试析水利工程堤坝防渗加固技术

王朝才

摘 要：堤坝是水利工程重要组成部分，其防渗水平的高低，直接关系到水利设施的工作效率和安全运行。文章围绕水利工程堤坝防渗加固技术有关问题进行探讨，首先介绍了堤坝常见险情，重点阐述了堤坝渗漏的表现和形成原因，其次讨论了如何确定堤坝防渗加固工程施工方案，最后对堤坝防渗加固技术进行了详细介绍。

关键词：水利工程；堤坝；防渗加固

引言

我国水力资源丰富。各种类型的水利工程星罗棋布，遍布祖国各地，在国家经济发展和社会主义现代化建设过程中发挥了巨大的支持和推动作用。水利工程位于水体之中，长期运转之下，其堤坝部分有时会发生渗漏现象，给水利设施的正常安全运转带来威胁。作好水利工程堤坝防渗加固工作，切实保障水利工程安全稳定运转，为国民经济建设和人民生活提供高质量的服务保障，是当前水利部门的重要职责和主要任务之一。

1 水利工程堤坝常见险情概述

大量统计数据显示，堤坝发生险情主要有渗透破坏、滑坡、开裂和没治等几个类型。在这些险情中，又以渗透破坏最为严重，危害最大。集中渗漏、管涌、流土、接触冲刷、接触流土等堤坝病害都是渗透破坏的表现类型。根据险情发生的位置不同，堤坝渗透破坏可以分为三类，一是发生在堤身位置的险情。出险原因主要是因为堤身本身施工质量不过关，组成材料的均匀性和填筑密实度达不到应有水平造成的。例如，有的堤坝堤身使用粉细砂、砂壤土建筑，或者填筑不够密实，存在孔洞、裂缝等现象，在水体长期浸润下产生散浸、脱坡、漏洞、跌窝等问题。二是发生在堤身和堤坝基础二者连接部位的险情，其产生原因主要在于施工时没有做好清基作业，堤身和基础相连的部分组成混杂，质地不一。三是发生在堤坝基础位置的险情，常见于堤坝基础含有隔水性差的砂层、砂壤土层的情况。

2 水利工程中堤防防渗施工方案的确定

当前，水利工程堤身防渗加固的方法主要有截渗墙、锥探灌浆和劈裂灌浆等几种。视情况需要还可以采用加厚堤身或翻挖重新填筑堤身的方法。实施堤防截渗墙工程，重点是要在满足设计要求的前提下尽可能地控制成本，一般通过控制墙体厚度和选用价格较低的材料进行施工的方法来实现这个目的。开槽法、深沉法、挤压法造墙等使用比较广泛的方法在这个方面做得都比较好。在上述方法中，经济性能最好的是深沉法，尤其适合20米以下的墙身工程。高喷法施工成本较大，但对于施工条件复杂的环境适用性较好。当施工地层中含有大量粒径较大的砂卵砾石时，需要使用冲击钻，并结合其它开槽施工方式进行施工，同时工程造价也会大幅上升。此外，盖重、排水减压以及反滤保护等措施对于上述施工环境也具有良好的防渗作用，可以视具体情况选择使用。

3 水利设施堤坝防渗加固技术

3.1 堤坝防渗处理技术要点

结合我国水利工程实际情况，在进行堤坝防渗加固处理时主要抓好两项工作，一是以灌浆或实施防渗墙的方法防止渗透发生或降低浸润线，二是以防滑桩或压重的方法增强抗滑性能，确保工程牢固安全。在各项加固作业中，滑坡属于处理难度较高的一种，要针对导致滑坡发生的具体原因来制定防范措施。通常来讲，使用降低坝体浸润线或提高土体强度指标的方法来处理滑坡最为理想。随着科学技术的不断发展，许多新型材料投入到水利工程施工中。在堤坝防渗处理施工领域，使用土工膜或复合土工膜提高坝体防渗水平、使用加筋材料提高土体稳定性和安全系数的方法经过实践检验，受到广大施工单位的好评，应用发展速度极快。在进行坝基防渗作业时，要坚持上游“铺、截、堵”，下游“导、减、排”的原则，通过铺盖、防渗墙与帷幕灌浆等设施尽可能控制渗透量，通过导渗反滤体、减压井、排水沟等设施减小扬压力。

3.2 堤坝工程灌浆防渗工艺

3.2.1 劈裂式帷幕灌浆法。该方法常见于对堤身进行加固处理，以提高堤身抗渗漏性能。具体施工时，要视堤坝区直程度的变化，以浅孔轻便钻机或更简单的钻具，按照梅花形和直线形种方式进行钻孔施工。钻孔时要沿堤坝轴线的方向在堤顶钻孔，钻孔处要与堤外肩保持1.5米的距离，孔距为3米，深度以钻透堤身填土或穿过堤身深达下方基础1至2米为准。按照从下到上的顺序进行灌浆作业，少灌多复；灌浆泥浆稠度从小到大，逐渐增加。而压力则按照从大到小的方式设置，具体操作根据实际情况决定。按照这样的方式进行作业，能够很好的解决灌浆作业中常见的冒浆、串浆、滑坡、局部隆起等问题，从而保障灌浆质量，确保灌入的泥浆在堤坝轴线方向构成帷幕状防护层，堤身结构稳定性和抗渗漏性能得以大幅提高。

3.2.2 低压速凝式灌浆法。该法主要是用来抢险施工，常见于水位到大危险警戒线时堵塞管涌施工中。在具体施工时，按照发生管涌位置的地质情况选择30型钻机或50型钻机进行钻孔作业。孔洞钻好户加入堵塞材料，一般选择黄豆或大米等浸水后发生膨胀的材料。随即向孔内注入水泥浆，水泥浆混有速凝剂，可以加快凝固。注浆作业要注意压力和速度控制，一般情况下压力要控制在49千帕以下。由于膨胀材料的存在，管涌内阻力变大，水流放缓，有利于减少水泥浆的流失。在速凝剂的作用下，水泥浆迅速凝固从而达到堵塞管涌的目的。

3.2.3 高压填充式灌浆法。该法是是堤坝基础灌浆作业的重要方法，此外还可以用于堤身存在的蚁穴、溶洞等孔洞的填充作业。在进行堤基基础灌浆作业时，主要施工设备为50米工程钻机，先用钻机在设计位置的堤顶开始钻孔，孔距保持1.5米至2米之间，孔洞深度以钻入基础穿过砂层直达砾石层2米为准。灌浆作业压力保持在127.40至166.60千帕，为防止堤身遭受水分浸润，套管要深入填土层。灌浆作业安装从下往上的顺序，首先是在基础部分砂砾层灌入水泥浆，随后逐渐上升到土层，最后用黄泥浆作为封孔料封孔。该法对于因为基础质量不过关引发的管涌具有较好的处理效果。在进行蚁穴、溶洞等孔洞填充作业时，灌先使用钻机在模板孔洞周围钻孔，然后灌入泥浆，将目标孔洞包围后将孔洞填满。

3.3 混凝土防渗墙施工技术

混凝土防渗墙是堤坝防渗的重要措施。截至目前，混凝土防渗墙已经发展出许多种工艺。每种工艺各有特点，在实际工作中要注意根据实际情况选择适当的施工技术，在保障项目技术要求达标的基础上实现经济效益最大化。常见的混凝土防渗墙施工技术包括高压喷射防渗墙、自凝灰浆防渗墙、垂直铺塑、水泥土搅拌桩防渗墙、帷幕灌浆等多种方法。其中，帷幕灌浆法中的灌浆强度值灌浆法（GIN法）是当前技术水平较为先进的一种混凝土防渗墙施工技术，我国于近些年引入，在多个重要水利工程中发挥了巨大作用。

4 结束语

水利工程是重要基础设施。堤坝作为水利工程重要组成部分，其安全稳定运行对于地区经济发展和当地人民群众安居乐业具有重要影响。水利部门要高度重视堤坝防渗问题，强化险情排查工作，针对存在的问题，要结合当地实际情况，科学制定防渗加固方案，认真组织施工，切实保障堤坝在使用年限内的安全稳定。

参考文献

[1]肖红.关于堤坝加固技术的分析[J].重庆社会工作职业学院学报，2006，6（1）.