水库堤防除险加固技术及其质量控制

水库堤防除险加固技术及其质量控制

程远温国栋

淮安市河海水利水电建筑安装工程有限公司江苏省淮安市211700

摘要：水利工程中最有效的防洪措施就是修建堤防工程，堤防工程至关重要。但是堤防工程的修建存在着渗透、防洪灌溉能力不足等缺点，施工单位必须其给予足够的重视。本文中以水库堤防为切入点，分析除险加固技术及质量控制措施。

关键词：水库堤防；除险加固；质量控制

引言

近年来，在一些水库建设过程中，由于工程本身质量差或工程老化失修等重点问题，不仅造成水库不能正常运行，不能充分发挥其效益，而且还严重威胁到下游人民生命财产的安全因此，为了解决这些水库存在的隐患，我们需要对这些病险水库进行除险加固。

1、堤防作用

堤防通常是指在江、海、湖、海的沿岸或水库区、分蓄洪区周边修建的土堤或防洪墙等，堤防是世界上最早出现的也是采用范围最广的一种重要防洪措施，建筑堤防是为了防御洪水泛滥对人们生命财产和工农业生产造成损害。

河堤修建完成后当洪水灾害发生时能把洪水限制在行洪道内，这样就从根本上提高了行洪的水深和流速，使同等流量的水深增加、流速增大，从而更有利于泄洪排沙。另外沿海地区水利工程中修建的堤防还能起到抵挡风浪及抗御海潮的作用。堤防建设一向都是与河道整治关系密切的。比如堤防建设过程中为扩大泄洪能力，除了会加高加厚堤防外，还会采取诸如疏浚河道、裁弯取直以及清除阻水障碍物等措施。其次在农业上还可以利用堤防来进行围垦造田，不仅能改善区域农业的生产条件，还能增加可用农田的数量。

2、堤防中常见病险

2.1渗透破坏

渗透问题一直都是困恼水库质量的普遍问题。通常，引起堤防渗透问题主要有以下因素，首先，当穿堤的建筑物跟堤防的接触带出现冲刷时，就容易出现渗透问题。其次，当堤防里面存在阴沟以及腐朽树根等不明物时，会引起堤身的散浸、漏洞等情况产生。最后，当堤基土是为黏土或壤土时，由于层厚的不均匀分布，导致局部的夹层有较强的透水性而出现堤基渗透破坏问题。

2.2裂缝破坏

裂缝问题是影响堤防施工建设质量的重要问题，裂缝的出现对堤防整体结构的安全性影响很大，特别是在混凝土堤防施工中影响更为大。所以，在堤防施工中需要从不同方面对堤防裂缝的诱因、位置、程度等问题进行详细研究，然后在通过采用科学有效的对策进行裂缝问题的处理。

2.3变形破坏

通常，引起水库堤防的变形主要分为渗透破坏变形和土体破坏变形。渗透破坏变形，是由上述诱因产生的，而土体破坏变形则是由于水库坝体在土坝坝体和坝基的荷载作用下引发的变形，或者是在水压的作用下由于坝体的填土厚度不同，导致在土体固结中造成坝面土体出现位移而变形。

3、水库堤防除险加固技术

水库堤防除险加固技术种类较多，接下来以锥探灌浆技术为切入点，详细分析技术施工要点。

3.1机械布置

根据施工现场的具体情况，综合考虑拟将钻孔灌浆的灌浆泵、灰浆搅拌机等机械设备分段布置在堤顶下游侧，堤顶上游侧预留出一定的宽度，以便施工人员或小型车辆通行，地质钻机依据设计要求沿堤轴线方向布设。

3.2灌浆施工

堤防锥探灌浆施工结合堤基透水情况地段进行灌浆试验，验证坝基的可灌性，并制定灌浆技术参数；在灌浆试验完成后，根据设计、规范及试验参数，对堤防分段分片施工。锥探灌浆完成后，对灌浆质量进行检查。

3.2.1造孔。堤防锥探灌浆采用锥形钻头冲击式钻机成孔，灌浆孔分为二序孔施工，先钻一序孔，待一序孔完成后，方可进行二序孔施工。造孔采用干钻法，根据现场地质状况，通过钻孔试验，选择螺旋钻头钻孔，待钻孔深度达到灌浆范围深度时，在坝体段内下φ127套管（套管底部应与孔壁密封），其下部改换成小一级的钻具，继续钻孔、灌浆，直至达到设计深度。钻孔质量严格控制，钻孔孔位应正确无误，孔位误差不得>10.00cm，孔深符合设计要求，孔斜控制在1.00%范围内。基岩钻孔采取清水钻进，在钻孔中遇洞穴、塌孔或掉块、掉水等现象难以钻进时，应先进行回填灌浆处理，而后继续钻进，直至达到设计深度，用压入清水将孔壁清洗干净，回清水后停止。

3.2.2简易压水试验。钻孔冲洗完毕后，做灌浆段的简易压水试验，压力按灌浆压力的80.00%，该值若＞1.00MPa时，采用1.00MPa控制；压水20.00min，5.00min测读一次压水流量，取最后的流量值作为计算流量，以取得本段钻孔的单位透水率值，为灌浆提供参考资料。

3.2.3制浆。锥探灌浆采用纯粘土泥浆，制浆材料的称量误差应<5.00%，粘土泥浆的搅拌时间≥3.00min，且从制浆至用完的时间≤4.00h。制浆时根据设计要求在泥浆中添加灭蚁药物。根据施工区段的划分，分别设置制浆点，搅拌机连接灌浆泵，随制随用，并搭设临时储料台及遮雨棚等，以利于作业和保证灌浆的连续性。

3.2.4灌浆施工。灌浆压力按施工图设计值或试验确定，施灌时，其压力应尽快达到设计压力值，接触段和注入率大的孔段应分段升压。

灌浆应按分序加密的原则进行，即先一序孔施灌，待一序孔完成后，方可进行二序孔施灌。灌浆时压力应尽快达到设计值，但注浆率大时应分级升压，浆液浓度由稀到浓逐级变换，按7个比级，即5:1、3:1、2:1、1:1、0.80:1、0.60:1、0.50:1。当灌浆压力不变，注入率持续减少，或当注入率不变而压力持续升高时，不得改变水灰比；当某一比级浆液的注入量已达300L或灌注时间已达1h，而灌浆压力和注入率均无改变或改变不显著时，应改浓一级；当注入率>30l/min时，浆液可根据具体情况越级变浓。灌浆过程中如出现灌浆压力或注入率突然改变较大，应立即查明原因，并采取措施处理。

3.2.5灌浆结束标准

锥探灌浆采用自下而上分段灌浆时，在设计核定压力下，注入率>0.40l/min，且<1l/min时，可继续进行灌注60min，灌浆即可结束。当持续灌浆长时间无法达到结束标准时，可将问题上报监理，商讨研究后进行处理。

3.2.6封孔。灌浆完成经验收合格后，须对钻孔进行封孔。灌浆封孔采用“分段压力灌浆封孔法”，即在全孔灌浆结束后，自下而上分段进行灌浆封孔，每段段长10m，浅孔可一次进行，灌注水灰比为0.50：1的浓浆，压力与灌浆压力相同，当封孔注入率≤1l/min时，延续灌注30min停止，最上一段延续60min停止，灌浆结束后闭浆24h。坝体段灌浆孔封孔，可向孔内灌注粘土水泥浆混合浆或用含水量适中的粘土分层回填捣实。

3.2.7质量检查。在灌浆区段结束后，应对其质量进行检查，检查以检查孔压水试验成果为主，结合其他资料，综合分析评定。检查孔应在该部位灌浆结束14d后进行，孔数按灌浆孔10.00%布设，位置选择在中心线上、注入量较大、钻孔偏斜较大、分析认为灌浆有质量问题的部位。检查方法采用自上而下的钻孔压水法，压水试验采用单点法进行，检查的结果如达不到设计要求的应予以复灌处理。

3.3施工质量控制技术措施

（1）造孔质量控制。钻机的安装必须平整稳固，防止钻孔在钻进过程中发生位移，钻孔位置与设计孔位≤10.00cm，所有钻探材料如钻杆、主轴、钻杆接头、钻具及其他连接件的质量应满足钻探要求，不合格的钻探材料禁止使用。选择合理的钻进技术参数；使用针状合金钻头时，钻机转速≤200转/min，使用金刚石钻头时，转速≤900转/min。

（2）灌浆质量控制。灌浆工作须连续进行，因故中断时及早恢复灌浆，否则立即冲洗钻孔而后恢复灌浆，若冲洗无效，则应重新进行扫孔而后继续灌浆。

4、结语

综上所述，水库堤坝的除险加固是一项长期且艰巨的工作，加强堤坝工程的施工质量的控制，是水利建设过程中的重要工作，其施工质量的好坏在保障人们生命财产安全和提升生活质量方面都发挥着不可忽视的重要作用。只有提高堤防工程的质量，确保施工质量满足设计要求，才能更好地推动堤坝工程的发展。

参考文献：

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