堤防加固工程中防渗墙的防渗效果及应用条件研究

滕娟 刘颖 吴泽昊

摘  要：我国的水力资源极其丰厚，但随之而来的则是各种各样的洪涝灾害问题。水利工程的建成既可以利用蓄水用于发电以及灌溉，同时也可以有效预防洪涝灾害的发生，尤其是在一些流量较大的河流中，提前做好堤防设施是十分重要的。水利工程中堤防渗水是一个常见现象，但堤防渗水所带来的危害则极为致命，甚至可以影响整个堤防水利工程的质量，因此文章主要分析了我国堤防防渗加固方案中防渗墙技术的不同类型，以及其对应的防身效果和应用场合，希望可以为相关从业人员提供一些建议。

关键词：堤防加固工程;防渗墙技术;防渗效果;应用条件

中图分类号：TV871         文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）16-0169-02

Abstract： China's hydropower resources are extremely rich， but recently there arose various flood and waterlogging problems. The completion of a water conservancy project can not only use water storage for power generation and irrigation， but also effectively prevent floods. Especially in some rivers with large flows， it is very important to make dyke facilities in advance. Leakage in dikes is a common phenomenon in water conservancy projects， but the harm caused by dike seepage is extremely fatal， and can even affect the quality of the entire dike waterproofing project. Therefore， this paper mainly analyzes the differences in the technology of seepage prevention walls in dike seepage reinforcement schemes type， as well as its corresponding self-defense effect and application occasions， so as to provide some suggestions for related practitioners.

Keywords： dike reinforcement engineering; seepage prevention wall technology; seepage prevention effect; application conditions

1 水利工程中堤防防渗施工的重要作用

为了能够更好地利用我国现有的水利资源，我国修建了各式各样的水利工程，既可以保证河运的安全又能够防止洪涝灾害，同时又能协助进行当地的农业灌溉。这其中，水利工程最重要的功能还是防止洪涝灾害侵犯河流流域人类的聚居区域以及农田、建筑等。水利工程通过对河流流量进行调控，可以保证在发生洪水时，减小对堤坝附近地区的损害，保障人民的生命财产安全。为了能够更好地延长水利工程的寿命、发挥水利工程的功用，人们需要做好防渗措施，从而更好地保证水利工程的质量。

2 水利工程中常用的防渗施工技术

2.1 帷幕灌浆

帷幕灌浆主要包括劈裂灌浆和渗透灌浆，劈裂灌浆主要是依靠灌浆的压力将坝体有目的性地劈开，通过灌注进去的浆液形成防渗帷幕，主要用于成本低廉、设备简单的小于三十米的心墙坝和均质坝当中。渗透灌浆则是通过施加高压将灌浆渗透进地层孔隙当中去，从而形成防护帷幕，渗透灌浆的适用性更广，但是造价颇高。

2.2 混凝土防渗墙

与帷幕灌浆防渗方法相比，混凝土防渗墙各方面性能最为平均，性能最为可靠。防滲墙在挖孔过程中存在泥浆和泥皮的渗透情况，因此可以形成一个可靠的隔水层，可以起到有效的防渗作用。同时，水泥土防渗墙技术是最容易进行质量检测的方案，因此施工质量相较前两种方法更容易得到保证。这种技术主要是垂直防渗效果的发挥，比较适用于颗粒状的土质当中，而且具备非常好的防渗效果。

3 防渗墙的几种结构形式

一般情况下，混凝土防渗墙主要分为全封闭式防渗墙、不完全封闭式防渗墙以及悬挂式防渗墙。一般来说悬挂式防渗墙适用于较强的透水层中，而不完全封闭式防渗墙可以穿过较强透水层，进入弱透水层。全封闭式防渗墙处于较弱的透水层中。

4 不同结构形式防渗墙的防渗效果对比

4.1 悬挂式防渗墙的防渗效果

本文主要以上层结构的坝体作为研究对象，弱透水覆盖厚度为两米，透水层有五十厘米，外滩宽度则综合考虑了从几十米到三百米不同的若干种情况，首先以四十米计算断面来考虑，就总体而言，下游周边渗流场不规则变化对防渗墙整体的影响可以忽略不计。

通过计算可以得出结论，不论外滩宽度为几十米还是几百米，悬挂式防渗墙都可以降低平台脚的垂直逸出比降，伴随着防渗墙进入水层的深度与透水层的厚度的比例的下降，平台脚的垂直逸出比降也随之降低。

图1 内平台脚垂直出逸比降和防渗墙贯入比的关系曲线图

4.2 不完全封闭式防渗墙的防渗效果

不完全封闭式防渗墙防渗效果主要体现不完全封闭式防渗墙表面的防水依托层以及防渗墙本体两方面，而不完全封闭式防渗墙表面的防水依托层性能又受到防渗墙本身渗透性和防渗墙厚度的影响。除了防渗墙防水依托层的作用，弱透水覆盖层的厚度，外滩宽度，依托层的渗透性都影响着不完全封闭式防渗墙的防渗效果。

4.2.1 防渗依托层的影响

内平台脚垂直出逸比降会随着防渗依托层的渗透性变化而变化，近似成正比关系，而且有渗透墙时的内平台脚垂直出逸比降较无渗透墙时的内平台脚垂直出逸比降更低。伴随不完全封闭式防渗墙防水依托层厚度的不断增加，内平台脚垂直出逸比降会不断下降，且有防渗墙时平台脚垂直出逸比降明显比没有防渗墙时平台脚垂直出逸比降高，而且防水依托层的厚度越大，防渗效果则越好。

综上所述可以得出结论，防渗墙额的防渗效果主要与防渗依托层的厚度和渗透系数的比值有关，成正比关系，若防渗依托层的厚度和渗透系数的比值变大，则说明防渗墙的防渗效果更好，若比值较小，则说明防渗墙的防渗效果较弱。

4.2.2 弱透水性覆盖层的影响

弱透水性覆盖层的渗透性和厚度同样会影响坝体防渗墙的防渗效果，伴随着弱透水性覆盖层厚度的减小，内平台脚垂直出逸比降越小，且有防渗墙时明显内平台脚垂直出逸比降更低，防渗墙的防渗效果更为出色。

4.3 全封闭式防渗墙的防渗效果

全封闭式防渗墙的防渗效果在满足堤防加固工程设计标准要求的前提下，相较于悬挂式防渗墙和不完全封闭式防渗墙，效果最好。因此在实际堤防加固工程中，在起初设计时就需要严格明确嵌岩的适合深度，以及基岩的完整性，合理设计全封闭式防渗墙。如果坝体本身的防渗性能非常好，那么全封闭式防渗墙的防渗效果也就十分优秀。但嵌岩的适合深度在此类情况中很难得到，而且如果基岩的表面不平整，设计合理的嵌岩深度，可以保证全封闭式防渗墙的防渗效果。

5 不同结构形式防渗墙的应用条件

5.1 悬挂式防渗墙

通常情况下，悬挂式防渗墙主要应用在坝体出现裂缝，且土质结构松散的工程中。因此悬挂式防渗墙主要应用在坝身的加固工程中。如果想要在坝基处运用悬挂式防渗墙，则要详细考虑坝基具體情况才能够确定悬挂式防渗墙的合理厚度。

5.2 不完全封闭式防渗墙

不完全封闭式防渗墙的影响因素比较多，主要是防渗依托层和弱透水性覆盖层的影响较大，因此不完全封闭式防渗墙的应用应该多元因素综合考虑，才能更好地发挥不完全封闭式防渗墙的防渗效果。如果防渗依托层的深度太深，整个堤防加固工程的工作量也随之增大，所采取的施工方案以及进度也受到影响。因此在设计不完全封闭式防渗墙时主要需要考虑防渗依托层的厚度以及弱透水性覆盖层渗透性。

5.3 全封闭式防渗墙

全封闭式防渗墙的设计核心在于防身底板的深度设计，防渗底板的完整性以及渗透性主要影响了全封闭式防渗墙的渗透性，施工人员需要在施工前确定好坝基具体情况，才能够更全面地发挥出全封闭式防渗墙的防渗效果。

6 结束语

不同特征的堤防加固工程需要根据当地的地质特征、水文特征采取合适的防渗墙种类，本文主要分析了不同防渗墙的防渗效果以及应用情况，防渗墙的防渗效果越好，则更能够保证堤防加固工程的质量。在实际工程中需要因地制宜，全面分析了坝体工程的渗流状态，采取合理的防渗墙方案，才能保证堤防加固工程的工程质量以及防渗效果。

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