导航：安全管理网>> 安全论文>> 建筑安全论文>>正文

深层搅拌桩防渗墙技术在红山水库防渗工程中的应用

文档作者：何涛文档来源：酒泉市水利科学研究院		更新日期： 2026年07月21日	点击数：
下载地址：点击这里	文件大小： 1.81 MB 共3页	文档格式： PDF	下载点数： 1 点（VIP免费）

全屏查看

内容预览 [文件共3页]

本文件共3页，如需编辑使用，请下载。

注：预览效果可能会出现部分文字乱码（如口口口）、内容显示不全等问题，下载是正常的。

	文件大小：1.81 MB 共3页文件格式：PDF 下载点数：1 点（VIP会员免费）

上一篇：水库大坝除险加固施工对策

文本预览

仅提取页面文字内容，供快速阅读使用。

四川水泥
SICHUAN SHUINI 2023年第7期
作者简介：何涛（1983- ），男，汉族，甘肃金塔，本科，工程师，研究方向：水利水电工程规划与设计。
深层搅拌桩防渗墙技术在红山水库防渗工程中的应用
摘要：水库工程的安全离不开防渗技术的应用，比如地下连续墙防渗技术、高压喷射灌浆防渗墙技术、深
层搅拌桩防渗墙技术和帷幕灌浆技术等。在红山水库的防渗工程中，采用了深层搅拌桩防渗墙技术，施工时
使用“两喷两搅拌”施工工艺。建成后，该防渗墙成墙效果明显，墙体连续、质量较好，提高了墙体密实度，增加
了抗渗性，并没有出现渗透问题。
关键词：防渗墙技术；中小型水库；防渗
中图分类号：TV223.42 文献标识码：B 文章编号：1007-6344（2023）07-0166-03
何涛
（酒泉市水利科学研究院，甘肃酒泉735000）
0 引言
我国中小水库大部分以土石坝为主，其中大多数
修建于20 世纪60 年代至80 年代[1]，受当时修建环境和
技术条件的限制，大坝施工存在填筑不密实、清基不彻
底等诸多问题。这些水库使用之后，由于政府财力有
限，大坝日常维护不到位，水库带病运行问题普遍存
在，使得一部分中小水库防洪能力下降，一旦遭遇暴雨
或长时间连续降雨，将导致大坝水位超高或坝堤渗漏
问题增加，严重影响经济社会健康发展和人民生命财
产安全[2]。土石坝渗漏问题作为大坝失事或出险的主
要原因之一，如何处理好防渗漏问题，对于中小型水库
除险加固至关重要。在红山水库的防渗工程中，采用
深层搅拌桩防渗墙技术，防渗效果达到预期。本文就
深层搅拌桩防渗墙技术在红山水库防渗工程的应用进
行介绍。
1 常用中小型水库防渗技术
1.1 地下连续墙防渗技术
地下连续墙防渗技术是一种具有较强挡土和防水
效果的防渗透方法。该方法使用钻机设备在大坝病害
位置的地基处造孔，连续造孔形成槽[3]，一个槽孔建成
一个墙段，分段建设，多处墙段连接最后形成一整道
墙，故称为地下连续墙。该技术成槽过程中以泥浆固
壁，成槽结束后在钻孔中下入导管，采取水下提升导管
法向孔中灌入混凝土或水泥粘土砂浆在地下形成防渗
墙，墙体可根据实际情况设计为30～120cm 的厚度不
等。连续墙的顶部与闸坝中的防渗体相结合，墙的两
端直接与岸边或与岸边的防渗设备相结合，墙的底部
深度嵌入弱风化基岩或不透水地层之中，施工完毕后
的防渗墙能够有效阻截地下渗流，具有良好的防渗透
作用。在我国中小型水库病害治理过程中应用广泛，
其缺点主要是成本费用较大，施工工艺较为繁琐，对桩
机工作环境也有一定要求[4]。
1.2 高压喷射灌浆防渗墙技术
高压喷射灌浆防渗墙技术主要采用地质钻机在大
坝坝体、坝基河床冲洪积层、两坝肩区域钻孔，待钻孔
达到预定位置时，再将安装有喷头的灌浆管下送至指
定位置，通过高压水泵形成的高压射流，通过管道与高
压水泵（三管法）、空气压缩机和水泥搅拌机等连接[5]，
直接冲击、切割、粉碎、剥蚀破坏土体，使得地层土石料
湿化崩解，将灌入的水泥浆与土石颗粒发生较强的掺
搅混合，从而最终凝固成为结构密实、具有较强防渗性
能的水泥墙体。该技术操作简单，主要应用于砂土、粘
土水库大坝，根据其喷射流不同的角度可具体分为定
喷、摆喷及旋喷射。
1.3 深层搅拌桩防渗墙技术
深层搅拌桩防渗墙技术主要以水泥浆加入添加剂
作为固化剂，通过桩机钻头进入到大坝土体之中，在渗
漏位置的地基深处把土体和固化剂相搅拌，在搅拌的
过程中把调制好的水泥浆液通过钻杆喷出，通过搅拌
使水泥浆液、固化剂、土体和水之间充分混合，使地下
土层硬结成具有较强强度的一组水泥土桩，桩与桩之
间由此形成一道防渗墙[6]。目前该技术最大成墙深度
为25m，水泥土墙体经施工后具有较强的抗性和防渗
效果。该技术施工简单，操作便捷，造价成本相对其它
技术费用较低[7]，由于其接触界面少，施工振动小、噪音
低，适用于坝高较低的中小水库。
1.4 帷幕灌浆技术
帷幕灌浆技术是在大坝坝基岩石或砂烁石地基
166
中，使用地质钻机进行钻孔，钻孔成形后采用全孔分段
灌浆法，使用灌浆泵等压力设备向孔中灌浆用来形成
防渗帷幕，以减小渗流量和降低渗透压力的灌浆工程。
防渗帷幕经常使用在相对不透水或者透水率较低的岩
层之中，同时该防渗技术适用于砂烁石、卵石、漂石、细
沙、粗砂层以及裂隙较为发育的岩层，该技术国内施工
最大深度可达到200m[8]。
2 红山水库渗漏病害现状
2.1 水库概况
红山水库位于辽宁省铁岭市昌图县，座落在辽河
三级支流红山河上游。红山河是辽河干流水系的河
流，发源于辽宁省昌图县泉头镇护林村山岔，流经护林
村等九个村落流入红山水库，距昌图县18km，是一座
以防洪、灌溉、城镇用水为主的中型水库。水库于1958
年3 月动工兴建，1970 年竣工，断面为迎水坡1∶3，坝址
以上流域面积105km2，总库容2748 万m3。大坝为均质
土坝，总长1350m，坝顶高程108.37m，坝顶宽度5m，最
大坝高15.7m。坝顶上游设浆砌石防浪墙，墙顶高程
149.47m，墙高1.1m。大坝迎水坡采用块石护坡，背水
坡碎石护破护至坝脚。
2.2 水库病害分析
红山水库自1969 年投入使用以来，土坝长期较为
稳定，抵御了多次的水位上涨，但坝身渗流、坝基渗漏
和坝肩绕坝渗漏、坝坡不稳定等问题频发，下游坝脚多
次出现渗漏问题，砂砾石层漏水常年不断，有的已形成
管涌，一旦遇到高水位，坝体稳定性将受到严重危胁。
大坝坝基河床有一宽约250m 河床冲积层，冲积层主要
分布为粗砂夹卵石等沉积物，向两侧逐渐变成中砂或
细砂，部分地段有淤泥质粉砂夹层。建库时没做任何
基础处理措施，坝体直接和主河槽的砂层接触，如果遭
遇雨季水库水位上升，压力增大，就会通过砂层产生渗
透问题，并且渗透量较大。
该水库已实施过一次除险加固，水库大坝做劈裂
灌浆处理，沿大坝轴线全长形成一道防渗体，解决了部
分重大隐患问题。但首次防渗漏施工时，由于高压喷
射灌浆使得地下水流速增加，喷射浆液施工中没有在
喷射管区域形成有效凝固，使得防渗墙体防渗效果不
佳。按土的物理指标显示，孔隙比为0.571~0.689，小于
1 并且大于0.5，说明土质松散并且夯实不严；土的饱和
度为0.891~0.98，大于0.8 并且小于1，说明土质潮湿；
土的塑性指数为1.27~15.9，说明土层处于塑性状态。
目前，坝基局部段位出现渗水现象，大坝桩号0+560~
0+750m 段坝基分布有强透水砂砾石、砾砂，同时并随
着渗漏问题，必须对坝体和坝基做防渗墙处理。按照
红山水库大坝存在的病害及地质现状，决定采取深层
搅拌桩防渗墙作为本工程防渗方案。
3 红山水库深层搅拌桩防渗墙实施方案
3.1 设计参数
防渗墙沿着坝轴线施工，在大坝桩号0+520～0+
790 段沿坝轴线布置一排深层搅拌桩防渗墙，长度
270m，设计防渗墙厚度不小于0.4m，平均深度16m，墙
底嵌入基岩0.5m。水泥采用常见的P·O42.5 普通硅酸
盐水泥，水泥掺入比为13%，设计墙体渗透系数小于
1×10-6cm/s，无侧限抗压强度大于0.4MPa，桩位偏差不
超过30mm。
3.2 施工设备选型
设备选用ZCJ-25 型深层搅拌桩机，该设备有三个
搅拌头，配备有两层液压基座，移动起来非常便捷，适
用于中型水库的防渗加固施工。该设备施工深度最深
可达25m，多钻头一次成墙，钻头间设联锁器，确保桩
体之间不开叉。钻孔直径500mm，桩间搭结200mm，钻
孔深度16m，钻头转速45r/min，保证搅拌均匀（见图1
所示）。同时根据施工需要，配备74kW 推土机2 台并
列同速推土，JIS-2B 泥浆搅拌机4 台，V-3/7 空气压缩
机4 台。
图1 深层搅拌水泥土防渗墙钻孔布置图
3.3 施工工艺及方法
红山水库防渗墙施工使用“两喷两搅拌”施工工
艺，水泥搅拌桩从地面打桩到设计底标高深度，一面打
桩一面搅拌一面喷浆，然后搅拌喷浆将钻头提升到设
计防渗顶标高，再重复一次。把配备好的水泥浆液作
为凝结剂，通过深层搅拌桩机设备进入到水库大坝土
体深处，在搅拌的过程中通过灌浆泵将已经配备好的
水泥浆液通过钻杆喷射到大坝底处，水泥浆与大坝土
施工与质控
SHIGONG YU ZHIKONG 167
四川水泥
SICHUAN SHUINI 2023年第7期
体充分混合，最后水泥浆与大坝土体凝结形成一道水
泥墙体，该墙体具有较强的防渗透和抗压强度。
（a） （b） （c） （d） （e） （f）
图2 深层搅拌桩施工示意图
（a）搅拌机调平；（b）下沉到指定设计深度；（c）边喷浆搅拌提升
到防渗顶标高；（d）重复搅拌下沉到设计深度；（e）边喷浆搅拌再
次提升到防渗顶标高；（f）成桩
3.4 施工质量控制要点
（1）测量放线及场地平整：首先进行测量放线，通
过精准测量来确定大坝实施的防渗墙轴线控制点，确
定防渗墙轴线位置。红山水库坝顶普遍宽5m，深层搅
拌桩防渗墙施工设备工作宽度需要达到6.5m，才能满
足桩机施工需求，这需要对坝顶土方进行加培，将坝顶
的宽度施工到6.5m，以保证搅拌桩机的正常施工。
（2）浆液制备：水泥浆料严禁使用低等级水泥替
代，称量误差严格控制在1% 范围以内，浆液必须保证
搅拌均匀，确保使用时间不超过3h。在深层搅梓桩防
渗墙施工过程中，每周要测量一次水泥浆的吸水率和
稳定性，以确保防渗墙施工的质量。
（3）钻孔搅拌：搅拌桩机调平开始施工后，为确保
钻孔偏移量不超过30mm，搅拌桩机的垂直度偏差要求
小于1%；开始进钻的过程中不适合选择高速的档位，
应控制进钻的有效速度，确保浆液均匀搅拌，再根据坝
底吃浆的现状随时调整输浆量。每钻一个灌浆孔，搅
拌桩机机长都要记录好横向和垂直的偏差，以便在下
一个钻孔进行修正。
（4）喷浆搅拌：搅拌中的提升速度要与搅拌速度相
匹配，不能太快，也不可太慢，提升的速度与输浆量成
正比，反之则成反比，两者的关系按照设计水泥掺入量
最终确定。单个钻孔作业完毕后，要在水泵料仓内加
入清水，重新启动泥浆泵，将设备管道和钻头冲洗干净
后，关闭深层搅拌桩机开关，完成本孔搅拌作业任务。
4 结束语
土石坝防渗处理措施较多，施工时需要根据水库
当前病害具体现状，综合防渗效果、资金投入与施工环
境等诸多因素，选择适合的防渗墙技术。本次红山水
库大坝采用深层搅拌桩防渗墙技术加固后，在2022 年
的两次汛期当中，通过水库的实际运行和日常观测，该
防渗墙成墙效果明显，墙体连续、质量较好，提高了墙
体密实度，增加了抗渗性，并没有出现渗透问题。
参考文献
[1]赵跃. 某小型水库防渗加固方案及改进措施研
究[J]. 水利技术监督.2018(6):205-206.
[2]白金海. 水库防渗中防渗墙结合帷幕灌浆技术
的应用[J]. 黑龙江水利科技.2022(5):187-189.
[3]陈文亮,王良,高海峰. 浙江省土石坝防渗处理措
施应用情况统计分析[J]. 浙江水利科技.2019(3):53-55.
[4]汤传波,刘成峰.多头小直径防渗墙在水库防渗加
固处理中的应用[J].黑龙江水利科技.2021(12):171-173.
[5]王春勇. 水泥土防渗墙在小型水库除险加固工
程中的应用[J]. 云南水力发电.2020(01):165-169.
[6] 万超明. 浅析大坝防渗处理施工的质量控
制——以大拔春水库除险加固工程为例[J]. 珠江水
运.2023(5):71-73.
[7]朱万涛. 混凝土防渗墙工艺在土石坝防渗中的
应用[J]. 水利技术监督.2023(2):241-245.
[8]赵烨. 水利堤防加固工程中防渗墙施工技术的
应用[J]. 建筑技术开发.2022(24):89-91.
168

网友评论 more

建筑安全论文最新内容

07-21