利用综合技术治理病险堤坝

　　病险堤坝处理技术方案的确定，是前期工作的主要内容，必须在充分掌握地质、水文、当地材料和工程的病险历史、运行情况的基础上，进行充分研究论证，作出科学全面的可行性研究报告。根据坝型及病险的不同部位、病险程度、产生原因等，制定综合治理技术方案。

　　一、堤坝坝体处理技术

　　堤坝坝体的病害多表现为渗透破坏和变形破坏。

　　产生渗透破坏的原因，主要是在堤坝填筑时，碾压不实、土体疏松或堤坝老化失修，使坝体某些部位抗渗坡降降低，坝后出流部位残留过大的剩余水头，侵蚀土体。

　　变形破坏也是因填土不密实，坝体某些部位产生不均匀变形、裂缝。还有一些堤坝运用多年后，由于不同高度土柱出现的应变差使坝体内部应力水平提高，出现弱应力破坏土区。近年来坝顶钻孔时，发现孔内大量漏水漏浆，原因是坝体内有了裂缝、洞穴或由于小主应力不足而产生水力劈裂。如果是在岸堤段产生纵向的主应力不足，高水位时，发生水力劈裂，将出现严重后果。其破坏过程是坝体内某些土区出现小主应力不足→受拉→裂缝→发生渗透破坏。我国已经有不少水库土坝出现钻孔漏水现象，值得引起高度重视。有一些堤坝受生物的破坏，尤其是南方的白蚁，北方的獾、鼠掏洞等。

　　解决堤坝坝体渗透破坏的原则是，必须形成连续的防渗帷幕。帷幕的厚度和密实度，必须满足设计提出的允许抗渗坡降的要求。劈裂灌浆是堤坝体加固的最好方法之一，在我国已运用了20多年，处理病险水库已达200余座，堤防2000余km.实践证明，这一方法不仅能够形成垂直连续的防渗帷幕，解决坝体的渗透稳定问题，而且还能够通过浆坝互压和湿化变形，调整坝体内部的应力，使浆脉两边3～5m土体得到密实，扩大了防渗帷幕带。近年来土坝坝体劈裂灌浆已由原来的中低土坝向高土坝发展。在某些地基条件下还可以使坝体和地基同时劈裂，形成坝体和地基统一的防渗帷幕。在大坝渗透破坏严重的情况下，配合其他应急措施，利用特殊工艺，可以实现快速劈裂，10～13d就可形成帷幕，初步解决土坝坝体的渗透稳定，以后再逐步加固。浙江省利用浅劈办法，即在浸润线以上劈开坝体，浆液中加入一定比例药物，形成帷幕，消灭白蚁；新疆的纯沙坝、延安的黄土筑坝，也利用劈裂灌浆技术处理获得成功。

　　振动沉模防渗板墙技术是治理江河、湖泊堤防普遍存在的渗漏隐患的一项垂直防渗新型施工技术。采用先进的双模板沉模灌浆新工艺，形成的板墙具有连续无接缝、无开叉等优点。它除形成一道防渗板墙帷幕外，对板墙两侧一定范围内的土体还有挤压密实作用。同时，由于模板的振动使堤身土体得到振密加固。该法适用于黏性土、砂性土、流砂、砂砾、淤泥质土的地质条件，目前处理深度可达20m左右。如防渗墙深度超过20m，可以在20m以上部分采用“振板”，下部采用高压喷射灌浆的综合技术处理。如此，既可保证工程质量，又能节约工程成本。

　　二、覆盖层处理技术

　　坝下覆盖层多是洪水冲积形成，一般颗粒比较粗，筑坝以前必须做防渗处理。我国有些土坝建坝时对覆盖层处理不彻底或未处理，蓄水后出现渗透破坏。对此，可利用传统的槽孔式混凝土连续墙处理。槽孔自坝顶穿过坝体、覆盖层至基层不透水层，或者放空库水自坝前脚造孔深至基岩不透水层。第一种方法通常将混凝土连续墙一直浇至坝顶，混凝土浇筑量较大；第二种，需放空库水。而利用高压喷射灌浆技术重做覆盖层防渗体系是一较好的方法。它的优点是工程造价低，施工速度快，不需要开挖，不破坏坝体，不需要放空库水，只要根据设计的防渗体范围钻孔喷浆营造防渗体即可。该技术要求：深度大于20m的深孔，孔斜率必须控制在3‰以内；根据钻孔不同的深度计算出高喷板墙出现不连续的程度，确定钻孔孔距；根据覆盖层的结构，颗粒粗细、地下水流速大小，采用不同工艺，如渗透系数大于10-3cm/s，可采用单管或双管，水泥浆比重应不小于1.7g/cm3，还应掺入一定比例的速凝剂。

　　三、接触带处理技术

　　坝下接触带包括河槽段、岸坡段截水槽与基岩的接触带、坝体内防渗土体和刚性建筑物的接触带等。一些挡水建筑物，因为接触带处理不好，主要是清基不彻底或基岩的裂隙、破碎带等未做封堵处理，形成集中渗流、漏水通道，容易出现管涌等险情。

　　处理办法：多采用压力灌入水泥浆的办法，如河南省的鲶鱼山水库土坝，委内瑞拉的埃尔伊西罗水库土坝等。但有的情况，尤其是在小裂隙比较发育的花岗岩或一些火成岩地基时，此办法效果并不好。原因是注浆时用套管封孔，阻浆面积太小，压力水泥浆的流窜方向和数量不好控制。如上述两水库土坝接触带的防渗水泥灌浆，不仅未解决好接触带的漏水问题，反而由于压力水泥浆自基岩裂隙中窜出，沿坝轴线附近劈开了坝体，在坝体内形成刚性水泥板。

　　接触带渗漏处理的最好办法之一是高压喷射灌浆技术。因为高喷灌浆所喷出的水泥浆是定向的、局部的。在某一设定的局部，用高压水破坏原地层的结构，同时掺入水泥浆，形成一定几何形状的凝结体，避免了一般压力灌浆工艺中水泥浆流向和灌浆范围不好控制的弊端。采用摆喷和旋喷工艺，在接触带上营造防渗帷幕，隔开坝体软土和基岩的接触。对一些坝内堤设的刚性建筑物，可以用高喷水泥浆等防渗材料与原刚性建筑物牢固地焊接在一起，使高喷板墙插入土体，增加渗流路径，满足渗流稳定的要求。

　　坝内埋设圆形刚性建筑物接触带的处理：可根据设计要求，在圆环的外周边重造若干个防渗环。防渗环的直径、厚度、个数可根据防渗要求计算求得。

　　四、堆石面板坝处理技术

　　自70年代以来，我国建设了一批面板堆石坝，在迎水面的防渗体有钢筋混凝土面板和沥青混凝土面板两种。经验表明，只要在设计和施工中严格执行规范，不出现大的失误，该种坝的防渗都是成功的。但一些堆石坝体因碾压不实，蓄水以后，坝体产生大的变形，使防渗面板拉裂漏水，危及大坝安全　。总结我国较早修建的部分堆石面板坝不成功的主要原因，是堆石体变形量过大，垫层或过渡层级配料不合格。对这类病险坝的防渗加固，一是自坝顶建造混凝土防渗墙；二是进行综合技术加固。前者施工难度大，费用高，工期长；后者较优。综合技术方案包括坝前坡面防渗、部分堆石体加固和周边处理等。处理前应对坝面的应力应变进行有限元计算，以确定各部位所需防渗材料，对坝面下某些变形较大的堆石体部位进行托底固结灌浆加固。坝面的防渗材料一般采用复合土工膜，它的优点是能满足物理、力学要求，抗渗性能好，适应变形能力强，造价便宜。西安市石砭峪水库经过技术方案比较，选用综合技术加固方案，取得了成功。

　　五、坝下基岩岩溶的处理技术

　　有些土坝因种种原因，坝趾下基岩的漏水通道没有封死。尤其在岩溶地区溶洞、裂隙发育，水库建成蓄水后，由于高水头的压力，漏水大量增加，在与坝内防渗体接触部位极易发生冲蚀，危及大坝安全。对于这种隐患，采取坝前做铺盖，坝后减压或做压重、开导流洞等措施，均有临时效果，但不持久。在潜水流速比较大的情况下，采用正常灌注水泥浆的办法，也很难灌得住。

　　近年采用的级配料灌浆技术，对一些裂隙和溶洞比较大的地层，是一项科学、有效、经济的处理办法。该方法是利用不同粒径的块石、碎石、粗砂等组成级配材料，颗粒大小可根据溶洞裂隙和流速的大小确定。放入溶洞、裂隙中的块石能够存得住，不被冲走，起到充填岩溶空隙、减小水流速度的作用。在注入的级配料中灌注压力水泥浆，使级配料胶结在一起并和岩溶、裂隙的孔壁牢固结合，把洞穴堵死。

　　我国近20年来对病险堤坝的加固，已经创造了十几种比较成熟的技术，我们可以针对病险堤坝的具体情况，酌情选用，进行综合治理。（考试考试网一级建造师编辑整理）