摘要：随着我国各种基础设施建设的快速发展，各种关系民生和国家发展的工程增长速度不断加快，其中水利工程作为一项基础的国家工程，在我国的规模变得越来越大。文章主要对小型水利水电枢纽工程基础除险加固应用防渗墙和灌浆处理技术进行了探讨，可供大家交流。
关键词：水利工程；除险加固；灌浆处理；防渗墙
1、前言
对于小型水利水电枢纽工程而言，对基础工程防渗技术的要求是一项重点的工作内容，灌浆技术作为防渗处理中一种常见的施工技术，在工程中的应用越来越受到人们的关注。防渗墙是修建在挡水建筑物和透水地层中以满足于防渗、承重或挡土功能的地下连续墙体，它具有结构可靠、防渗效果好，能适应各种不同地层条件等优点。下文主要对小型水利水电枢纽工程基础除险加固应用防渗墙和灌浆处理技术进行探讨，可供大家交流。
2、防渗墙类型及其特点
防渗墙一般要求墙体厚度小、渗透系数低、柔性强、耐久性好及单位面积造价低。防渗墙施工有多头深层搅拌水泥土、锯槽法、链斗法、薄型抓斗、射水法和倒挂井法等成墙工艺。
2.1多头深层搅拌水泥土成墙工艺。
多头深层搅拌桩机一次多头钻进，把水泥浆喷入土体并搅拌，使土体与水泥浆液混合固结成一组水泥土桩，桩与桩搭接形成水泥土防渗墙，目前最大成墙深度为22m，水泥土渗透系数<10cm/s，抗压强度>0.3MPa。其优点是施工简便、无泥浆污染、造价较低，适用于粘土、砂土、淤泥和砂砾层（砂砾直径小于5cm）。实践证明，多头深层搅拌水泥土防渗墙防渗效果明显，在地下防渗工程中质量可靠，投资最经济、最有效，具有一定发展前景。
2.2锯槽法成墙工艺。
在先导孔中，锯槽机的刀杆以一定的倾角一边作上下往复切割运动，一边以0.8-1.5m/h的速度（根据地层状况）向前移动开槽；被锯切割下来的土体可由反循环或正循环方式的排渣系统排出槽外，并采用泥浆护壁。浇筑塑性混凝土，形成宽度为0.2-0.3m的防渗墙体。锯槽机由行走底盘、动力及传动系统、刀杆及支架加压系统、排渣系统、起重设施及电气控制系统组成；传动方式有机械式与液压式2种。以不同规格的刀杆进行组合，开槽宽度可达0.2-0.5m、深度达到40m。锯槽法的优点是连续成槽、工效高、墙体连续、质量好，并且成墙深，适应于粘土、砂土和卵石粒径小于100mm的砂砾石地层；还可以采用自凝灰浆、固化灰浆形成不同强度和抗渗指标的防渗墙。
2.3链斗法成墙工艺。
由链斗式开槽机排桩上的旋转链斗取土，同时将斜放的排桩下放到成墙深度，开槽机前进开挖沟槽，并采用泥浆护壁，其浇筑混凝土方法类似锯槽法。链斗式开槽机的开槽宽度为16-50cm，深度可达10-15m。适应于粘土、砂土和粒径小于槽厚的、含量小于30%的砂砾石地层。
2.4薄型抓斗成墙工艺。
采用斗宽为0.3m的薄型抓斗挖土开槽，泥浆护壁，浇筑塑性混凝土或用自凝灰浆形成薄壁防渗墙，最大成墙深度可达40m。适用于粘土、砂土及卵石和砂砾的含量与粒径在一定范围内的土层。
2.5射水法成墙工艺。
射水法成墙设备主要由造孔机、混凝土搅拌机和浇筑机组成。利用造孔机成型器内的喷嘴，射出高速水流来切割土层，成型器上下运动切割修整孔壁，采用泥浆护壁，正循环或反循环出渣。槽孔形成后，浇筑水下混凝土或塑性混凝土，形成薄壁防渗墙。成墙厚度为0.22-0.45m，深度可达30m.成墙垂直精度可达1/300，适应于粘土、砂土和粒径小于100mm的砂砾石地层。
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在1998年历史罕见的特大洪水过后，在长江、赣江、鄱阳湖等国内重要堤防加固工程中，射水法得到广泛采用，取得了较好的社会经济效益。
3、灌浆类型及其特点
土石坝坝体、坝基防渗处理中灌浆方法主要有均质土坝及宽心墙坝的坝体劈裂灌浆、高压喷射灌浆、坝基卵砾石层防渗帷幕灌浆等。
3.1高压喷射灌浆。
高压喷射灌浆（简称高喷灌浆或高喷）是一种采用高压水或高压浆液形成高速喷射流束，冲击、切割、破坏地层土体，并以水泥基质浆液充填、掺混其中，形成桩柱或板墙状的凝结体，用以提高地基防渗或承载能力，达到防渗加固围坝目的。高压喷射灌浆防渗处理的优点是：设备简单、工效高、料源广、造价低，搭接防渗的效果好。缺点是：机具较多、对地质条件的要求较高，控制不好易在较大（>200mm）颗粒背后形成漏喷现象。
高压喷射法一般分为旋转喷射（简称旋喷），定向喷射（简称定喷）和摆动喷射（简称摆喷）。旋喷桩主要用于加固地基，提高地基的抗剪强度，改善地基土的变形性能，使其在上部结构荷载作用下，不至破坏或产生过大的变形。定喷固结体呈壁状，摆喷形成厚度较大的扇状固结体。定喷和摆喷通常用于地基防渗，改善地基土的水力条件及边坡稳定等工程。
按喷射介质及其管路多少可分为单管法、二管法、三管法等。高喷法如三管高喷法用压缩空气包裹高压喷射水流冲击破坏搅动土体，同时用低压灌浆泵灌入浆液，浆液被高压水、气射流卷吸带入，同时与被搅动土体混合形成固结体。
为保证高喷防渗墙的连续性，则必须要使各孔的凝结体在有效范围内牢固可靠连接上，为此如何选用结构布置形式和孔与孔的距离则很重要。
在防渗工程中，孔距的选择至关重要，它不仅关系到凝结体能否可靠地连接，而且也影响工程的进度、造价。孔距应根据地层的地质条件，对防渗性能的要求、高喷灌浆的施工方法和工艺、结构形式、孔深及其它因素综合考虑而定。
3.2 土坝坝体劈裂灌浆。
土坝坝体劈裂式灌浆是运用坝体应力分布规律，用一定的灌浆压力，将坝体沿坝轴线方向劈裂，同时灌注合适的泥浆，形成铅直连续的防渗泥墙，从而堵塞漏洞、裂缝或切断软弱层，提高坝体的防渗能力，并通过浆、坝互压和湿陷，使坝体内部应力重分布，提高坝体变形稳定性。针对裂缝的局部灌浆，在可能有裂缝的区域，均匀布置类似固结灌浆的灌浆孔群；对坝体施工质量差，甚至出现上下游贯通的横缝，一般应做全线的劈裂灌浆。
3.3卵砾石层防渗帷幕灌浆。
卵砾石层的防渗帷幕灌浆大都采用粘土为主加少量水泥的混合浆液进行灌注，不同于在岩石中灌浆。卵砾石层灌浆难以形成自立的钻孔，故常采用套阀式灌浆、循环钻灌阀跟管灌浆、打管灌浆的方法。因受地质条件的限制，不能有效控制浆液的填充范围，为达到相对较高的防渗标准，常需采用3排以上的灌浆孔。随着防渗墙技术的日益成熟，目前较少采用该方法，仅用于当灌浆作为补充勘探的手段，同时兼顾防渗处理，可以更加准确地针对发生集中渗漏的地点，通过少量的灌浆使问题得到解决的情况下。
3.4控制性灌浆。
控制性灌浆是近年来提出的一种改进型灌浆工艺，是对传统灌浆工艺的一种调整，通过控制浆液压力和流量，在保证质量和效果的前提下，有效控制灌浆范围，节约时间和投资。
4、结论
综上所述，小型水利水电枢纽工程除险加固，多可以采用防渗、灌浆的方法得到有效处理。针对小型水利水电枢纽工程的不同特点，应采取不同的方法。在水利工程基础防渗工程中，高压喷射灌浆防渗与常规砼防渗墙相比，可不同程度地降低工程造价，具有开挖量小，施工方便，占地少等特点。高压喷射灌浆技术很大程度地提高了江、河、湖、库、渠的堤坝防渗抗灾能力，减轻防洪压力，对保障人民生命财产安全以及社会经济发展将起到积极的作用，其社会效益是十分明显的。
论文作者:李春成
论文发表刊物:《基层建设》2017年第35期
论文发表时间:2018/3/20
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