基坑防渗处理技术与探讨

基坑防渗处理技术与探讨

许秋红

许秋红(重庆天达建筑实业有限公司湖北十堰442000)

摘要:随着水利建设的发展，工程的规模及功能不断扩大，对其质量要求也越来越高，大坝基坑的防渗处理技术的要求更加严格，大坝的基坑防渗处理可采用帷幕灌浆法、混凝土防渗墙等施工方法。本文主要阐述了水利工程中大坝基坑的防渗处理施工技术要点，并对具体的过程进行了分析。

关键词:大坝;基坑;防渗;施工技术

大坝的工程建设中，其基础的防渗工作是保证大坝的工程质量的重点，也可保障整个水利工程的质量。混凝土防渗墙是其主要处理技术，施工时，在松散渗水性好的地基或土石坝的坝体中连续造孔作槽，加泥浆固定边壁，在泥浆下浇筑混凝土，形成地下连续墙。防渗墙的作用是防止水渗漏，从而保证地基稳定和大坝的安全。在防渗墙的各种施工技术中，深层搅拌技术适用性广，造价低廉且施工过程不被气候和地下水位而影响，一直被大量地使用。防渗墙技术更加适用于软土基础的加固和防渗处理，处理后大坝基坑的承载能力和防渗性均能符合要求。为保证大坝基坑防渗处理技术的经济性及质量，深层搅拌技术的一般适用在松散砂土、粉砂土、粉质粘土及含少量砾石的土层中，一些土体架空或洞穴也可进行施工处理，但在砂砾石层，有机质含量较高的淤泥土及含水量较少粘土层中不宜使用此处理技术。

1水库大坝基坑防渗基本施工技术水库坝体防渗技术就是对水库坝体进行防止水渗漏或控制渗透稳定的一种技术。具体的防渗技术又分为水库坝体渗流控制技术和土石坝综合防渗技术两种。水库坝体渗流控制技术是通过一系列的活动来确定浸润线的位置、渗流流量、渗透压强、压力以及流速；广泛应用于水库大坝维修的是复合土工膜防渗技术。复合土工膜防渗技术是将含有聚氯乙烯和聚乙烯成分的塑料薄膜与无纺布复合而成的具有防渗作用的土工膜为基础材料，应用于水库坝体施工中的一种技术。其具有比重小、延展度高、适变力强、耐腐抗冻，使用期长等优点。

水库大坝防渗加固重要是要控制坝基和地基的渗流，防渗加固的主要任务是尽量减少渗漏量、提早释放渗透压力，确保水工建筑物和地基具有足够的静力稳定性、防止渗透破坏，确保渗透的稳定性。水库大坝防渗加固的处理原则为“上堵下排”，采取“上堵”措施主要是防止水平和垂直的渗透。水平防渗主要措施有水下抛土和粘土铺盖等。垂直防渗主要有灌浆、人工连锁井柱（又称倒挂井）、截水槽回填粘土、混凝土防渗墙、高压定向喷射灌浆构筑防渗板墙、砂浆板桩等措施。“下排”主要措施有减压井降压导渗、堤坝背水坡脚开挖导渗沟、坝后盖重压渗等。通常来讲，采用垂直防渗处理能有效的解决坝基渗漏的问题。而采用水平防渗处理结合下游排水减压导渗虽然有利于提高坝基的渗透稳定性，但是仍然存在一定程度的渗透水量损失。在进行防渗处理时，无论是采用“上堵”还是“下排”或者是二者的结合，都应该按照经济合理、技术可靠的原则，结合实际情况，根据防渗的要求和条件，设计多方案并进行优化比较，来选择合适的防渗加固方案。

2.大坝基坑防渗处理的工程实例2.1水库大坝工程概况某农田水库大坝工程处在一个低山丘陵区，水库集雨的容量面积为4.2km2，原坝的坝体为土石混合型的材料，修建后使用年限已经很长，原先坝体的结构已不满足相关规范的要求，存在一定的安全隐患。水库因使用要求必须扩建，工程施工设计图要求的坝型为粘土斜墙坝，坝顶长226.7m，坝高7.2m，坝顶高程46.0m，大坝的右岸为公路，左岸为侧槽式溢洪道。

2.2基坑防渗处理施工技术对水库堤坝的进行有效的加固施工，首先要夯实大坝坑基，防止坝基的渗漏，施工时，首先应通过提高坝基和水工建筑物的静力稳定性，减少渗透时的压力；其次是减轻坝体的承载量；最后是加强渗透的稳固性，防止渗透破坏。

2.2.1开挖基槽在水库大坝扩建时，首先挖开粘土斜墙的基槽，实际挖开的基岩埋深与地质勘察报告中的深度不符，经过两次勘察，分别相差24m和17.5m，当挖开的基槽深度达到设计要求时，基槽的底部是砂砾石层而非基岩。施工时，基槽深度超挖后，其地质条件无法满足设计要求，经过技术勘察，发现水库的覆盖层为第四系堆积层的地质特征，土壤分为填土和卵石两层。大坝位于弱风化层的顶埋深较大处，局部坡度高达48~，且弱风化层顶面的起伏很大。在24-28号施工段进行钻孔时，在长达60m的范围内，本应为基岩的地段均为砂砾石层，且平均厚度为15.1m，最深处达17.5m。由于基岩埋深较大，且不适合大范围开挖，施工时挖面以下部分采用深层搅拌混凝土防渗墙的方法保护基坑。

2.2.2防渗墙施工防渗墙施工过程中，根据设计要求，首先在沿防渗墙轴线处每相距50m处，采用岩芯钻钻机钻先导孔，接着采取套简取样法取出孔芯，从而保证其连续性和完整性，芯样应放置在岩芯箱中。接着，留取分界线以上50cm至孔底的芯样。同时，为防止孔钻斜导致的隐患，当先导孔不在防渗墙的轴线上时，采用冲击法进行回填，回填前应清孔至孔底，回填中如果发现孔内存在泥浆影响封孔的进度和质量时，需重新清孔并进行封孔。先导孔在防渗墙轴线上后，施工前的四小时内用水灰比为0.6:1的水泥浆封孔。封孔后，进行深搅桩造孔的施工，钻孔时，孔内的泥浆面应保持在导墙项面以下0.3-0.5m处；如果泥浆有漏失，应立刻堵漏并补浆，施工现场应存有足够的粘土料备用。槽孔固壁用的粘土应满足相应的密度和含沙量要求。浇筑混凝土时，混凝土面上升速度应大于2m/h，其高程应大于24.5m，从而保证在去除顶部疏松的混凝土后，达到设计高程，接着再立模浇筑头墙。

施工中，采用人工或机械方式开凿防渗墙两端的岸墙处的齿槽，齿槽应深入弱风化层0.5m以上，宽度大于1.5m，并浇满混凝土。

2.2.3深层搅拌施工完成先导孔的施工后，进行深层搅拌施工，深层搅拌施工在防渗施工中非常重要，施工中应该尤其注意控制好搅拌下沉和搅拌提升的速度。虽然深层搅拌施工技术已较成熟，但也存在着许多技术难题，如采用不同钻机施工会影响桩体的强度，施工中如何准确检测桩体的相关数据等，需要进一步地完善。其施工工艺为：配制水泥浆-桩机到位-对中并调平搅拌机-喷浆搅拌下沉-喷浆搅拌提升-重复搅拌-清洗管路-进行下个循环。

2.2.4地下水控制技术(1)降水管井设计施工施工时中布置降水井15口，降水井井深为80m，即井底高程160m，井底比防渗墙墙顶低50m，降水管井孔径≥800mm，井内下设采用25mm无缝钢管作为井管，其中实管30m，滤管30-50m。管井内安装深井潜水电泵，将地下水持续排出以达到降低地下水位的目的。

降水井在地基内造孔采用ZZ5冲击钻机进行钻凿成孔。为保证成井质量，施工中采用清水或泥浆钻进，水压法护壁。

首先进行地下抽水试验，保证防渗墙施工部位在管井抽水影响范围之内。其次确定管井内水面控制高度，降水井内控制水位为高程180.0m。通过降水管井的使用运行，在降水管井抽水之前，廊道帷幕灌浆孔涌水压力为0.2-0.3MPa；降水管井运行抽水后，涌水压力一般不大于0.1MPa，涌水量一般为20L／min以下，说明降水管井起到了一定的效果。

（2）出碴施工技术在大坝坝段坝前高程240m平台布置一竖井和连接平硐连接防渗墙施工隧洞，作为防渗墙施工主要通道，竖井尺寸7．5x5．5m，顶部高程240．0m，底部高程207.0m。为满足廊道内防渗墙施工清碴需要，在竖井顶部布置了悬臂式起重机。悬臂起重机配自制出碴吊篮完成出碴作业。在防渗墙作业面将弃碴装入吊篮内，然后将吊篮挂上起重吊钩，起重机将吊篮吊出竖井，最后将吊篮内碴土卸下。

2.2.5加固施工技术（1）截渗墙加固技术一般而言，在对农田水库大坝进行加固时，常使用的技术就是截渗墙加固技术，它主要的作用是为了对坝体进行加固，并减少大坝浸润线的出逸点。从而保证水库大坝的安全性。截渗墙加固技术可以分为两种：水泥土式截渗墙和混凝土式截渗墙（2）高压喷浆技术高压喷浆技术与施工方便、开挖量较小、对周边建筑物的影响很小、占地面积少等。高压喷浆技术不仅可以在很大程度上减轻防洪的压力，还能够提升农田水库大坝自身的防渗能力。高压喷浆技术中主要施工技术为（1）钻孔。采用泥浆固壁回转钻孔技术。并在钻孔的过程中进行充分的填堵，以便保障孔内的泥浆能够正常的循环。

（2）喷墙管理。在进行喷墙管理时，注意控制好灌浆的压力和速度，并适当的提高速度，直至所使用的浆液出现沸腾为最佳。此外，用于灌浆阶段的浆液也不可以出现断浆的现象，要注意墙体的均匀，避免出现夹心层。

3.结束语水库大坝基坑防渗处理中，其混凝土防渗墙具有槽深、墙薄、成墙连续等特点，防渗施工处理过程受施工技术的熟练程度及大坝土体等多种因素的影响，掌握好施工方法并做好处理过程的质量控制，对保证大坝基坑的防渗性能非常重要，利于水利工程的进一步使用。

参考文献：[1]吴宗俊.关于水电工程大坝基础防渗施工技术的探讨.建材发展导向[J]，2012（02）：28-29[2]张树理；任广慧；顾红红.如何防治水库大坝渗漏.中国高新企业技术[J]，2014（26）：78-79