水利工程堤坝防渗漏技术研究

李红华

（邵阳市水利水电工程公司，湖南 邵阳422000）

人类实现生存与不断发展目标的重要物质基础就是水，在社会经济发展的过程中，水发挥了及其重要的推动作用[1]。作为一种以自然形态存在的物质，人类在利用水的过程中会面临很大的挑战，管理水资源的过程中也会存在一定的问题，稍有差池就会导致自然灾害的出现。经济发展过程中，建设水利工程可以实现水资源的合理利用，在很大程度上避免水灾的发生，提高人类社会的发展水平[2]。水利工程的堤坝建设就是对水资源进行开发、利用、节约、管理和防治等，但它地处地质条件复杂的自然环境中，其本身应具备足够的强度和稳定性，而渗漏对水利工程堤坝稳定性影响极大，如果防渗漏技术不达标，就会降低水利工程的稳定性，给社会带来很大的影响，严重的会威胁人民群众的生命安全。因此，对堤坝防渗施工技术的研究具有重要意义。

1 水利工程堤坝出现渗漏的原因

1）堤坝物质结构稳定性不够。水利工程对于施工技术的要求非常严格，如果施工技术没有达到标准，堤坝物质组成缺乏稳定性，堤坝密度与实际标准不相符，将会导致堤坝出现很小的缝隙，这些缝隙长时间经受侵蚀，堤坝就会不同程度出现破坏的情况，最终出现渗漏[3]。对于混凝土碾压堤坝、土石堤坝本身材料的组成和密实度选择不当，均会出现这类问题。

2）堤坝与地基面接缝未处理达标。水利工程堤坝运行过程中，在地基面与堤坝基础的地带经常会发生渗漏的现象，产生这种现象的主要原因就是建设过程中对堤坝地基的处理不合理，如接触面有残留杂质而导致接触裂缝出现，这些裂缝在水的长期侵蚀下出现较大的渗漏通道，直接影响水利工程堤坝的稳定性。

3）堤坝分块与接缝的原因。由于堤坝的体积较大，受施工条件、温度的影响，需对堤坝进行混凝土分块浇筑或土石方填筑，在各堤坝层、块、段连接处存在薄弱处，可能形成渗水通道，虽然混凝土堤坝设置止水设施和接缝灌浆处理，但其质量难以控制，极易形成裂缝。

4）堤坝地基的原因。水利工程堤坝地基的物质组成非常重要，特别是土质地基，土体本身就存在一定的渗漏，在设计和施工的时候，如果没有使用符合标准的建材来建设地基，会大大增加堤坝的渗水性，受到侵蚀的速度会加快，导致渗漏出现。

以上四种情况是造成堤坝出现渗漏情况的主要原因，虽然防渗漏的理论措施是减少渗透压力、降低水力坡度、增加渗流长度，但需要根据渗漏出现原因制定针对性的防渗漏技术措施。

2 水利工程堤坝主要的防渗漏技术

1）混凝土防渗墙。混凝土防渗墙是使用专用机具钻凿圆孔或直接开挖槽孔，以泥浆固壁，孔内浇筑混凝土，或安装预制混凝土构件，而形成连续的地下混凝土墙体用来防渗。由于混凝土具有结构强度高、抗渗性能好的特点，因此采用混凝土防渗墙技术应用比较广，按墙体结构型式可分为桩柱型、槽孔型和混合型。槽孔型防渗墙的施工工序包括平整场地、挖导槽、做导墙、安装挖槽机械、泥浆流入导槽、成槽和混凝土浇筑成墙，在各工序中应对其质量按设计和相关规范进行检查，主要检查终孔的孔位、孔深、孔斜、槽宽；一、二期槽孔间接头的套接厚度；把握好接头孔洗刷的质量；严格检查钢筋笼的尺寸；严格控制混凝土的原材料、配合比；按浇筑的顺序和方法进行开浇；做好浇筑记录和混凝土取样工作，留样做混凝土抗渗试验。

2）帷幕灌浆防渗。帷幕灌浆防渗技术目的是用浆液灌入岩体或土层的裂隙、孔隙，形成防水幕，以减少渗流量或降低扬压力的灌浆。岩基灌浆时，一般先进行固结灌浆，后进行帷幕灌浆，可以控制帷幕灌浆时地表的抬动力和冒浆，同时强化基岩的强度，提升基岩的稳定性和抗震能力。帷幕灌浆施工工艺主要包括：钻孔、钻孔冲洗、压水试验、灌浆和灌浆质量检查。钻孔位置、孔深及垂直度应符合施工规范要求；钻孔冲洗时孔内沉淀不得超过20 cm；采用分段灌浆时应进行分段压水试验；灌浆方式宜采用循环式，射浆管距孔底不得大于50 cm；灌浆必须按分序加密的原则进行；灌浆的浆液浓度应由稀变浓，逐级变换；灌浆的结束标准应在规定的压力下按照注入量和持续时间达到要求后才能结束，在遇到特殊情况时，应采取措施进行补救；质量检查应以检查孔压水试验成果为主，结合对竣工资料和测试成果的分析综合评定。

3）高压喷射防渗。高压喷射防渗采用高压喷射浆液与土体充分拌和形成一种固结体进行防渗。从高压喷射防渗技术的施工来看，需要使用钻孔机来确定管径位置，将装有特制合金喷嘴的注浆管下到预定的位置，然后用高压水泵或高压泥浆泵（20～40 MPa），将水或浆液通过喷嘴喷射出来，冲击破坏土层结构，使土粒在喷射流束的冲击力、离心力和重力等综合作用下，与浆液进行充分混合形成新的凝结体，具有较好的防渗性能。从高压喷射防渗技术来看，这一技术应用的设备简单，操作起来比较方便，就地利用土体材料（增加部分浆液，一般在防渗工程中采用黏土水泥浆），具有相对较高的效率和较低的成本，在不同的场合下可采用不同的方法（单管法、二管法和多管法）进行成体，能满足固结体的各种尺寸，适用空间较大，能够应用在多项水利工程堤坝防渗中；从高压喷射技术的喷射三种方式（旋转喷射、定向喷射和摆动喷射）来看，当前采用定向喷射与摆动喷射是常见的喷射方式，堤坝地基防渗中主要采用定向喷射，节省材料和时间，并形成有针对性板状防水帷幕。高压喷射技术也用于边坡、地基的加固，通过提高地基的稳定性来增强地基的抗渗性，进一步防止堤坝渗漏的情况出现。

4）劈裂灌浆防渗。这种技术的工作原理就是把浆液注入到存在隐患或质量不良的堤坝结构的裂缝、孔隙、洞穴中，形成垂直方向上的防渗帷幕，从而在整个垂直面上起到防渗的效果。具体的施工过程中，首先考察堤坝轴线特征，然后根据实际情况进行布孔，布好孔之后进行钻孔，加压灌注泥浆进行劈裂处理，这个过程用到的主要是灌浆压力，由于其灌浆压力比一般充填灌浆大，从而更加有效地堵塞漏洞、裂缝或切断软层，以提高堤坝体的防渗能力和密实度，对堤坝基（一定深度范围内）的应力分布也可以大大改善。相关规范SD 266-88 要求劈裂灌浆施工中必须贯彻“少灌多复”，并且要求复灌次数不少于5 次，劈裂式灌浆是一个灌——停——灌的反复过程。劈裂式灌浆的特色是随灌浆压力的升高和降低，堤坝产生相应的劈裂（浆液充填）和回弹（加速泥浆固结）响应，因此控制灌浆压力也是重点和难点。这种方法相对其它灌浆的设备比较简单、工艺合理、操作方便，浆液能就地取材，无环境污染问题、节约成本，适用范围广，能在不释放堤坝体应力的条件下构造垂直连续防渗帷幕，而且浆脉厚度和条数可以随堤坝体质量的好坏自行调整。

3 结 语

现阶段，我国水利工程数量大幅增长，在水利工程建设和运行过程中，堤坝的防渗需引起建设者特别注意。水利工程堤坝选址特殊，一般具有复杂的地质、水文和气候环境，加上施工质量难免存在细节问题，防渗就更为重要。所以，相关设计、施工单位必须结合实际，总结以前的建设经验教训和理论研究，不断创新堤坝防渗漏技术和方法，在规范允许的前提下利用经济有效的方式降低堤坝的渗流量对水利工程的损害，从而更好地保障人们的生产和生活安全。