水利工程软基垂直防渗技术

苏越

摘要：随着技术革新，水利施工技术花样层出，但能有很好防渗效果的却不多。大量工程实践及工程事故表明，渗流对建筑工程安全造成极大危害。为了使各项基础工程、地下工程施工顺利进行。保证边坡稳定，以及坝基及各项地下工程能够在长时期保持良好的工作性能，必须有针对性地采取措施，对地下水渗流进行控制处理，即地基的防渗处理。作者从事水利工程多年，小有心得。而本文主要介绍了水利工程软基垂直防渗处理技术以及防渗技术方案的选择。

关键词：水利工程； 垂直防渗； 防渗处理方案

近年来国内外对水利工程防渗和技术应用有了比较深入的解决方案，在当前水利工程正从工程水利向资源水利转变的过程中如何充分发挥现有水资源效能.水资源的可持续是支持国民经济的可持续发展的必行之路，是摆在每一位水利工作者面前的神圣使命和不懈的追求。针对目前水利工程的现状，非常有必要对防渗技术的研究开发给予高度的重视。

本文下面对应用软基垂直防渗处理技术和软基垂直防渗处理技术一一做了简单的介绍。

1 板桩技术

板桩技术适用于渗透性在水平向很高而在垂直向很低的层状土或透水的水力冲填土。板桩遇到漂石或地下障碍物时很易损坏，在软至中密的土中浅层开挖可用木制的企口板桩，+锁El钢板桩用于较深的截水墙钢板桩须小心打入，保持锁口紧密接合，并朝水平力最小的一侧偏斜。在锁口处有拉力作用可减少通过锁口的渗流。对于直墙板桩会有相当大的水流通过锁口。用锯屑、膨润土、水泥浆或类似的材料填充锁口可以减少锁口的渗漏。压实的不透水土障在挖好的沟内用不透水土料回填压实而成，或是以不透水土料作为土坝的心墙必须仔细地选择土料并将所取土料拌和，翻松铺填，借助于羊足碾压实，以避免在不透水地段内有透水的层状或条状土层。在大多数场合下需要在堤坝的不透水截面的下游设排水区。

2 帷幕灌浆技术

帷幕灌浆技术是软基防渗工程中应用较早的一项技术，同时也是应用最为广泛的一项技术。帷幕灌浆对控制坝基渗流有明显的效果，但当坝基透水率较小时，对降低坝基扬压力的作用不明显。帷幕灌浆孔的孔深、间排距根据地质条件和渗流条件确定，没有统一的标准。

在闸坝的岩石或砂砾石地基中采用灌浆建造防渗帷幕的工程。帷幕顶部与混凝土闸底板或坝体连接，底部深入相对不透水岩层一定深度，以阻止或减少地基中地下水的渗透；与位于其下游的排水系统共同作用，还可降低渗透水流对闸坝的扬压力。在20世纪以来，帷幕灌浆一直是水工建筑物地基防渗处理的主要手段，它对保证水工建筑物的安全运行起着相当重要的作用。

2.1 分类

按防渗帷幕的灌浆孔排数分为两排子孔帷幕和多排孔帷幕。地质条件复杂且水头较高时，多采用3排以上的多排孔帷幕。按灌浆孔底部是否深入相对不透水岩层划分：当深入时称为封闭式帷幕；不深入时称为悬挂式帷幕。

2.2 设计

设计时，它的工作内容主要有：①须前期查清工程地质与水文地质情况；②进行现场灌浆试验，以确定灌浆方法、压力、孔距、排距、材料、质量标准与检查方法，并论证灌浆效果；③确定帷幕轴线位置、帷幕深度、厚度（排数）及平面上的长度，④为以后对帷幕的检查或补强加固创造条件。

2.2.1 灌浆孔的布置

在确定帷幕厚度即帷幕孔的排数上，存在不同的解决办法。总结以往的工作经验，大致提出以下几点：（1）对于坚硬岩石，中低坝可采用l排，而高坝可采用1～2排；（2）对于软弱岩石，中低坝可采用2排，高坝可采用2～3排；（3）根据坝基渗流流速分布，河床坝基要布置多排，或利用高压固结灌浆进行加固。实际工程设计中，帷幕灌浆布孔时应该有所侧重，通过地质剖面，重点照顾断层破碎带和裂隙密集带。

2.2.2 帷幕灌浆的施工工艺

帷幕灌浆时的主要施工方法：a.钻孔与测斜 b.钻孔冲洗与简易压水 c.制浆与检测 d.自动记录 e.灌浆压力控制帷幕灌浆实施过程中，根据不断揭示的新情况，可随时对灌浆孔的排数、孔距、孔深和范围等进行调整。并需要采取以下措施：

（1）应对重点部位先安排进行重点灌浆，重点部位主要指较高的坝段、坝底面附近、透水性超过要求标准较多及软弱岩石等显然有必要进行灌浆的地区。透水性普遍较小的坚硬岩石可先进行适当灌浆，或留在蓄水后根据观测结果再决定是否进行帷幕灌浆。

（2）当帷幕有多排布孔时，除非地质条件完全清楚，一般应先做主排孔，然后再做副排孔。当河床部位基础进行高压灌浆后，可取消副排孔。通过主排孔的施工我们可以进一步摸清地质情况，明确哪些部位需要几排孔，哪些部位可以做少量加密孔，从而把有可能节省的部分节省下来。

3 混凝土防渗墙技术

3.1 类型

按墙的水平截面的形状可分为四种。①圆桩柱型（圆孔型），垂直且接缝多，有效厚度小，在60年代以来大多数工程中已很少采用；②墙板型（槽孔型），相邻两块墙板套接厚度与中间墙厚相同，适用于深度小于60m的墙；@混合桩柱型（圆孔与双反弧形孔混合型）；④墙板桩柱混合型（槽形孔与双反弧形孔混合型）.

3.2 设计

在设计时应当依据地基的工程地质与水文条件。结合闸坝结构的要求，确定墙轴线位置，选用墙体材料，初步选定墙厚；然后进行渗流及结构应力计算，确定墙底嵌入基岩或相对不透水层的深度及墙体材料物理力学指标，最终确定墙厚和墙体与防渗体连接的细部设计。在针对重要工程时，要适当选择在墙内埋设监测仪器，随时了解墙的运行情况。

3.3 施工

主要程序有：造孔、清孔换浆、终孔与清孔验收、浇筑泥浆下混凝土、全墙质量检查与验收、处理与坝内防滲体的连接。

3.4 防渗墙施工中应注意的问题

在防渗墙施工过程中，造孔质量是保证防渗墙质量的首要环节。施工中应采取预防偏孔措施，有效地防止或减少偏孔，使孔斜控制在允许范围内。保证混凝土防渗墙施工质量和速度的关键在于开槽的连续性，浇筑的及时性。并且要把泥浆固壁作为一个重要的施工环节去对待。防渗墙混凝土一般具有适当的强度、较高的抗渗标号、较低的弹性模量，因此混凝土拌和料也要有良好的和易性与较高的坍落度。工程实践证明，接缝的质量不良常会成为坝基中的最终隐患。因此，在防渗墙施工时必须严格保证质量。

4 综上所诉：

在水利工程软基垂直防渗技术方案的选择应着重从以下几个方面进行考虑：（1）以水利工程基础的工程地质和水文地质为依据，必须满足工程防渗的目的要求，达到防渗标准。（2）方案通过技术经济比较，投入产出分析，在满足功能性要求的前提下，工程概预算能够承受；在确定采用方案后应采用先进技术，优化方案.合理使用灌浆材料。（3）对环境的污染和影响要小。垂直防渗技术是在水利工程中应用最为广泛的防渗技术。它是一类防渗技术的集合，几十年来在广大水利工作者辛勤努力下已得到了很好的应用和发展。当今该项技术发展目新月异，只有通过不断研究开发、吸收，引进和掌握新的技术，才能在水利工程中很好的应用。