低弹模混凝土防渗墙在土坝除险加固中的设计应用

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发布时间：2021-09-10

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低弹模混凝土防渗墙在土坝除险加固中的设计应用
唐丽汾
(福建省水利规划院，福建福州350001)
摘要：该文根据土坝存在的渗漏问题，选择采用新型防渗材料低弹模混凝土防渗墙技术进行坝
体防渗加固。施工后坝体湿坡消失，防渗效果显著，可供类似工程推广应用。
关键词：低弹模混凝土防渗墙；土坝；除险加固；渗流分析
中图分类号：TV698．2 文献标识码：B 文章编号：1002—3011(2012)02—0058—03
1 工程概况
三溪口水库坝址位于福建省闽侯县祥谦镇，闽
江支流淘江上游。坝址以上集雨面积14 km ，正常
蓄水位48．97 m，总库容1 089 m 。大坝为均质土
坝，最大坝高32．5 m，坝顶高程54．37 m，宽6．55
m，长200 m。水库工程于1959年11月动工，1964
年8月建成蓄水，主要任务为灌溉供水。限于当时
的设计施工水平及资金投入，工程质量较差。经多
年运行，坝体渗漏问题严重。大坝背水坡桩号0+
080～0+130、高程37．5 m左右存在湿坡现象，面
积约200 m 。背水坡桩号0+037、高程42．87 m的
位置存在湿坡现象，长有大量杂草，面积约30 m 。
虽经多次灌浆处理，但未能彻底解决大坝渗漏问题。
2008年3月安全鉴定确认大坝为Ⅲ类坝。2009年3
月大坝进行除险加固处理。
2 防渗加固方案选择
根据土坝坝体存在的渗漏问题，结合类似坝高
的工程经验，拟定3种防渗加固方案进行比较。
方案一(低弹模混凝土防渗墙)：利用抓斗机
形成薄壁槽孔，在施工形成的槽孔内灌注塑性混凝
土防渗材料，形成连续的柔性防渗墙。槽孔抓取时
采用粘土泥浆护壁，以防槽孔坍塌。槽孔分成间隔
的I、Ⅱ期。为保证墙体有效的搭接厚度，施工采
取“接头管” 法连接槽段。I期槽孔成槽后，将接
头管置人槽孔两端，依据初凝时间、浇筑混凝土的
速度、气温等因素，确定起拔时间。全部拔出后形
成接头孔，等Ⅱ期槽孔浇筑时，混凝土嵌入I期槽
收稿日期：2012—06—07
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孔形成连续墙。本方案在土体及岩基都有一定的作
用，防渗厚度均匀连续，防渗效果和耐久性好，工
期短。
方案二(劈裂灌浆)：利用坝体最小主应力面
和坝轴线方向一致的规律，根据土体水力劈裂的原
理，顺坝轴线布孔，在灌浆压力下，以适宜的泥浆
液为能量载体，有控制地劈裂坝身，将与浆脉连通
的所有裂缝、空洞、空隙等隐患用泥浆充填密实，
将坝体填土压密，最终在坝内沿坝轴线形成密实、
垂直、连续、有一定厚度的浆液防渗固结体，达到
防渗加固的目的。通过浆、坝互压和湿陷，使坝体
内部应力重新分布，提高坝体的稳定性。施工采用
“少灌多复” 的方法。待第一序孔灌浆结束后，才
能进行第二序孔灌浆。本方案只适用于土质及粉细
砂的地质，不适合岩基。施工时灌浆压力较难控制，
如原坝填土质量差，有可能造成劈裂方向错位。工
期较长，施工质量不好控制。
方案三(三管高压摆喷防渗墙)：采用泥浆固
壁循环钻进法成孔后，下入喷杆的同时制备好水泥
浆备用，喷杆到位，调节好喷射方向和摆动角度后，
用高压泵将预制好的水泥浆加压，经过高压软管输
送到喷头，从喷嘴中喷射出来，冲击和切割土体，
以水泥质浆液强制搅拌充填、参昆其中。以水、气、
浆为介质，使用一对水平喷嘴喷出35～38 MPa的被
压缩空气保护的高压水柱射流切割破坏被灌地层，
出浆口垂直于高压水嘴。在高喷管底部灌入比重
1．5～1．7 g／elTI 的水泥浆充填被高压水劈开的空间，
将地层中的小颗粒部分排出地面，剩余的在水泥浆
气作用下重新分布后，与水泥浆一起形成高喷防渗
板墙。本方案只能适用于土质及岩基地质，灌浆时