CN110359424A - 一种水坝堵漏方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种水坝堵漏方法，用于封堵水坝底部的渗漏通道，包括以下步骤：检测所述渗漏通道的尺寸；根据所述渗漏通道的尺寸确定膏浆组份；利用所确定的膏浆组份对应的膏浆通过布袋灌浆填充所述渗漏通道。本发明实施例根据渗漏通道的尺寸确定膏浆组份，并利用布袋灌浆的方式封堵渗漏通道，有利于减少膏浆的流失，从而实现节省工程量，减少灌浆材料损耗，降低成本。

Description

一种水坝堵漏方法

技术领域

本发明涉及水利水电技术领域，尤其涉及一种水坝堵漏方法。

背景技术

水电站和水库等水利设施中通常需要设置堤坝阻拦水流。以水电站为例， 水电站通常包括水坝、引水涵洞、发电厂房等建筑物。水坝由于各种因素可能 导致渗漏。现有防渗处理方式通常为通过水泥浆液等方式堵漏，然而浆液需要 一定的时间凝固，在渗透压力较大、渗透流量较快的情况下，大量的浆液被水 流带走，导致材料消耗多、堵漏难度大。

发明内容

本发明实施例提供一种水坝堵漏方法，以解决现有水坝堵漏方法材料消耗 多、堵漏难度大的问题。

本发明实施例提供一种水坝堵漏方法，用于封堵水坝底部的渗漏通道，包 括以下步骤：

检测所述渗漏通道的尺寸；

根据所述渗漏通道的尺寸确定膏浆组份，所确定的膏浆组份对应的膏浆粘 稠度随渗漏通道的尺寸的增加而增加；

利用所确定的膏浆组份对应的膏浆通过布袋灌浆填充所述渗漏通道。

可选的，所述检测所述渗漏通道的尺寸之前，还包括步骤：

确定所述渗漏通道的位置。

可选的，所述确定所述渗漏通道的位置，包括：

沿水坝的延伸方向设置多个监测点；

利用磁悬浮检波器各所述监测点的渗透信号；

以渗透信号大于预设阈值的所述监测点为基准位置，沿所述水坝的长度方 向向两侧检测渗透信号的极大值点，作为所述渗漏通道的位置。

可选的，所述检测所述渗漏通道的尺寸，包括：

根据所述渗透信号的极大值点的渗透信号值预估所述渗漏通道的尺寸，其 中，所述渗漏通道的尺寸随所述渗透信号值的增加而增加；

通过在渗漏通道位置钻孔取芯探明渗漏通道的尺寸。

可选的，所述利用所确定的膏浆组份对应的膏浆通过布袋灌浆填充所述渗 漏通道，包括：

在所述渗漏通道的位置开设灌浆孔；

在膏浆注浆管外套设灌浆布袋；

利用所述膏浆注浆管将所述灌浆布袋移动至所述灌浆孔的底部，并灌注膏 浆，其中，所灌注的膏浆为根据所述渗漏通道的尺寸确定的膏浆组份对应的膏 浆。

可选的，所述利用所确定的膏浆组份对应的膏浆通过布袋灌浆填充所述渗 漏通道之后，还包括：

封堵所述灌浆孔，并在相邻两个所述灌浆孔之间开设补强孔。

可选的，所述用所确定的膏浆组份对应的膏浆通过布袋灌浆填充所述渗漏 通道之前，所述方法还包括：

在帷幕线渗漏通道上游侧开设卸压孔，并在每一所述泄压孔上设置泄压开 关。渗漏通道封堵后通过泄压开关对卸压孔进行灌浆封堵。

可选的，所述膏浆包括水泥、粘土、水、砂石和添加剂，所述膏浆的浓度 随砂石和添加剂的含量的增加而增加，按照质量份数，所述膏浆包括：

水泥90至120份，粘土90至120份，水200至250份；

所述膏浆还包括以下任一项：

砂石28至32份，添加剂6至10份；或者

砂石23至28份，添加剂3至6份；或者

砂石13至18份，添加剂1.5至3份；或者

砂石0至5份，添加剂0.1至1.5份；

其中，所述砂石包括细石和粗砂，所述细石为粒径5至20毫米的石子， 所述粗砂为细度模数3.7至3.1的砂子，所述添加剂包括膨润土、水玻璃和固 化剂中的一种或多种。

可选的，在所确定的膏浆组份不为浓度最低的膏浆的情况下，所述利用所 确定的膏浆组份对应的膏浆通过布袋灌浆填充所述渗漏通道，包括：

利用所确定的膏浆组份对应的膏浆通过布袋灌浆填充所述渗漏通道，且所 使用的膏浆的浓度逐渐降低。

本发明实施例通过根据渗漏通道的尺寸确定膏浆组份，并利用布袋灌浆的 方式封堵渗漏通道，有利于减少膏浆的流失，从而实现节省工程量，减少灌浆 材料损耗，降低成本。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述 的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施 例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施 例，都属于本发明保护的范围。

某水电枢纽工程正常蓄水位352m，正常库容125万m³。该水电枢纽工程 的总装机12600千瓦，1990年开工建设，于1994年投产发电。该工程运行多 年，受当时施工条件限制，坝体、坝基内渗漏严重；2008年大坝曾进行过除 险加固处理，但坝体及坝基的渗漏问题一直没有得到根本性解决，经过长期的 渗流淘刷冲蚀，大坝坝体及坝基渗漏十分突出，既造成水资源的大量浪费，发 电经济效益受损；又严重加剧大坝病害，严重威胁大坝安全运行。

该水电枢纽工程处在侵蚀构造中低山区，河谷狭窄，呈“V”形。两岸山 坡、沟谷分布有第四系残坡积堆石体，河床及阶地冲积堆积漂石卵石，厚度 2～15m，基岩为加里东期花岗岩(γ3)。岩体表层风化严重，尤其沿断层节理 裂隙、破碎带风化更甚。其中含正长石较多的花岗岩体风化强烈。两岸比河床 风化强烈，岸坡风化深度一般5～15m不等。河床风化深度一般2.0～15.0m。

大坝坝基清基不彻底，存在冲洪积堆积体(砂卵石)，最大厚度达到12m， 结构松散，填充物被渗透水流长期冲刷带走后形成很多连通性好的通道，部分 位置空洞深度达到4.8m，导致沿坝基接触面出现严重渗漏；坝基内岩体三组 节理发育，顺河向节理呈张开状态，库水沿张开的节理裂隙形成渗漏通道，在 库水的长期渗漏淘刷影响下，渗漏流量达到2.0m³/s以上，严重危及建筑物安 全。

本发明提供一种水坝堵漏方法，用于封堵水坝底部的渗漏通道。

在一个实施例中，该水坝堵漏方法包括以下步骤：

S101：检测所述渗漏通道的尺寸。

在该步骤S101之前，还可以包括：确定所述渗漏通道的位置。

本实施例中首先确定渗漏通道的位置，渗漏通道的位置可以通过不同方式 确定，例如根据渗漏水流目测预估，利用机械设备，例如水下机器人实地测量 等。

相应的，如果渗漏水流越大，则证明渗漏通道的尺寸越大，相应的，可以 确定渗漏通道的尺寸。当利用水下机器人探测的情况下，可以直接测量渗漏通 道的尺寸。

在一个可选的具体实施方式中，则是利用磁悬浮检波器进行检测。

具体的，该步骤S101具体包括：

S1011：沿水坝的延伸方向设置多个监测点.

监测点之间的间距可以根据情况设定，例如可以设置为间隔1米，也可以 设置为间隔30厘米等多种数值。显然，各监测点之间的距离越小，测量结果 就越精确，监测点之间的间隔越大，工作量就越小，实际实施时，可以综合测 量精度及工作量权衡监测点的设置间隔。

在一个具体实施方式中，首先将监测点的间距控制在50-100厘米，进行 初略检测。对于出现渗漏可能性较大的区域，可以适当减小监测点的间距，对 于进行出现渗漏可能性较小的区域，可以适当增加监测点的间距。

接下来，在检测结果相对较大的区域，将监测点的间距设置为10-30厘米， 进行相对精确的检测，权衡了工作量和检测精度。

S1012：利用磁悬浮检波器各所述监测点的渗透信号。

磁悬浮检波器是一种高灵敏度宽频带检波器，具体可参考相关技术，此处 对所选用的磁悬浮检波器本身不作限定。

检测渗漏途径时，将磁悬浮检波器在各监测点移动进行检测，实施时，将 检波器置于地面上，然后将输入端口通过连接检波器的输出端，检测仪的输出 端口通过转换器连接万用表或电压表，以电压高低作为渗透信号，显示渗漏水 量的大小，检测到的电压越大则证明水流量越大。

S1013：以渗透信号大于预设阈值的所述监测点为基准位置，沿所述水坝 的长度方向向两侧检测渗透信号的极大值点，作为所述渗漏通道的位置。

在渗透信号大于预设阈值的情况下，则证明可能出现渗漏，且渗透信号越 大，则证明渗漏流量越大，这样，渗透信号的极大值点对应的也就是渗透流量 最大的位置，可以作为渗漏通道的位置。

在确定渗漏通道后，还可以进一步通过钻孔确认，以确保对于渗漏通道和 渗漏点位置监测的准确程度。

上述步骤S101具体包括：根据所述渗透信号的极大值点的渗透信号值预 估所述渗漏通道的尺寸；

通过在渗漏通道位置钻孔取芯探明渗漏通道的尺寸。

渗漏流量与渗漏通道的尺寸有关，显然，渗漏通道的尺寸随所述检测结果 的增加而增加，可以理解为，在其他条件相同的情况下，渗透信号的值越大， 该渗漏通道的尺寸就越大。

采用磁悬浮检波器对渗漏通道预判，节约时间，节约人力物力财力，节省 材料，有助于加快施工进度。

通过磁悬浮检波器确定渗漏通道的位置后，布置钻机在渗漏点钻孔，探明 渗漏点的渗漏通道尺寸。

应当理解的是，磁悬浮检波器主要作用是查找渗漏点的位置，预判渗漏点 的相对大小，通过磁悬浮检波器检测的尺寸可能存在一定的误差，因此，需要 进一步通过钻孔探明渗漏通道尺寸，并进一步根据渗漏通道尺寸确定膏浆组 份。

S102：根据所述渗漏通道的尺寸确定膏浆组份，所确定的膏浆组份对应的 膏浆粘稠度随渗漏通道的尺寸的增加而增加。

对于不同尺寸的渗漏通道，选择相应的膏浆组份，有利于提高堵漏效果。

S103：利用所确定的膏浆组份对应的膏浆通过布袋灌浆填充所述渗漏通 道。

本发明实施例通过根据渗漏通道的尺寸确定膏浆组份，并利用布袋灌浆的 方式封堵渗漏通道，有利于减少膏浆的流失，从而实现节省工程量，减少灌浆 材料损耗，降低成本。

实施时，该步骤S103包括：

S1031：在所述渗漏通道的位置开设灌浆孔；

S1032：在膏浆注浆管外套设灌浆布袋；

S1033：利用所述膏浆注浆管将所述灌浆布袋移动至所述灌浆孔的底部， 并灌注膏浆，其中，所灌注的膏浆为根据所述渗漏通道的尺寸确定的膏浆组份 对应的膏浆。

通过布袋包裹减小流水对浆液的冲刷，同时膏浆本身对水流冲刷的抵抗力 相对较强，两者结合尽快在强渗漏通道内形成布袋膏浆桩，通过多个桩体相互 搭接形成帷幕体，截断渗漏通道。

实施时，针对每一个渗漏区域分两序进行施工，先施工Ⅰ序孔，Ⅰ序孔完 成后再施工Ⅱ序孔。按照孔序在确认的渗漏点位置开设灌浆孔，开设灌浆孔之 后，将灌浆布袋包在膏浆注浆管外面，通过膏浆注浆管将灌浆布袋下到孔底， 然后开始灌注膏浆。

灌浆时，灌浆压力控制在0.5Mpa至2.0Mpa，灌注时，孔内在最小压力灌 入最大的量或在最大压力灌入最小的量后，开始逐步上提膏浆注浆管，当孔内 不再吸浆后结束灌浆，转换下一个孔继续施工，直到单孔布袋幕柱形成。

可选的，步骤S103之后，还包括：

封堵所述灌浆孔，并在相邻两个所述灌浆孔之间开设补强孔。

补强孔根据压水试验透水率反映的渗漏情况，对渗漏较强的孔段采用水泥 -水玻璃双液浆进行灌注，对空隙小的孔段采用纯水泥浆液进行补强灌注，能 够确保防渗帷幕完整形成，保证浆液足够填满空隙，降低局部空隙或空洞未灌 注密实的可能性。

可选的，所述用所确定的膏浆组份对应的膏浆通过布袋灌浆填充所述渗漏 通道之前，所述方法还包括：

在帷幕线渗漏通道上游侧开设卸压孔，并在每一所述泄压孔上设置泄压开 关。

一般来说，上游水库内水体与下游河道直接连通，渗透压力大，随着下游 防渗堵漏灌浆施工，渗漏通道逐渐减小，渗漏量逐步减小，渗透压力将越来越 大，浆液都被强压力水体带走，无法形成止浆液堵体，导致无法形成堵水帷幕。

为消除强渗透压力对灌浆的影响，降低渗透压力，采用在帷幕线渗漏通道 上游侧对应施工卸压孔，将上游渗透水直接引走至下游河道，从而降低渗透压 力，减小渗漏水体对帷幕线浆液的冲洗，从而缩短灌入浆液凝结时间，促进防 渗帷幕线尽快形成，尽快封堵渗漏通道。

在施工结束后，需要填充灌注卸压孔，具体的，采用膏浆对卸压孔进行反 灌，通过膏浆注浆泵将膏浆注入卸压孔内，从而对卸压孔进行封堵，避免卸压 孔出现渗漏。

针对上述水电枢纽工程，在灌后质量检查孔施工中，岩芯多呈长柱状，大 部分裂隙均被水泥结石充填，胶结紧密。说明坝基经过可控布袋膏浆灌注后， 坝基内被渗漏淘空的空隙已被全充填，渗漏通道被有效封堵，灌浆效果良好。

通过灌浆前后渗漏情况对比，布袋膏浆灌注后，坝下游漏水点消失，渗漏 通道被有效封堵，取得良好的灌浆效果，灌浆检查孔压水试验透水率全部小于 5Lu(吕荣)，满足设计要求，同时，有效的减少了流量损失，提高了发电量， 增加了发电收入，经济效益非常显著。

可选的，所述膏浆包括水泥、粘土、水、砂石和添加剂。

本实施例中共提供四种膏浆组份，按照重量份数，各组份中的水泥、粘土、 水的含量相同，均为水泥90至120份，粘土90至120份，水200至250份。

各组份的区别主要在于砂石和添加剂的含量区别。

其中，膏浆组份1包括砂石28至32份，添加剂6至10份；膏浆组份2 包括砂石23至28份，添加剂3至6份；膏浆组份3包括砂石13至18份，添 加剂1.5至3份；膏浆组份4包括砂石0至5份，添加剂0.1至1.5份了。

膏浆的浓度随砂石和添加剂的含量的增加而增加，也就是说，由膏浆组份 1到膏浆组份4，其浓度逐渐增加。

其中，所述砂石包括细石和粗砂，所述细石为粒径5至20毫米的石子， 所述粗砂为细度模数3.7至3.1的砂子，所述添加剂包括膨润土、水玻璃和固 化剂中的一种或多种，添加剂可参考相关技术根据砂石的含量适当添加，具体 的，随砂石的增加而增加，此处不做进一步限定和描述。

可选的，在所确定的膏浆组份不为浓度最低的膏浆的情况下，所述利用所 确定的膏浆组份对应的膏浆通过布袋灌浆填充所述渗漏通道，包括：

利用所确定的膏浆组份对应的膏浆通过布袋灌浆填充所述渗漏通道，且所 使用的膏浆的浓度逐渐降低。

显然，对于大尺寸的渗漏通道来说，水压较大，水流流量大，选用浓度较 高的膏浆不易流失，而对于小尺寸的渗漏通道来说，选择浓度较低的膏浆更易 于填充存在的缝隙，有利于提高填充效果。

在一个具体实施方式中，当渗漏通道的尺寸大于30cm时，选用上述膏浆 组份1对应的膏浆进行布袋灌浆填充。

当检测到的渗透通道的尺寸小于30cm，但是大于15cm时，或者在渗漏 通道被添堵至尺寸小于30cm，且大于15cm时，选用上述膏浆组份2对应的 膏浆进行填充。

类似的，膏浆组份3对应尺寸小于15cm，但是大于5cm的渗漏通道。膏 浆组份4对应尺寸小于5cm的渗漏通道。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化 或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权 利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种水坝堵漏方法，用于封堵水坝底部的渗漏通道，其特征在于，包括以下步骤：

检测所述渗漏通道的尺寸；

根据所述渗漏通道的尺寸确定膏浆组份，所确定的膏浆组份对应的膏浆粘稠度随渗漏通道的尺寸的增加而增加；

利用所确定的膏浆组份对应的膏浆通过布袋灌浆填充所述渗漏通道。

2.如权利要求1所述的水坝堵漏方法，其特征在于，所述检测所述渗漏通道的尺寸之前，还包括步骤：

确定所述渗漏通道的位置。

3.如权利要求2所述的水坝堵漏方法，其特征在于，所述确定所述渗漏通道的位置，包括：

沿水坝的延伸方向设置多个监测点；

利用磁悬浮检波器各所述监测点的渗透信号；

以渗透信号大于预设阈值的所述监测点为基准位置，沿所述水坝的长度方向向两侧检测渗透信号的极大值点，作为所述渗漏通道的位置。

4.如权利要求3所述的水坝堵漏方法，其特征在于，所述检测所述渗漏通道的尺寸，包括：

根据所述渗透信号的极大值点的渗透信号值预估所述渗漏通道的尺寸，其中，所述渗漏通道的尺寸随所述渗透信号值的增加而增加；

通过在渗漏通道位置钻孔取芯探明渗漏通道的尺寸。

5.如权利要求1所述的水坝堵漏方法，其特征在于，所述利用所确定的膏浆组份对应的膏浆通过布袋灌浆填充所述渗漏通道，包括：

在所述渗漏通道的位置开设灌浆孔；

在膏浆注浆管外套设灌浆布袋；

利用所述膏浆注浆管将所述灌浆布袋移动至所述灌浆孔的底部，并灌注膏浆，其中，所灌注的膏浆为根据所述渗漏通道的尺寸确定的膏浆组份对应的膏浆。

6.如权利要求1所述的水坝堵漏方法，其特征在于，所述利用所确定的膏浆组份对应的膏浆通过布袋灌浆填充所述渗漏通道之后，还包括：

封堵所述灌浆孔，并在相邻两个所述灌浆孔之间开设补强孔。

7.如权利要求1所述的水坝堵漏方法，其特征在于，所述用所确定的膏浆组份对应的膏浆通过布袋灌浆填充所述渗漏通道之前，所述方法还包括：

在帷幕线渗漏通道上游侧开设卸压孔，并在每一所述泄压孔上设置泄压开关。渗漏通道封堵后通过泄压开关对卸压孔进行灌浆封堵。

8.如权利要求1至7中任一项所述的水坝堵漏方法，其特征在于，所述膏浆包括水泥、粘土、水、砂石和添加剂，所述膏浆的浓度随砂石和添加剂的含量的增加而增加，按照质量份数，所述膏浆包括：

水泥90至120份，粘土90至120份，水200至250份；

所述膏浆还包括以下任一项：

砂石28至32份，添加剂6至10份；或者

砂石23至28份，添加剂3至6份；或者

砂石13至18份，添加剂1.5至3份；或者

砂石0至5份，添加剂0.1至1.5份；

其中，所述砂石包括细石和粗砂，所述细石为粒径5至20毫米的石子，所述粗砂为细度模数3.7至3.1的砂子，所述添加剂包括膨润土、水玻璃和固化剂中的一种或多种。

9.如权利要求8所述的水坝堵漏方法，其特征在于，在所确定的膏浆组份不为浓度最低的膏浆的情况下，所述利用所确定的膏浆组份对应的膏浆通过布袋灌浆填充所述渗漏通道，包括：

利用所确定的膏浆组份对应的膏浆通过布袋灌浆填充所述渗漏通道，且所使用的膏浆的浓度逐渐降低。