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【摘 要】 水库一直以来都是集发电、灌溉及防洪等多项功能的设施。尽管水库设计的发展已经达到了空前的地步，但由于我国现有水库大多在20世纪末建造，因其设计条件及施工工艺的影响，无疑遗留下水库在运行过程中众多的危险和隐患。在水利工程施工中，堤坝的安全性是决定水利工程成功的关键因素。堤防出险主要以渗透破坏为主，防渗加固是保证水库大坝安全的首要问题。对水库大坝工程防渗加固工艺进行了探讨。b
【关键词】 水库大坝；防渗加固；问题措施
引言
我国水库数量颇多，大约为8万座，其中重点改善和规划的占6240座，小水库约占其中的大部分。相较而言，我国进行水库整顿和完善将是一个庞大的工程体系。水库质量差、失修老化及防洪性能低等多方面问题的出现，对地处下游的人类无疑是一种风险。
一、我国病危水库的具体情况分析
一方面，我国水库普遍存在泄水涵管进水口低、泄流能力差、坝高不高以及防洪性能低，从而造成塌陷及淤死现象频繁发生；另一方面，由于大坝自身稳定度和强度不高，从而造成了大坝受冻融破坏和风浪侵蚀的现象严重。同时，水库在其坝下游、坝脚或下游坝坡中，在一定程度上会集中发生流土、管涌、散浸和渗漏现象。
而斜水建筑及其输水建筑在稳定度和强度上都未到达合理标准，失修老化现象更为严重。
水库加固除险主要涉及到大坝建立前期、中期和后期以及相关渗漏防范问题的规划、出口及进口过程的加固以及输水建筑和大坝护坡各段结构的实施。然而从水库构建基础材料来讲，水库大部分采用混凝土和水泥进行混合加工。一旦材料在预备初期出现缺陷，负责人又不进行改进和改善，就会使得水库在构建后期出现返工或养护的现象，在一定程度上加大了工程的进度以及过渡消耗其前期的投资，从而使得民生工程开展和交付滞留。混凝土由于自身结构的缺陷，一般易出现渗水、坍塌、开裂和变形的现象，尤其以裂缝为主。混凝土通常经过水、砂石和骨料进行充分混匀而成，但由于受到使用环境和拌合方法的限制，使得其质量良莠不齐
二、水库大坝灌浆防渗技术
灌浆防渗技术是通过钻孔和灌浆设备，将能固结的浆料注入堤坝坝体的裂隙中（石基、土基或其他材质的坝体），提升坝体自身抗渗性能的一种技术。
1、灌浆材料
用于水库大坝工程防渗灌浆的材料选择有严格的要求，经调制后的浆料必须具有很好的渗透性、流动性以及凝结性。也就是说，浆料的粒度必须小于坝体组成材质的缝隙间距，具备可满足的可灌性。适合于堤防灌浆的材料主要有以下几种：
1.1水泥浆。水泥浆是用水泥和水混合按一定比例搅拌制成的浆料，有时为了提升浆料性能，可根据需要在其中加入改性剂或添加剂。
1.2黏土浆。黏土浆是黏土与水混合形成的半胶体悬浮液。
1.3水泥黏土浆。水泥黏土浆即由水泥和黏土按一定比例，加水混合所制成的浆料。水泥和黏土可以缺点互补，水泥黏土浆是一种性能较好、较经济的灌浆浆料。
1.4水泥-水玻璃浆料。水泥-水玻璃浆料是以水泥和水玻璃溶液组成的一种灌浆材料。
1.5水泥黏土砂浆。将水泥、黏土、砂加水搅匀，即成水泥黏土砂浆。其中，水泥起固化作用，黏土起稳定浆料的作用，砂起填充缝隙的作用。
1.6水玻璃类浆料。水玻璃类浆料是用水玻璃溶液加上合适的胶凝剂混合而成。灌入坝体后，经过化学反应生成硅酸凝胶，填充在土、砂的缝隙中，从而达到强化堤坝性能、防渗堵漏的目的。在实际应用中，往往采用复合灌浆法，取长补短，既可以充分利用水泥浆料价格低、强度高的特点，又可以充分利用水玻璃浆料可灌性好、防渗效果好的优点；既降低工程成本，又保证了堤坝的防渗效果。
2、灌浆工艺
2.1灌浆孔的布设。灌浆孔的布设常用方格形、梅花形和六角形等几种布设形式。方格形的主要优点是便于补加灌浆孔，在地形复杂的地区宜采用这种方法；而梅花形和六角形布孔的主要缺点是不便于补加灌浆孔，多用于灌浆后不需补加孔的坝体。
2.2钻孔。钻孔有机钻、锥钻、打管等几种方法。
2.3灌浆施工技术要点。本着“围、挤、压”的原则，先将需灌浆加固的区域围住，再在中间开设灌浆孔，开始灌浆挤密，最后逐个压实。在灌浆操作过程中，宜用较大的压力进行灌浆，保证浆料的渗填度较好，提高灌浆加固的施工质量。
3、灌浆钻孔方法
确定好灌浆孔的布设方案后，即可开始灌浆钻孔操作，常用方法主要有花管灌浆法、套管护壁法、循环钻灌法和袖阀管法。
3.1花管鉆孔法。花管即头部为锥形、旁侧开有若干小孔的钢管。花管打入坝体中，冲洗掉管中带入的砂土杂质，自下而上进行分段拨管灌浆。此法比较简单，但遇
卵石及块石时打管很困难，因此只适用于较浅的砂土层。
3.2套管护壁法。套管护壁法采用先钻孔插入套管后再进行灌浆的工艺，护壁套管插预定的灌浆深度时，插入灌浆管，然后向上拔出护壁套管至预定高度，开始灌浆。待灌浆高度达到护壁套管时，再向上拔出护壁套管至预定高度，进行第二轮灌浆操作。如此往复，用同样的方法直至灌浆孔顶。
3.3袖阀管法。袖阀管法不用套管护壁，而采用优质泥浆作为套壳料固壁。根据地质情况和施工要求进行钻孔后，插入袖阀管，进行套壳料（常用膨润土）浇筑。浇筑过程中要注意袖阀管不能偏移钻孔的中心，否则会造成套壳料厚薄不均。待套壳料具备一定强度后，开始灌浆操作。固化后的套壳料很好地保护着孔壁，避免泥浆随意流淌，影响灌浆效果。
3.4循环钻灌法。循环钻灌法不在钻孔中打入护壁套管，仅在表层埋设护壁管，使用泥浆或较稀的浆料作为套壳料，自上而下进行边钻孔边灌浆固壁的操作，直至达到预定深度，开始灌浆操作。对于护壁套管的埋设需视情况而定，如坝体表面有黏性土覆盖，护壁套管可埋设在土层中，如无黏土层覆盖，可埋设在砂砾石层中。 4、常用灌浆法
4.1劈裂式帷幕灌浆法
劈裂式帷幕灌浆法顾名思义，就是采用钻孔灌浆的办法，使得浆料在堤坝轴向上形成类似帷幕的防护层，以提高堤坝自身物理强度，达到防渗加固的目的。具体操作要根据堤坝不同类型，采用梅花和矩阵布孔方式，从堤坝顶开始往下钻孔，钻孔位置一般离堤外肩1.5m，孔距3m，孔深需要根据施工要求而定，可以钻透堤坝即可，也可以钻透堤坝深入基础1～2m。灌浆时从下而上进行，采用单次灌注量少、多次重复灌注的方法；浆料由稀到稠调制，灌注压力由大到小控制，使得堤坝的灌浆质量得到保证。
4.2低压速凝式灌浆法
低压速凝式灌浆法采用的浆料是加入速凝剂的水泥浆，能够快速地形成凝结体，解决堤坝渗漏险情，应用较多是处理堤坝水下管涌渗漏。在实际处理中，根据渗漏情况选择钻孔方案，以大孔径钻孔设备进行钻孔，先向孔内投入黄豆、大米等浸水即胀的物质，减缓管涌水流速度，防止浆料被水流冲出，然后再向孔内灌注速凝水泥浆，灌注速度不能太快，灌注压力不宜大于49kPa。
4.3高压填充式灌浆法
在水库大坝工程施工中，对于坝体土层较为干燥、间隙较大的堤坝，采用高压填充式灌浆法更能加快缝隙的填充，浆料的渗填效果也较好，因而此法主要用于堤身蚁穴、溶洞引起的渗漏防治，在对堤基基础进行灌浆时也通常使用此法。用于基础灌浆时，在需灌浆的堤段上，根据堤坝情况选择梅花形或矩阵型钻孔方式钻孔，孔距以1.5～2.0m为宜，孔深需钻透坝体、深入基础至少2m，必要时需深入基础下方的砂砾层。灌浆时，从下往上阶段性灌浆，坝体保持干燥，灌注压力一般在127.40～166.60kPa之间，灌注至孔口为止，采用黄泥封口。
三、混凝土防渗墙技术
1、高压喷射防渗墙
高压喷射防渗墙是使用高压喷射流冲击坝基覆盖层，同时灌入浆料，使浆料与被冲击覆盖层掺混，形成防渗墙。
2、自凝灰浆防渗墙
自凝灰浆防渗墙的前身是塑性混凝土墙。其使用的自凝灰浆由水泥、膨润土和少量缓凝剂掺和而成，在钻孔时作为固壁泥浆，自行凝固后形成墙体，即形成防渗墙。
3、垂直铺塑防渗墙
垂直铺塑防渗墙适用于砂壤土层，用链斗式挖槽机挖出槽深小于15m、槽宽为15～30cm的连续槽孔，以浆料固壁，成槽后立即铺设防渗薄膜，回填黏土，形成防渗墙。
4、水泥土搅拌桩防渗墙
水泥土搅拌桩防渗墙适用于细粒土砂层以及含少量砾石的砂砾石层。其方法是用深层搅拌桩机把水泥浆料喷入土体中并进行搅拌，使水泥与土体充分混合，经水泥的水解、水化和离子交换等一系列反应，水泥和土体的混合體硬结后形成防渗墙。
结束语
水库大坝加固除险不仅是我国水利建造利国利民一项大工程，也是保证国家稳定发展及其人民财产安全的重要手段。我国相关水利管理部门也应切实进行水库加固除险规划的实施，在探索和实践中确保我国水利事业的发展。
参考文献：
[1]池文明.浅谈病险水库特点、现状及其加固整治对策[J].河南科技.2013（22）：87-88.
[2]沈承芳.病险水库除险加固现状分析及对策[J].中华民居（下旬刊）.2013（08）：97-98.
[3]韦小柏.浅谈水库除险加固工程现场施工技术——以葫芦山水库为例[J].中国高新技术企业.2013（23）：102-103.
【关键词】 水库大坝；防渗加固；问题措施
引言
我国水库数量颇多，大约为8万座，其中重点改善和规划的占6240座，小水库约占其中的大部分。相较而言，我国进行水库整顿和完善将是一个庞大的工程体系。水库质量差、失修老化及防洪性能低等多方面问题的出现，对地处下游的人类无疑是一种风险。
一、我国病危水库的具体情况分析
一方面，我国水库普遍存在泄水涵管进水口低、泄流能力差、坝高不高以及防洪性能低，从而造成塌陷及淤死现象频繁发生；另一方面，由于大坝自身稳定度和强度不高，从而造成了大坝受冻融破坏和风浪侵蚀的现象严重。同时，水库在其坝下游、坝脚或下游坝坡中，在一定程度上会集中发生流土、管涌、散浸和渗漏现象。
而斜水建筑及其输水建筑在稳定度和强度上都未到达合理标准，失修老化现象更为严重。
水库加固除险主要涉及到大坝建立前期、中期和后期以及相关渗漏防范问题的规划、出口及进口过程的加固以及输水建筑和大坝护坡各段结构的实施。然而从水库构建基础材料来讲，水库大部分采用混凝土和水泥进行混合加工。一旦材料在预备初期出现缺陷，负责人又不进行改进和改善，就会使得水库在构建后期出现返工或养护的现象，在一定程度上加大了工程的进度以及过渡消耗其前期的投资，从而使得民生工程开展和交付滞留。混凝土由于自身结构的缺陷，一般易出现渗水、坍塌、开裂和变形的现象，尤其以裂缝为主。混凝土通常经过水、砂石和骨料进行充分混匀而成，但由于受到使用环境和拌合方法的限制，使得其质量良莠不齐
二、水库大坝灌浆防渗技术
灌浆防渗技术是通过钻孔和灌浆设备，将能固结的浆料注入堤坝坝体的裂隙中（石基、土基或其他材质的坝体），提升坝体自身抗渗性能的一种技术。
1、灌浆材料
用于水库大坝工程防渗灌浆的材料选择有严格的要求，经调制后的浆料必须具有很好的渗透性、流动性以及凝结性。也就是说，浆料的粒度必须小于坝体组成材质的缝隙间距，具备可满足的可灌性。适合于堤防灌浆的材料主要有以下几种：
1.1水泥浆。水泥浆是用水泥和水混合按一定比例搅拌制成的浆料，有时为了提升浆料性能，可根据需要在其中加入改性剂或添加剂。
1.2黏土浆。黏土浆是黏土与水混合形成的半胶体悬浮液。
1.3水泥黏土浆。水泥黏土浆即由水泥和黏土按一定比例，加水混合所制成的浆料。水泥和黏土可以缺点互补，水泥黏土浆是一种性能较好、较经济的灌浆浆料。
1.4水泥-水玻璃浆料。水泥-水玻璃浆料是以水泥和水玻璃溶液组成的一种灌浆材料。
1.5水泥黏土砂浆。将水泥、黏土、砂加水搅匀，即成水泥黏土砂浆。其中，水泥起固化作用，黏土起稳定浆料的作用，砂起填充缝隙的作用。
1.6水玻璃类浆料。水玻璃类浆料是用水玻璃溶液加上合适的胶凝剂混合而成。灌入坝体后，经过化学反应生成硅酸凝胶，填充在土、砂的缝隙中，从而达到强化堤坝性能、防渗堵漏的目的。在实际应用中，往往采用复合灌浆法，取长补短，既可以充分利用水泥浆料价格低、强度高的特点，又可以充分利用水玻璃浆料可灌性好、防渗效果好的优点；既降低工程成本，又保证了堤坝的防渗效果。
2、灌浆工艺
2.1灌浆孔的布设。灌浆孔的布设常用方格形、梅花形和六角形等几种布设形式。方格形的主要优点是便于补加灌浆孔，在地形复杂的地区宜采用这种方法；而梅花形和六角形布孔的主要缺点是不便于补加灌浆孔，多用于灌浆后不需补加孔的坝体。
2.2钻孔。钻孔有机钻、锥钻、打管等几种方法。
2.3灌浆施工技术要点。本着“围、挤、压”的原则，先将需灌浆加固的区域围住，再在中间开设灌浆孔，开始灌浆挤密，最后逐个压实。在灌浆操作过程中，宜用较大的压力进行灌浆，保证浆料的渗填度较好，提高灌浆加固的施工质量。
3、灌浆钻孔方法
确定好灌浆孔的布设方案后，即可开始灌浆钻孔操作，常用方法主要有花管灌浆法、套管护壁法、循环钻灌法和袖阀管法。
3.1花管鉆孔法。花管即头部为锥形、旁侧开有若干小孔的钢管。花管打入坝体中，冲洗掉管中带入的砂土杂质，自下而上进行分段拨管灌浆。此法比较简单，但遇
卵石及块石时打管很困难，因此只适用于较浅的砂土层。
3.2套管护壁法。套管护壁法采用先钻孔插入套管后再进行灌浆的工艺，护壁套管插预定的灌浆深度时，插入灌浆管，然后向上拔出护壁套管至预定高度，开始灌浆。待灌浆高度达到护壁套管时，再向上拔出护壁套管至预定高度，进行第二轮灌浆操作。如此往复，用同样的方法直至灌浆孔顶。
3.3袖阀管法。袖阀管法不用套管护壁，而采用优质泥浆作为套壳料固壁。根据地质情况和施工要求进行钻孔后，插入袖阀管，进行套壳料（常用膨润土）浇筑。浇筑过程中要注意袖阀管不能偏移钻孔的中心，否则会造成套壳料厚薄不均。待套壳料具备一定强度后，开始灌浆操作。固化后的套壳料很好地保护着孔壁，避免泥浆随意流淌，影响灌浆效果。
3.4循环钻灌法。循环钻灌法不在钻孔中打入护壁套管，仅在表层埋设护壁管，使用泥浆或较稀的浆料作为套壳料，自上而下进行边钻孔边灌浆固壁的操作，直至达到预定深度，开始灌浆操作。对于护壁套管的埋设需视情况而定，如坝体表面有黏性土覆盖，护壁套管可埋设在土层中，如无黏土层覆盖，可埋设在砂砾石层中。 4、常用灌浆法
4.1劈裂式帷幕灌浆法
劈裂式帷幕灌浆法顾名思义，就是采用钻孔灌浆的办法，使得浆料在堤坝轴向上形成类似帷幕的防护层，以提高堤坝自身物理强度，达到防渗加固的目的。具体操作要根据堤坝不同类型，采用梅花和矩阵布孔方式，从堤坝顶开始往下钻孔，钻孔位置一般离堤外肩1.5m，孔距3m，孔深需要根据施工要求而定，可以钻透堤坝即可，也可以钻透堤坝深入基础1～2m。灌浆时从下而上进行，采用单次灌注量少、多次重复灌注的方法；浆料由稀到稠调制，灌注压力由大到小控制，使得堤坝的灌浆质量得到保证。
4.2低压速凝式灌浆法
低压速凝式灌浆法采用的浆料是加入速凝剂的水泥浆，能够快速地形成凝结体，解决堤坝渗漏险情，应用较多是处理堤坝水下管涌渗漏。在实际处理中，根据渗漏情况选择钻孔方案，以大孔径钻孔设备进行钻孔，先向孔内投入黄豆、大米等浸水即胀的物质，减缓管涌水流速度，防止浆料被水流冲出，然后再向孔内灌注速凝水泥浆，灌注速度不能太快，灌注压力不宜大于49kPa。
4.3高压填充式灌浆法
在水库大坝工程施工中，对于坝体土层较为干燥、间隙较大的堤坝，采用高压填充式灌浆法更能加快缝隙的填充，浆料的渗填效果也较好，因而此法主要用于堤身蚁穴、溶洞引起的渗漏防治，在对堤基基础进行灌浆时也通常使用此法。用于基础灌浆时，在需灌浆的堤段上，根据堤坝情况选择梅花形或矩阵型钻孔方式钻孔，孔距以1.5～2.0m为宜，孔深需钻透坝体、深入基础至少2m，必要时需深入基础下方的砂砾层。灌浆时，从下往上阶段性灌浆，坝体保持干燥，灌注压力一般在127.40～166.60kPa之间，灌注至孔口为止，采用黄泥封口。
三、混凝土防渗墙技术
1、高压喷射防渗墙
高压喷射防渗墙是使用高压喷射流冲击坝基覆盖层，同时灌入浆料，使浆料与被冲击覆盖层掺混，形成防渗墙。
2、自凝灰浆防渗墙
自凝灰浆防渗墙的前身是塑性混凝土墙。其使用的自凝灰浆由水泥、膨润土和少量缓凝剂掺和而成，在钻孔时作为固壁泥浆，自行凝固后形成墙体，即形成防渗墙。
3、垂直铺塑防渗墙
垂直铺塑防渗墙适用于砂壤土层，用链斗式挖槽机挖出槽深小于15m、槽宽为15～30cm的连续槽孔，以浆料固壁，成槽后立即铺设防渗薄膜，回填黏土，形成防渗墙。
4、水泥土搅拌桩防渗墙
水泥土搅拌桩防渗墙适用于细粒土砂层以及含少量砾石的砂砾石层。其方法是用深层搅拌桩机把水泥浆料喷入土体中并进行搅拌，使水泥与土体充分混合，经水泥的水解、水化和离子交换等一系列反应，水泥和土体的混合體硬结后形成防渗墙。
结束语
水库大坝加固除险不仅是我国水利建造利国利民一项大工程，也是保证国家稳定发展及其人民财产安全的重要手段。我国相关水利管理部门也应切实进行水库加固除险规划的实施，在探索和实践中确保我国水利事业的发展。
参考文献：
[1]池文明.浅谈病险水库特点、现状及其加固整治对策[J].河南科技.2013（22）：87-88.
[2]沈承芳.病险水库除险加固现状分析及对策[J].中华民居（下旬刊）.2013（08）：97-98.
[3]韦小柏.浅谈水库除险加固工程现场施工技术——以葫芦山水库为例[J].中国高新技术企业.2013（23）：102-103.