防渗技术在小浪底北岸灌区堤坝工程中的应用

王华

（河南省豫北水利工程管理局，河南 新乡 453002）

1 灌区工程堤坝渗漏的关键原因

1.1 材料缺陷

施工单位需严格按照国家相关标准开展灌区工程的建设工作，但是部分施工单位在建设时选用了一些劣质材料，导致堤坝的防渗性能相对较差。同时，堤坝的基础部位多采用岩石结构，但是在长期受水流冲刷的情况下，岩石内部的颗粒会出现变化，其内部结构就会被破坏。同时，小浪底北岸灌区堤坝在长期水流冲刷的影响下，堤坝的抗剪强度不断下降，甚至会出现坝体塌陷的情况。

1.2 技术缺陷

小浪底北岸灌区堤坝工程建设包括多个环节，例如：设计、施工等，其中设计环节要求设计人员严格按照规定与标准进行计算和设计，并充分考虑灌区工程的地理条件、气候条件，明确影响堤坝防渗性能的因素。但是，部分技术人员的工作经验不足、专业能力较差，在设计过程中出现了一些技术问题，降低了堤坝的防渗性能，甚至导致堤坝渗漏。例如：若设计参数不达标会影响整体质量。其次，在施工过程中也会出现一些技术问题，继而导致堤坝渗漏，例如：由于灌区工程所用材料较为特殊，需要在0 ℃以上的环境中开展填料压实工作，若工作环境的温度过低就会影响材料性能的发挥。在施工时若没有控制填料掺杂率，导致掺杂率过高，会加大坝体的缝隙率。在进行分段施工时若出现技术问题可能会造成防水层与结构层分层，导致堤坝出现渗漏。

1.3 自身形变

小浪底北岸灌区工程的运行环境具有特殊性，堤坝的底部一直处于水中，所以堤坝水上部位与水下部位的温度、湿度以及应力都不同，可能会导致堤坝出现形变的情况。从堤坝形变的情况来看，坝基对堤坝稳定性的影响最大，坝基部位产生渗漏的概率相对较大，且会堵塞堤坝排水孔，甚至会出现坍塌的情况。所以需做好坝基部位的防渗施工，并加大日常维护力度，监测堤坝的形变情况。

2 防渗技术在灌区堤坝工程中的应用

2.1 灌浆防渗技术

灌浆防渗技术包括多种类型（如图1所示）。

图1 灌浆施工技术类型图

2.1.1 劈裂式帷幕灌浆施工技术

一般情况下，多在坝身位置应用劈裂式防渗加工技术，增强坝身的防渗性。在进行堤坝施工时，施工单位需检测堤坝的曲直度，利用浅孔轻便钻机进行钻孔施工。在钻孔时，施工人员应沿着轴线的方向在坝顶进行钻孔，并将钻孔的间距控制在2.50～3.00 m，将钻孔与堤外肩的距离控制在1.00～1.50 m，并根据坝身的情况明确钻孔的深度。在灌浆时，需坚持自上而下的原则，加强泥浆的黏稠度，控制注浆压力与泥浆的用量。施工人员需注意灌浆时不能出现串浆、冒浆等情况，提高灌浆质量。

2.1.2 高压填充式灌浆技术

多在堤坝的基础部位应用高压填充式灌浆技术，主要是利用工程钻机进行钻孔，需要将钻孔间距控制在2 m。之后需要将套管深入到砾石层当中，并在沙砾层中注入一定的水泥浆液，最后用黄泥浆进行封孔。高压填充式灌浆技术主要应用分层灌浆工艺，可以提升防渗性能。

2.1.3 灌浆加固技术

灌浆加固主要是根据堤坝渗漏位置进行凿孔施工，并通过注浆管进行注浆，堵塞渗漏区域。

2.1.4 低压速凝式灌浆技术

低压速凝式灌浆技术主要应用在高危水位抗洪抢险施工过程中。在施工前，应检查堤坝基础部位中是否含有黏土层与砂砾层，之后根据堤坝的管涌位置选择钻孔位置。可以在遇水膨胀的材料中进行钻孔，从而提升管涌阻力，降低管涌速度，将注浆速度控制在合理范围内。

2.2 防渗墙技术

防渗墙是修建在土石坝或松散透水层中的地下连续墙，其结构较为稳定、防渗效果较好、施工步骤较为简单、成本也比较低，因此被广泛应用在小浪底北岸灌区工程防渗施工中。按照墙体结构形式可以将防渗墙分为混合型防渗墙、槽孔型防渗墙与桩柱型防渗墙等类型；按照墙体材料可以将防渗墙分为钢筋混凝土防渗墙、灰浆防渗墙、混凝土防渗墙等类型；按照成槽方法可以将防渗墙分为射水成槽防渗墙、钻挖成槽防渗墙以及链斗成槽防渗墙等类型。在进行防渗墙施工时，施工人员需做好导墙、清孔等工作。第一，导墙。在深基坑防水施工中，塑性混凝土防渗墙施工的关键在于导墙。施工人员需要确保导墙的位置精准，即导墙与地下墙的中心线距离偏差在-10～10 mm，且导墙的不平整度在5 mm之内。第二，清孔。在完成深基坑施工后，施工人员需要进行钻孔、清孔换浆。在这一过程中，施工人员可以利用抽桶出渣的方式将孔内的浆液清除掉，完成清除工作之后需等待1 h，检查孔内淤浆的泥浆量，若泥浆量的厚度在10 cm 之内，且含沙量在5%以内就说明清孔换浆工作符合要求。第三，选择合适的成槽方法。在施工过程中，施工人员需根据实际情况选择合适的成槽方法，确保槽孔位的偏差在30 mm 之内。第四，墙体连接。可采用钻凿法、接头管等方式进行墙体连接。

2.3 复合土工膜技术

复合土工膜是较为先进的防渗材料，可以提升小浪底北岸灌区工程的防渗性能。之前土工膜技术主要应用塑料薄膜与无纺布等防渗材料，而当前人们主要利用聚乙烯、乙烯等材料。若灌区工程堤坝防渗要求比较高，施工单位就可以利用乙烯乙酸改性沥青混凝土膜。相对来说，复合土工膜材料的质量比较轻，延展性也比较好，且成本较低，所以在灌区工程中的应用较为广泛。在应用复合土工膜技术时，施工单位需要掌握复合土工膜的特点与应用要点，根据堤坝的渗漏情况选择合适的土工膜类型。同时，复合土工膜施工的关键在于土工膜与防渗体之间的衔接，需通过有效措施实现二者的无缝衔接，且土工膜很容易被破坏，所以需要做好土工膜的保护工作，避免影响防渗性能。

3 提升堤坝防渗技术应用质量的策略

3.1 优化堤坝防渗体系

在进行小浪底北岸灌区工程堤坝防渗施工时，施工单位应根据堤坝的防渗要求选择合适的防渗施工方案，确保方案的防渗性、经济性都符合要求，优化堤坝防渗体系。例如：若利用灌浆防渗施工技术，施工单位就可以选择劈裂式灌浆法，提升防渗效果。其次，施工单位应根据堤坝的实际情况选择合适的加固方案，进一步优化堤坝防渗施工。在明确加固方案之后，施工单位需优化防渗加固的具体流程，提高技术应用水平。

3.2 清除滑坡

在长期受水流冲刷的影响下，小浪底北岸灌区工程堤坝会出现滑坡的情况，就需要做好相应的处理工作。首先，需要做好堤坝的排水与防渗工作，根据堤坝渗漏位置的实际情况选择防渗技术，并利用前截后导等方式降低堤坝滑坡的风险性。施工单位可以先对滑坡带来的碎石等杂物进行全面清理，之后计算缺口位置的尺寸，科学选择堵填方法。其次，施工单位可以通过钢板桩、木桩等方式治理崩岸。

4 结语

造成堤坝渗漏的原因有很多，例如：材料缺陷、技术缺陷、自身形变等，而应用防渗技术可以增强堤坝的防渗性能，在提升灌区工程建设质量中发挥着重要作用。当前，灌区工程建设中常用的堤坝防渗技术有灌浆防渗技术、防渗墙技术以及复合土工膜技术等，施工单位需根据灌区工程的实际要求与堤坝的具体情况选择合适的防渗技术，并优化堤坝防渗体系、清除滑坡，提高堤坝防渗施工质量。