防渗加固技术在水利堤防工程中的具体应用研究

陈盛东

摘要：针对某河流下游堤防工程实际情况，在介绍其现存问题和防渗加固基本原则的基础上，对防渗加固技术，即防渗墙技术的具体应用进行深入分析，旨在为实际的防渗加固施工提供技术参考，保证最终的防渗加固效果。

关键词：堤防工程;防渗加固;防渗墙

堤防工程经过长时间的使用可能会产生渗漏，進而引起不同程度的毁坏。因此，在实际工作中，应根据堤防工程实际情况，采取合理可行且切实有效的防渗加固技术，以此提高堤防的防渗能力，避免毁坏现象的发生。

1堤防现存问题分析

以某河流的下游堤防为例，它主要存在以下几个方面的问题：

（1）堤防基础较为复杂，且堤身的质量较差。近几年，该河道的主槽长时间淤积萎缩，使排泄能力大幅降低，洪水水位明显升高，尤其是在凌汛期，河道水位长期居高不下，加之河道现有堤防工程的基础比较复杂且多样，大多是在五十至六十年代现有民堤基础上通过加高加宽产生的，由于当时的社会环境、工程技术、经济条件与施工机械设备都相对落后，没有进行有效的碾压处理，通过取样分析可知，干密度在1.5t/m3以内的土样，其数量约占总量52%-81%。整个堤身的现有防渗能力很差，部分地段在以往的堵口过程中在堤身下部大量填埋木桩和柴草，由此形成了很强的透水层，在到达凌汛期时，由于水位升高，导致渗水通道产生，对堤防安全造成很大的威胁[1]。

（2）渗流稳定无法满足要求。近几年，对堤防进行加固设计的过程中，开展了很多渗流分析。根据分析结果可知：目前，堤防的渗透坡降保持在0.3-0.4范围内，出逸高度在1.5-3.0m范围内。通过对土质的深入分析，渗透坡降的允许值为0.25，无法满足使渗流达到稳定的基本要求。对此，为保证河道的防洪安全，需要对堤防实施有效的加固处理，根据堤防实际情况，采用适宜的防渗加固技术，以保证所选防渗加固技术合理性与有效性。该河道现有堤防主要采用防渗墙进行防渗加固处理。

2堤防防渗加固基本原则

在堤防的防渗加固处理工程当中，通过放淤固堤的合理应用除了能充分利用河道中的泥沙，还能起到对渗径予以适当延长的作用，从而有效解决堤身与浅基产生渗水的问题，具有良好的防渗加固效果，目前已经得到了十分广泛的应用，同时这对该河道堤防而言，也是一个可以首先考虑的防渗加固方案。

对于和堤防相距较近的段落，若直接采用放淤固堤措施，需要对大量的村民进行搬迁，不仅需要很多费用，而且工作难度很大，另外，堤基中有强透水层，使用其它方式无法符合要求的，可首先考虑采用防渗墙来防渗加固处理[2]。

3防渗墙技术应用

3.1技术概述

从很多河道发生洪水灾害后，国家针对堤防建设给予了高度重视，投资力度不断增加，对防渗处理提出的要求也不断升高。在这种情况下，对防渗墙施工单位而言，带来了新的发展机遇，在实际施工中可能会同时用到不同防渗墙类型。考虑到在堤防防渗加固中使用的防渗墙以超薄墙为主，现阶段还没有形成配套的技术规范及评价标准。以现有技术为基础，可将防渗墙主要分成以下三种类型：第一种类型为OA刚性墙，包括通过液压开槽形成的混凝土现浇防渗墙、采用射水法建造而成的混凝土防渗墙和采用高喷灌浆方法形成的防渗板墙;第二种类型为OB塑性墙，包括振冲防渗板墙与水泥土搅拌桩;第三种类型为OC柔性墙，包括垂直铺塑与粘土防渗墙。

3.2刚性防渗墙

对于刚性防渗墙，它的自身结构可以满足水平或者垂直方向上的荷载要求，抗压强度较高，且弹性模量良好，其施工工艺方法以射水法与液压开槽法两种方法为主。考虑到该河道的上游和中游实际地质条件较为复杂，堤防基础中的不透水层和渗透系数相对较小的土层实际埋藏深度通常为地面下部10-20m，工程设计一般使用防渗墙与在堤身上铺设土工膜来对堤防基础进行加固处理，将防渗墙布置于和堤脚相距至少1m的位置，同时防渗墙的顶部高程和临河地面保持平齐。在设计确定墙体厚度的过程中，需要充分考虑下列几个方面的因素：其一，墙体的厚度要满足抗渗能力方面的要求;其二，墙体的厚度要满足结构强度方面的要求;其三，在堤身处进行土工膜的铺设，来进一步增强防渗能力，同时还要进行土壤的覆盖来加以保护;其四，土工膜和防渗墙之间的连接以混凝土浇筑方式为主，同时需要在临水侧设置预埋螺栓，将土工膜利用沥青防腐压条与螺栓固定于墙体。这项施工工艺技术已经在该堤防的防渗加固中得到大量使用，取得了良好的防渗效果，每一项检测指标都能满足设计和规范提出的要求，而且施工工艺也越来越成熟。

3.3塑性防渗墙

对于塑性防渗墙，其物理力学性能较好，不仅具有一定强度，而且抗渗能力很高，另外，由于结构自身弹性模量很低，所以对地基变形有良好适应能力。这项技术很早就在堤防防渗加固中使用，主要有以下两种类型：

（1）搅拌桩防渗墙：采用多头且直径相对较小的搅拌桩将水泥浆持续喷射到土体当中，然后通过搅拌形成稳定的水泥土墙，即防渗墙，以此实现预期的防渗目标。该防渗墙的特点为施工中无需进行开槽，通过摊拌即可形成墙体，具有较强的耐久性。通过现场观测结果可知，桩间可以形成较好的相互搭接，并且胶结性良好，搭接部位的墙体厚度可以达到设计与规范的要求。墙体的抗压强度通常在0.5-1.4MPa范围内，同时渗透破坏比降能达到300以上。通过相关试验可知，所有技术指标都能达到设计提出的要求。同样，这种防渗墙也存在一些问题，比如成墙深度有一定限制，尤其是在粘土地层当中，因浆液的扩散性相对较差，浆液和土体之间很难搅拌均匀。另外，成墙质量的试验检测方法还有待于不断完善，采用现有检测方法确定的成墙质量无法准确反映真实情况[4]。

（2）振冲防渗板墙：这是以振动桩为基础研制出的新技术，能在松散的地层当中形成柔性防渗墙。这项技术的主要特点在于可使用功率相对较大的振动器向地层中振冲切头，在不断挤入与提升切头的基础上，促使墙体材料不断从底部向外喷出，以此形成一个浆槽。在之后的施工中，使用切头副刀在与形成的浆槽相邻的位置进行振动搅拌与导向，以此形成完整且连续的防渗板墙。这项施工工艺的城墙比较连续，且城墙质量可靠，经过对配合比的科学设计，能使防渗墙良好适应各类变形，同时提高防渗能力，完成成墙后，深度很大，有很多技术优势。然而，这项施工工艺比较复杂，并且对施工场地还有很高的要求[5]。

3.4柔性防渗墙

对于柔性防渗墙，其隔水性很好，而且对变形还有很强的适应性，常用类型包括粘土防渗墙与垂直铺塑技术。其中，对于粘土防渗墙，这项施工工艺早在六十至七十年代就在防渗加固工程当中得到实际应用，工程界将其称作抽槽换土，但因为当时的工程技术和施工机械设备都比较有限，所以粘土防渗墙的成墙深度大多较浅，实际的工程效果往往不够理想。伴随其它各类防渗施工工艺与技术的快速发展，现阶段粘土防渗墙很少被使用，反而垂直铺塑得到了广泛应用。对于垂直铺塑，它是充分利用塑料薄膜具有的各项特性，施工形成将塑料薄膜作为核心的防渗体，最为常用的塑料薄膜类型为聚乙烯薄膜。由于它的防渗效果良好，所以在堤防的防渗加固工程当中有着十分广泛的应用。现阶段常用施工机械设备包括链料式铺塑机、链条式铺塑机与往复式铺塑机，铺塑深度一般在8-12m范围内，可实现的最大深度可以达到18m。这项施工工艺技术最大的问题在于槽中的回填土很难有效保证其施工质量，如果存在软弱地基，或与施工堤防的距离较近时容易产生坍槽，接头部位的处理难度很大，将其用在堤防防渗加固中时，还需要对可能对堤防造成危害的动物予以有效防治。

3.5不同类型防渗墙的性能对比

4结论

（1）根据堤防工程的实际情况，塑性墙防渗加固技术不仅技术可行、施工简单，而且投资相对较少，对变形还有很强的适应性，可作为优先选用方案。

（2）对于超薄防渗墙，其施工工艺技术和机械设备都取得了快速发展，包括振沙沉模与液压抓斗等，都有各自的技术特点和优势，在实际施工中应慎重使用。

（3）对防渗墙而言，它属于典型的隐蔽工程，對其质量的检测及评定目前还没有成熟的相关标准，在实际的质量评定过程中主要采用过程记录方法，并辅以必要的工后检测。

（4）采用防渗墙技术进行防渗加固时，应高度重视可能对周围自然环境造成的影响，尤其是距离较长的防渗墙，应对地下水可能造成的影响进行深入分析。

参考文献：

[1]尹愈强，尹进强.赫山区烂泥湖垸资江大堤应急处险加固方案探讨[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2019，10（08）：155-156.

[2]胡其顺.浅谈岭下溪水库除险加固工程中单管高压旋喷桩防渗墙的施工方法[J].湖南水利水电，2019，11（04）：84-86.