水库堤坝施工工程中的防渗墙技术

夏志敏

（益阳市水利水电建设有限公司 湖南益阳 413000）

1 引言

水库堤坝防渗墙出现漏水的现象经常发生，堤坝的安全工作面临着严峻的挑战。上世纪水利水电工程事业中防渗墙技术的运用已重点解决了上面问题的发生，不仅对永久性的地基防渗起到了保护作用，而且还非常有效的保证了险情出现之前的技术介入，致使该技术在全部施工过程当中的指示效果充分显示出来。很多的水利工程在水库堤坝防渗墙施工的过程当中都会选取一定的办法，使得防渗墙的自身负荷能力控制在误差允许的范围之内，确保工程的质量，使得墙体自身与其他项目连接的更加紧凑，更加安全可靠。

2 导致水库堤坝渗漏的因素

在水库堤坝建设时使用的材料一般为砂砾、土进行填充的，这样的材料最大的特点就是通风透气，而且渗水性比较好。这和水库堤坝的建设目的是相背离的，但是我国的水库堤坝工程现阶段还是没能在这一点上做出改进。这样就导致了随着水库盛满了水，水库堤坝就会受到越来越大的压力，这时候水就会在压力下通过堤坝上的缝隙渗漏出去。这样的情况一旦持续到一定的时间，填充在堤坝里的砂砾和土等就会逐渐被水冲走，直接就会导致堤坝的变形，这样的话，堤坝也就不再具有原来的安全性和可靠性了。所以说，在进行水库堤坝建设的过程中，一定要注重对堤坝防渗水功能的提高，不断改进防渗墙技术，从而确保水库堤坝的安全性。

3 水库堤坝工程施工过程中防渗墙技术类型

在水库堤坝施工中，可以应用的防渗墙类型较多，需要根据墙体的具体结构形式和施工材料的不同选择适宜的防渗墙结构。例如防渗墙可以按照墙体材料应用的不同分为混凝土防渗墙、钢筋混凝土防渗墙、黏土防渗墙、塑性混凝土防渗墙以及灰浆防渗墙等诸多类型，其可以按照墙体结构形式的不同将混凝土防渗墙分为槽孔式防渗墙、桩柱式防渗墙以及混合式防渗墙等，其可以按照成槽方法的不同分为钻挖成槽防渗墙、射水成槽防渗墙、链斗成槽防渗墙以及锯槽防渗墙等等类型。通常来讲，防渗墙施工技术的分类可以总结为以下内容：

3.1 高压喷射防渗墙施工技术

高压喷射防渗墙施工技术是水库堤坝工程施工过程中常用的防渗墙施工技术类型之一，其能够凭借水库堤坝工程施工过程中高压喷射机器的合理使用，在堤坝基础覆盖层的施工过程中凭借高压喷射机器喷射而出的强大水流的压力使覆盖层的土粒成分更好的破碎以便和事先准备好的水泥相互结合形成水库堤坝的防渗墙结构。当前阶段，随着施工技术的不断进步以及工作人员的不断研究，高压喷射防渗墙施工技术在水库堤坝防渗墙施工过程中的应用已经形成了一套综合、全面、独有、富有施工效率和施工质量，便于施工单位进行有效控制的高压喷射防渗墙施工体系，使用高压喷射防渗墙施工技术施工而成的防渗墙具有良好的防渗性能和使用寿命，同时也有利于施工单位自行控制高压喷射防渗墙施工技术应用过程中的成本，是当前水库堤坝工程施工过程中常见的防渗墙施工技术类型之一。

3.2 自凝灰浆技术

这种技术起步较晚，在很多国家都有应用，但在我国现阶段仍处于试验阶段，技术仍不是太成熟。主要施工工艺是在水泥和膨润土中加入一些缓凝剂，这样产生的自制灰浆会在施工过程中通过自凝灰浆的慢慢凝固形成一道很好的防渗墙。但要注意在施工过程中，如果要在固壁上造孔，一定要在灰浆还未凝固之前完成，避免孔沿影响防渗墙的防水性。此技术在我国仍有很大的发展空间，需要相关研究人员不断研究，不断更新技术，为这项技术的实施奠定一个良好的技术基础。

3.3 水泥搅拌桩技术

水泥搅拌桩在堤坝建设中也是应用比较广泛的技术类型，其施工流程为：用搅拌机对水泥进行充分搅拌，通过搅拌，水泥会产生一定的化学反应，在凝结的过程中，慢慢变得坚硬，同时水泥和土充分融合，形成一道坚固的防渗墙。这项技术常用在填充砂砾和土的地基建设，水泥形成的防渗墙有很好的防渗作用。另外与土的结合增加了堤坝的稳定性和坚固性，避免产生裂缝。这项技术的施工要求也不高，基本上有搅拌机就可以完成，在堤坝建设中应用也十分普及，不仅防渗效果好，而且还能有效改善地基质量，如图1所示。

4 堤坝防渗施工技术分析

4.1 灌浆防渗

图1 水泥搅拌桩施工原理示意图

①设置灌浆孔。通过大坝真实状况铺设两排和坝轴线平行的灌浆孔，主排孔和前坝肩间隔2m，孔深为8m，主排孔和副排孔间隔3m，孔深为4m。此种灌浆孔构造可以提升大坝内部应力状态效应。②确定灌浆材料及灌浆品质。浆液的稳定性要高、且应具备可灌性以及凝固快的特征，如此才可以令最终构成的浆体抗渗性较强。对于工程施工而言，灌浆材料通常就地取材，而通常选择粉质土壤。对于灌浆的质量而言，为了获取较强的防渗性能，要令主排孔构成一个竖直连续的浆体防渗帷幕，此帷幕在厚度上要确保在15cm以上，而浆体干容重为1．61cm3，渗透系数是1×10-6cm/s。灌浆顺序为：鼓泡压密、劈裂流动、被动土压力。③施工。施工应依照先两边、后中间的原则进行，先将外围的两排孔进行灌浆，完工3d以后，浆体里的水分逐步渗透，而坝体的应力状态获得相应调整，此时再开始执行中间一排主孔的成孔以及灌浆。在施工时，通常使用间隔成孔以及灌浆的方式，如果一次性成孔，将易形成坝体穿孔问题。在单孔灌浆施工中，要先对孔下端2～3m处采取纯压式灌浆，符合标准之后进行拔管，再对上部采取纯压式灌浆，如图2所示。

图2 纯压式灌浆示意图

4.2 混凝土防渗

①混凝土搅拌桩防渗墙。通过深层搅拌桩机搅拌水泥浆及土体，通过水泥水化、离子交换等反应以后，凝结为水泥土搅拌桩防渗墙。这样的防渗墙造价较低、施工便捷、施工设备较轻，墙体厚度通常为25～30cm。②自凝灰浆防渗墙。在水泥以及膨润土里添加适当的缓凝剂形成自凝灰浆，灰浆凝固以前可当做造孔里的固壁泥浆，在凝固以后就可以变成墙体具有防渗效果。此技术在我国尚不够成熟，使用较少，美国、法国等国家较常使用在水利工程当中。③高压喷射防渗墙。运用高压射流冲击对坝基的覆盖层造成影响，之后将水泥浆灌入，令水泥浆和覆盖层良好结合，构成一道防渗墙。④垂直铺塑。通过链斗式挖槽机将渣挖出，构成排列整齐的连续槽孔，滞后通过水泥浆进行固壁，形成后铺设一层防渗膜，进行粘土回填，如此就构成了垂直铺塑防渗墙。

4.3 水平防渗

水平防渗是在坝体的临水侧铺设一层不透水的粘土、土工膜或混凝土。如此能够加大坝基渗透水流的流线长度，将渗水的破坏力降低，将渗水的坡降减少，进而实现提升渗流出口抵抗力的意义。通常将临水侧以及背水侧的水平防渗分别称作铺盖以及盖重压渗。

5 水库堤坝防渗防治方法

5.1 垂直防渗处理地基

当前，我国已经研发出射水法、锯槽法以及两钻一抓的薄墙施工技术，垂直防渗幕墙可以通过这些技术进行施工。垂直防渗尤为符合地基透水层较薄以及隔水层较浅的状况，此种情形下能够做成封闭式防渗幕墙，来实现堤基渗流量以及扬压力获得良好控制，从本质上消除堤基渗透的破坏。可是实践中使用封闭式垂直防渗墙的施工难度较大，造价较高，因此要在彻底考察和严格论证的基础上进行运用。

5.2 消除滑坡体

堤坝滑坡主要是因为水流以及内部渗水或上部压载等原因所形成的。在水库堤坝产生滑动时一定要及时通过前截后导的方式，依照削坡减载以及固脚严重的方式，强化堤坝防渗及排水工作。主滑体为圆弧圆心上端的土体，实践中通常使用挖除滑动体里的主滑体执行二次填筑。通过稳定计算添加阻滑体重量，也可以显著提升堤坡的稳定作用。

5.3 劈裂灌浆

通过坝体应力分布规则，使用一定灌浆压力把坝体朝着坝轴线方向劈裂，并且灌注适当的泥浆，构成防渗泥墙，通过堵塞漏洞裂缝或斩断软弱层，来提升坝体防渗功能。进行堤坝施工时，使用劈裂式帷幕灌浆方式能够有效加固堤身以及预防堤身渗漏并获得良好的效果，从根本上处理坝体渗漏问题。

5.4 治理崩岸

崩坝是因为土石构成的河岸以及湖岸由于水流的冲刷，由于重力的作用下，令土石出现崩落、崩塌以及滑坡的现象。当前普通的崩岸分成条形倒崩、弧形坐崩以及阶梯状崩塌，可以通过抛石防护的方式有效治理崩岸的发生。

6 结束语

水利工程建设关系到国家的经济建设以及社会的进步，当前随着水利工程的项目越来越多、科学技术的不断发展的大背景下，水利工程的施工技术在不断创新与进步。当前水利工程中的堤坝防渗墙施工技术已经发展得较为全面。但在防渗墙施工中会受到复杂环境等诸多因素的干扰，在施工过程中还需不断的积累经验，使得施工的效率有更大的提高，促进我国的水利工程建设的发展。

[1]宋翼.液压抓斗成槽混凝土防渗墙施工技术在水库大坝除险加固工程中的分析应用[J].重庆建筑，2010（02）：23～26.

[2]李世兴，蒋敏智.结合工程实例谈水库大坝薄壁防渗墙施工技术[J].大科技：科技天地，2011（10）：304～306.

[3]李景玉.结合工程实例谈某水库大坝防渗墙施工技术[J].科技促进发展，2010（6）：134～135.