水利工程堤坝防渗加固技术的分析

唐飞 夏旭

摘 要：在大坝失事事故中，土石坝所占比例高达70.5%。渗流问题是土石坝中的常见问题，严重影响水库的安全运行。目前，对水库防渗加固效果的研究还比较少，因此，开展土石坝防渗加固研究具有重大意义。为此，本文在充分了解到我国水利工程堤坝防渗加固现状的同时，对水利工程堤坝防渗加固技术要点、应用进行了分析与探究。

关键词：水利工程；堤坝施工；防渗加固

据世界水工资料统计，在遭到破坏的水工工程中，40%以上是由渗流所造成的。我国在20世纪50～90年代，在大坝失事事故中，土石坝所占比例高达70.5%，而且渗透破坏占到31.7%，裂缝渗透破坏占到25.3%，二者之和为57%，且由于这些水利工程大都是在技术、经济、设备等极其匮乏的条件下修建的，经过多年的运行，许多堤坝出现种种问题成为病险水库，给国家的经济、财产造成巨大的浪费和损失。由于大中城市一般座落于水库下游地区，人口密度大，经济发达，垮坝洪水会造成难于预计的灾难。由此可见渗流控制问题在土石坝来说就显得尤为重要。

1 我国水利工程堤坝防渗加固现状

我国现有的水库中，绝大多数修建于1958年至1976年间，大部分水库是边勘察、边设计、边施工的“三边”工程。有的水库甚至就没有设计，即使有设计，也往往缺乏足够的水文、地质等基础资料。且当时的技术标准和规范极不完善；施工设备简陋，大搞群众运动和人海战术；建设投资不足，频繁停建、缓建造成不少“半拉子”工程。这些先天形成的因素，致使大部分水库的建设从设计到施工均难以保证质量，给水库留下了众多隐患。随着大江大河的初步治理及防洪减灾体系的不断完善，病险水库已成为防洪体系中最为薄弱环节和防洪安全的最大隐患，水库除险加固工作事关防洪安全的大局，事关广大人民群众生命财产安全，国家对病险水库除险加固工作十分重视。进入21世纪以来，国内病险水库除险加固工作的步伐越来越快。目前国内大中型水库除险加固工作目前已进入尾声，小型水库的除险加固工作正处于建设的高峰期，且小型水库数量众多，约占水库总数的95%，其除险加固工作又受到经济条件、施工条件及建设周期等因素影响，投资规模及建设标准等达均不到中型水库的水平。在众多小型水库除险加固工程中大坝防渗加固尤为重要，是保证大坝安全及水库正常运行的重要基础。据统计我国95%的水库大坝为土石坝，针对土坝坝体和坝基防渗加固，如何选取最为经济、适用的防渗体系及施工工艺，对大坝加固后的防渗效果至关重要。

2 水利工程堤坝防渗加固施工技术要点

1、灌浆孔的布置

水库围坝的灌浆防渗加固是为了有效解决坝体与坝基接触面的渗漏，以此来达到防止坝基和坝体的渗透破坏作用，同时也加固了围坝的坝体，增加了水库的蓄水能力。施工中要根据围坝特点，在平行坝轴线布设两排孔，主要目的是构造浆体防渗帷幕，以此来满足坝体和坝基的防渗要求，使坝体产生湿陷固结和调整改善坝体内部应力的状态。

2、装液材料和灌装质量

裝液材料的选取要能实现压力作用下注入地层、岩石或构筑物的缝隙达到增加承载能力，以此来达到防止渗漏和提高构筑物整体的性能效果。一般施工中采用水泥和黏土的混合材料灌浆，这样能够结合水泥浆的结石强度高和粘土浆的浆液稳定性好的特点。保证灌浆质量的重要条件就是要合理选用合适的浆液，浆液必须做到可灌性好、稳定性高和析水固结快的要求，这样才能形成浆体防渗性能。劈裂灌浆技术是一个先压密后劈裂的过程，浆液和土体的相互作用机理可以分为初始鼓泡压密、劈裂流动和被动土压力阶段，因此，劈裂灌浆初始阶段的整个力学过程主要是土体在受到挤压后的变形、屈服直至最终破坏而被劈裂的过程。

3、灌浆工程的监测和施工

堤坝劈裂灌浆是专业性非常强的一项施工技术，好的灌浆设计才能保证灌浆的质量，而且还需要有丰富灌浆经验的高素质施工队伍去完成。在施工过程中还要对灌浆施工进行全面的监测，实现对整个灌浆过程的全面监测才能及时的发现异常并及时解决。这样就能通过采取正确的处理措施把隐患降到最低。

3 水利工程堤坝防渗加固技术的应用

1、垂直防渗处理地基

目前，我国已经研究开发出了射水法、锯槽法和两钻一抓等薄墙施工技术，而垂直防渗幕墙就可以采用这些成墙技术进行施工。垂直防渗特别适用于地基透水层较薄和隔水层较浅的情况，这种情况下可以做成封闭式的防渗幕墙，以达到堤基的渗流量和扬压力得到有效的控制，从根本上根治堤基渗透的破坏。但是实践中采用封闭式的垂直防渗墙的施工难度比较大，造价也高，所以要在充分勘察的基础上经过严密的论证后才能采用。

2、滑坡体的清除

堤坝滑坡主要是由于水流的淘刷和内部的渗水或上部压载等因素造成的。在水库堤坝发生滑动时必须及时采取前截后导的措施，遵循削坡减载和固脚压重的原则，来加强堤坝的防渗与排水工作。主滑体是在最危险圆弧圆心上侧的土体，实践中一般采取挖除滑动体中主滑体来进行重新的填筑。除此之外，经稳定计算增加阻滑体的重量，也你呢挂钩有效的提高堤坡的稳定性。

3、劈裂灌浆

劈裂灌浆主要是运用坝体应力的分布规律，采取一定的灌浆压力将坝体沿坝轴线方向劈裂，同时灌注合适的泥浆，形成铅直连续的防渗泥墙，并堵塞漏洞裂缝或切断软弱层，以提高坝体的防渗能力。这种通过浆坝互压和湿陷的实现能使坝体内部的应力得到重新分布，不断提高坝体的稳定性。在堤坝施工中，运用劈裂式帷幕灌浆法对加固堤身和防止堤身渗漏方面能收到很好的效果。随着土坝坝体劈裂灌浆向高土坝方向的不断发展，在一些特定地基条件下还能实现坝体和地基的同时劈裂。在施工中要注意根据堤坝土质、碾压质量和隐患性质等情况，使得造孔深度达到标准要求，泥墙的设计厚度也要进行规范，这样才能形成质量高的垂直连续防渗帷幕，最终解决坝体的渗透问题。

4、崩岸的治理

崩坝是由于土石组成的河岸和湖岸因受到水流冲刷，在重力作用下使土石产生崩落、崩塌和滑坡等现象。现在一般的崩岸分为条形倒崩、弧形坐崩和阶梯状崩塌，崩岸的发展可使河床产生横向变形，目前对崩岸的抢险和治理方面主要采用的是抛石防护的方法。特别需要注意的是在抛石护岸工程中要在抛石与堤基之间铺设土工织物反滤层。除此之外，崩岸的治理还可以通过沉排、木桩、钢板桩、丁坝、顺坝及石笼等形式来实现。

4 结束语

综上所述，水利工程施工过程中，水利工程与一般的建筑工程的相比，不仅需要具有良好的抗震性能和稳定性，而且还要重视水利工程防渗技术。如果在水利工程施工的过程中发生渗漏问题，则将会对水利工程带来严重的经济损失，且将会造成工程使用安全问题，因此，在水利工程施工中，必须做好防渗加固工作，这对提高工程的经济效益和社会效益具有重要的意义。

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