 25.71%，下降 51%，初步判定，水库左坝肩的渗漏情况已经基本维持住，渗漏量明显减少。

　　因此该水库目前主要的渗漏部分集中在右坝肩的侧面，同时主河床坝基和左坝破碎带位置也存在一定的渗漏情况。

　　根据以往水库渗漏量的检测数据来看，该水库主要的问题是渗漏情况特别厉害，渗漏量已经占据了同期进水量的百分之十左右，其中最大渗漏量高达百分之三十左右。

　　通过专家小组的调查分析，我们发现造成坝体绕渗的主要原因有两个部分组成：一部分原因是来自地质结构。目前的书库坝体在右坝肩的位置发现两组压性断裂，除此之外，对岩体起到控制作用的网状结构面也发生了不同程度的断裂面，每米的断裂面分布裂缝为 4~6 条左右。而且顺着河流方向的断裂缝隙程度更加严重，直接将坝体的岩面分割成了不同的形状。甚至在个别破碎严重的地方出现了碎石现象，成为目前主要的渗透地点，其中最大面积的渗透量为 0.14m3/s。另外一部分造成渗透的主要原因在于人为因素造成的岩体表层破碎引起的渗漏。主要表现为前坝的混凝土表面出现深入的裂缝，大约有 1~1.5m 的深度，由于这种支离破碎的浅层分布带造成节理裂缝发育，从而引起面板周围的三角地带形成渗漏的主要地段。

　　3 坝肩的防渗漏设计

　　在初步研究设计中，设计者仅仅采用了垂直防渗漏帷幕灌浆的方法，虽然能及时解决垂直角度的渗漏问题，但是对于坝肩和混凝土面板等位置的三角地带造成的渗漏现象依然没有得到解决，对于水库来说不能形成完整有效的帷幕，虽然从个别的角度看减缓了水库渗漏的局面，但是围绕水库渗漏的根本问题依然没有得到解决。因此，本次的除险工程，主要的任务就是利用斜孔帷幕灌浆的方式减少坝肩的绕渗现象，通过现代化的处理技术，将坝肩的渗漏工作作为本次工程的主要重点来抓。所以本次的研究设计方案为在右坝肩形成整体的防渗漏帷幕，将原来的垂直灌浆设计改善为沿上游坝面与坝肩的岩体组成交叉密布的斜孔帷幕灌浆做法，主要的实施途径为在左坝肩的位置预留三部分，一共布置钻灌孔 29 个，钻灌总进尺 769m。

　　3.1 左坝肩下方部位的帷幕设计方法 本次设计根据以往提供的地址资料来看，左坝肩的下方部位有一个断层与上方的坝肩在整体的灌浆处理。因此根据实际的工程需要，本次的除险加固选在坝面和坝肩交叉的 2500m 高度位置，按照辐射的形状布置了 7 个大孔，孔的深度在 19~50m 之间，孔深按照一般的穿越断层后 5m 左右来控制。根据坝体的坡度设计，每一个钻孔都按照特定的角度来施工，保证钻入的深度和进入渗水层岩体的深度。

　　3.2 坝肩防渗漏设计 需要出险加固的水库高度在2600m 左右，根据水库加固的原理，我们将下部帷幕与左坝肩帷幕的布置相同，也是在上游坝面的高度位置，布置了辐射状的 7 个大孔，根据布置的角度设置为 35°左右，孔的深度设置为 180~574m 之间，孔的深度按照断层能进入弱透水层 50m 的深度为最佳。在 2600m 的高度以上按照分区布置的格局来钻灌孔，在 2540m 左右的高度设置10 个孔，每个孔之间的距离为 2m，孔的深度为 24~29m，按照 20°的夹角来设计。在 2537m 左右的高度布置 4 个孔，每一个孔之间的距离为 3m，孔的深度为 29m，按照夹角 20°左右的数值计算，可以允许左右偏差 5°，保证每一个钻孔的数值准确率。

　　3.3 防渗漏设计参照的标准 水库出险加固工程有专门的国家规定可以参考，依据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）规定，本次需要除险加固的水库坝体高度为56 m，属于中型的坝体结构，设计防渗漏的参考标准为：检查孔按照百分之十的控制检查，防渗漏帷幕内岩体的吸水量不能超过 5Lu，终孔深度为岩石透水率 Lu≤10，伸入弱透水层后 5m 终孔。

　　根据以上针对三个主要部位的斜孔帷幕灌浆的研究，我们可以从孔数上看出斜孔帷幕灌浆的孔数量比垂直灌浆的数量要多，如果垂直灌浆的孔数为 20 个，斜孔帷幕灌浆的孔数一般为 30 个左右。围绕坝体周围的钻孔数量的增加不但可以加固坝体的质量，对于渗漏问题的解决也是最好的处理方式。可以同时解决平面、垂直等角度的坝体渗漏情况，尤其是坝面、坝肩以及坝基部分的渗漏。

　　斜孔帷幕灌浆在防渗漏处理上发挥了重要的作用：可以减少坝肩的渗漏量，对于面板的缝隙和坝肩的岩石裂缝等都有很好的封闭效果；而且在坝下进行的垂直灌浆处理可以堵截住主河道砂石等的渗漏，从根本上解决了原来水坝底部基层存在的渗漏情况；通过在 2500m 左右的高度进行分区布置的水平帷幕灌浆孔的设置，可以堵截住前坝左侧因为断裂层引发的渗漏现象。

　　4 结束语

　　工程竣工以后，经过斜孔帷幕灌浆处理后的水库，在检查防渗漏岩体吸水量的达标效果中检查结果为百分百合格。同时此水库绕渗的严重问题得到了彻底解决，通过专业数据观察渗漏量只占同期来水量的百分之二左右，每年的年渗漏量直接下降了百分之八十。由此可见，斜孔帷幕灌浆技术在水库防渗漏的处理上效果还是非常不错的，通过此项技术的实践，我们不但解决了水库的危机，还深入研究了斜孔帷幕灌浆技术，对于以后的工程建设累计经验。

　　参考文献：
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