防渗加固技术在水利工程堤坝中的应用分析

（黑龙江省水利第二工程处，黑龙江 哈尔滨 150302）

防渗加固技术在水利工程堤坝中的应用分析

王有利

（黑龙江省水利第二工程处，黑龙江 哈尔滨 150302）

防渗工作一直是水利工程中的核心内容，加固堤坝是水利工程后期养护的中心工作内容。文章通过对各种险情以及施工方案进行了介绍，并对如何加强防渗加固工作进行了探讨。

防渗加固；水利工程；堤坝

1 出险种类以及堤坝施工方案

1.1 出险种类

堤坝出险主要有滑坡、渗透破坏以及开裂，其中渗透破坏是堤坝出险中常见的病害，且危害最大。主要表现为：流土、管涌、集中渗漏等。根据其特征可以将渗透破坏分为三类：一、堤身险情。主要原因为堤坝自身的组成不均以及填筑密实度不足造成，如堤身裂缝、孔洞或者堤身为沙壤土、粉细沙等，这时堤身会表现为漏洞、跌窝、脱坡及散浸。二、堤基同堤身接触带险情。主要原因是筑堤前未彻底清基，在接触带中存在杂质。三、堤基险情。原因为堤基存在沙壤土层以及砂层。

1.2 选择防渗加固方案

堤坝的放身体可以通过截渗墙、劈裂灌浆以及锥探灌浆法进行处理，必要时还能够通过翻挖重铸堤身的方法进行加固防渗处理。还应考虑工程造价，选用薄墙以及廉价材料作为防渗墙。在常用的造墙方式中深沉法造价最低廉，挤压法其次，开槽法造价最高。而墙身深度小于20米时最佳方式为高喷法，高喷法造价高，但适应性良好，能应用在地下障碍物较多且施工场地狭窄之所。针对砂石较多且砂石粒径较大的工程地层，应综合冲击钻以及其他开凿方式进行防渗处理，虽然根据堤防工程特征会对造墙成本有一定影响，因此针对此类工段处理也能够采用其他方式。

2 技术分析

2.1 防渗处理

原则和方法。我国堤坝防渗处理中大多选用灌浆法或者防渗墙来降低浸润线、处理渗透，针对以上几种问题，通过防滑桩以及重压等方式对抗滑系数予以提高。处理放滑坡的流程较复杂，需要认识滑坡原因。对坝体浸润线的降低以及土体强度的提高是最佳解决方式。近年来土工合成材料以及防渗技术的创新使土体稳定提高效果越来越好。

2.2 防渗措施

2.2.1 劈裂帷幕灌浆。该方式主要通过对堤身的加固来提高堤身的防渗性，劈裂帷幕灌浆能够适应堤坝不同的曲直情况，主要利用简单轻便的钻具钻机，在堤坝上进行布孔，在距堤坝外肩一点五米处沿堤坝轴线进行钻孔，孔距不超过三米，最佳孔深一般为钻透堤身填土以及钻入基础一至两米，具体深度视情况而定。在灌浆作业上应当遵循少灌多复的原则，从上到下进行作业；灌浆应循序渐进，从稀到稠进行灌注，并灵活掌握压力大小，达到最佳灌注效果。处理好灌浆中可能出现的串浆、局部隆起及滑坡等问题。通过在堤坝轴线形成一道灌浆帷幕，改善堤身质量，用以提高提拔的坚固度以及防渗度。

2.2.2 速凝灌浆法。该方式一般在处理管涌抢险问题中能发挥重要作用，且适用于高位水位环境，能在管涌位置根据实际地质用不同型号钻机进行钻孔，后对孔内注入易膨胀物质，注入大米、黄豆之类，待填充物膨胀后想孔内灌入添加速凝剂的泥浆。加入膨胀物作用是加大管涌内阻力，以减缓管涌水流速度，防止水流过大造成灌注泥浆随水流出；加入速凝剂使水泥最快凝固将管涌处堵塞。

2.2.3 高压填充式灌浆法高压填充式灌浆主要用于堤基基础灌浆，用于堤身蚁穴、溶洞的填充。用于基础灌浆时，须用50m工程钻机在需灌的堤段从堤顶钻孔，孔距1.5～2.0m，孔深以钻入基础穿过砂层进入砾石层2m左右为宜。灌浆时压力一般为127.40～166.60kPa，套管下到填土层保证堤身干燥，基础部分砂砾层灌入水泥浆，然后逐步提升到土层，以黄泥浆封孔。这种灌浆法主要用于治理因基础不良而引起的管涌。用于填充蚁穴、溶洞时，灌浆用30型钻机先在蚁穴或溶洞周围布孔灌入泥浆，形成包围圈，然后填充，填满为止。

2.3 混凝土防渗墙技术

2.3.1 高压喷射防渗墙。高压喷射防渗墙是借助于高压射流冲击扰动坝基覆盖层，同时灌入水泥浆，使浆液与被灌地层土颗粒掺混，形成防渗墙。

2.3.2 自凝灰浆防渗墙。自凝灰浆防渗墙是在塑性混凝土墙的基础上发展而来的。使用水泥、膨润土并掺入少量缓凝剂制成“自凝灰浆”，凝固前可作为造孔中的固壁泥浆，完工后自行凝固，形成墙体起防渗补强作用。该技术在欧美已使用，我国尚处于起步阶段。

2.3.3 垂直铺塑。垂直铺塑是利用链斗式挖槽机，通过链条及链斗连续挖掘出渣，形成连续的槽孔，并用泥浆固壁，成槽后随即辅设防渗薄膜，回填粘土。

2.3.4 水泥土搅拌桩防渗墙。运用深层搅拌桩机把水泥浆喷入土体并搅拌，使水泥与土体混合，经水泥水解、水化和离子交换等一系列反应，硬结成墙，2002年长江堤防防渗工程中被广泛应用，共造墙98×104m2，占总成墙面积的69%。优点是造价低，设备轻便，墙厚25～30cm时，深15m范围内墙体完整性较好。适用于细粒料的土砂层及含少量砾石的砂砾石层。

2.3.5 帷幕灌浆。帷幕灌浆是把一定配合比的具有流动性和胶凝性的浆液，通过钻孔压入岩层裂隙中，经胶结硬化后提高岩基的强度，改善岩基的整体性和抗渗性。我国常用孔口封闭灌浆法，随着二滩、小浪底工程的建设，国际上一些高效率施工方法。中国水利水电基础工程局夏可风在指出：GIN法基本概念是，对任意孔段灌浆，其能量消耗均为定值，这个能量消耗的数值近似于该孔段最终灌浆压力P与灌入浆液体积V的乘积PV，PV就叫灌浆强度值，即GIN由于裂隙岩体灌浆时，大裂隙注入量大而使用压力小，细裂隙注入量小而使用压力高，如果在各灌浆段全部灌浆过程都控制GIN为一常数，就可以自动对开敞的宽大裂隙限制注入量，对可灌性差的致密地段提高灌浆压力。GIN法灌浆自动考虑了岩体地质条件的实际不规则性，使得沿帷幕体的总注入浆量合理分布。GIN法在欧美国家工程中应用，取得较好效果。

结语

防渗处理在我国很多堤坝相关工作中都有待加强，防渗加固工作更是显得尤为重要。所以，对堤坝加固的技术研究对我国的水利工程建设影响深远。

[1]陈若民.浅析水利工程堤坝防渗加固技术[J].科技创新与应用，2013（07）.

[2]蔡光华，马玉霞.浅谈水利工程中施工成本的预算控制[J].北京农业，2011（18）.

TV69 < class="emphasis_bold"> 文献标识码：A

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