水利工程施工中堤坝防渗加固技术应用及质量控制

徐立军

（江苏恒基路桥股份有限公司，江苏常州 213000）

0.引言

水利工程是重要的基础设施项目，对社会发展发挥着积极的作用，是经济发展的重要保障。但很多水利工程堤坝存在一定的渗水问题，如果不及时解决可能会加剧负面影响，导致整个工程无法正常使用。因此，做好堤坝防渗加固对于水利工程的正常运行非常重要。做好堤坝的防渗工作，借助科学的加固技术消除安全隐患，以此来发挥堤坝防渗作用。

1.水利工程堤坝防渗加固的重要性

水利工程是基础设施的重要部分，是可持续发展、满足社会生产生活用水需要的措施。堤坝作为水利工程的结构，水利工程建设中，做好堤坝防渗建设十分重要。从目前的发展分析，一些中小型水利工程运行时间长，堤坝存在一些渗漏，影响了水利工程的正常发展，并且威胁着运行安全。因此，加固堤坝可以消除堤坝固有的缺陷，提高堤坝的运行稳定性，保证水利功能的全面发挥。建立水利工程的目的是调节水量、防止洪水，以满足人类生活对水资源的需要。因此，加强防渗坝，可以解决堤坝安全隐患，进而提高防洪坝能力，发挥堤坝的整体价值和作用，提高水利工程的运行效益，同时还可以减少水土流失。

2.水利工程堤坝渗漏的主要类型

2.1 坝体渗漏

堤坝渗漏主要是存在漏洞，在堤坝的一侧或坝底有贯穿整个坝体的漏洞。一般情况下空洞内水流密集，压力较大，堤坝对地体的位移力也很强，对堤坝的破坏也比较大。在堤坝持续渗漏的影响下，发生冲刷贯通造成破坏，水的浓度影响冲刷造成的坡面。堤坝作为整体受侵蚀。回填土加剧渗水后，水流冲刷将远高于部分渗入坝体的强度，因侵蚀而受损。在接触侵蚀加速发展下堤坝的安全也将受到威胁，必须及时坝体漏洞进行加固。

2.2 坝基渗漏

坝基的渗漏一般土体凸出、坝基破裂、渗漏和膨胀等。汛期来临，水位上升，对于坝基入渗率将大大增加，渗漏量若超过最大阻力，就会发生损坏坝基的现象。此外，当坝基衬砌等部位发生渗漏时会加快破坏速度。如果不及时进行干预，堤坝结构的风险将会很大。

3.堤坝渗漏原因分析

我国建国初期部分堤坝缺乏先进设备，建设质量难以保证。由于施工时间短，个别项目和施工同时进行，导致建设缺乏科学标准。同时为了节省了成本，不考虑堤坝可能造成渗漏的情况。因此，水利工程的施工质量是渗漏的一部分原因。堤坝渗漏还有机械因素，由于堤坝施工中缺乏对质量的严格控制，没有形成专业的团队。在水利建设中，个别建设者为了节省时间，使用不符合施工要求的机械，导致堤坝防渗加固效果不佳，从而降低了堤坝防渗加固建设整体质量。由于填料中一些杂质，结块未完全粉碎，这将造成土层厚度过大等接缝的处理达不到要求，对于新旧接缝的处理不够理念，削弱堤坝的防渗功能，进而影响堤坝的防渗作用。堤坝的渗漏与施工的问题密切相关，还与后续的维护相关。如果施工后不注意修复，不及时修复堤坝存在的渗漏，渗漏将会不断发展，而且会更加严重。在堤坝建设后，维护工作没有专人专管，无法根据情况进行堤坝的维护。可能会出现结构损坏问题，在雨季有堤坝倒塌的风险。

4.水利工程堤坝防渗加固技术

4.1 高压喷射灌浆

高压喷射灌浆的技术原理是通过射流改变堤坝地层的结构，用水泥或复合砂浆填充，形成凝结体，达到堤坝防渗加固的效果。在目前的技术下，高压喷射的施工方法有单管法，利用高压泥浆泵将水泥砂浆喷射到储层中。基于压力剪切破坏层结构，由于水泥砂浆和土层的完全混合，凝固后形成高稳定性的凝胶。采用单管法时砂浆的水灰比控制简单，同时还有能源利用率高的优势，但对高压泵的依赖性很大。对于底部高压砂浆与空气同轴双注，以此来扩大破坏面积，最终形成膨胀较长或桩径较大的凝胶。此外，使用双管法是在相同压力下高压水泥浆与空气相互作用，提高了加固效果，但只适用于软土层。三管法是利用3个通道承载高压水泥砂浆和水，在超高压下刺穿土壤，然后填充。这种方法的优点是压力高、设备损失少、凝胶体积较大，适合加固软土地基。多管法必须先钻孔排水，插入管子用向下旋转的射流破坏土体结构，用高压钻抽水。使用真空泵污垢会产生内部运行。在喷嘴位置安装传感器以收集相关信息，然后根据情况，腔体填充砂浆，确保了砂浆和砾石的混合均匀。

4.2 劈裂帷幕灌浆

劈裂帷幕灌浆的是沿坝轴线的缝孔，在两侧坝体开出缝隙，对于堤坝的渗漏能起到很好的改造效果。通过高压水泥砂浆，对坝内应力区域进行处理，使坝体达到平衡状态，有利于提高整体稳定性。在实际劈裂帷幕灌浆技术应用中，对于不同地区气候条件的差异，导致水利堤坝破坏的原因不同。因此，在技术应用前需要确定堤坝损坏原因，以此来确定灌浆厚度的物理和力学性能，并基于基础数据分析制定了最佳的砂浆比例和施工方案，以达到良好的加固效果。

4.3 混凝土防渗墙技术

混凝土防渗墙包括多项工艺，广泛应用于堤坝的防渗加固。该技术以膨润土和水泥为原料，结合施工需要形成自硬化溶液，并在施工中需要添加适量的缓和剂。在未完全固化时成为墙体，起到防浸渍作用。

4.4 灌浆防渗加固

灌浆防渗加固是将水泥砂浆在高压下通过管道注入堤坝结构中，在此过程中，悬浮体和土体被压缩混合形成固体的方式。灌浆防渗加固具有良好的防渗性能，能堵住坝体结构中的渗漏，消除坝基薄弱的防渗连接。在注入方式中，灌浆加固可分为劈裂式、速凝式和高压填充式技术。在应用领域，工艺的硬化效果和加工阶段存在一定的差异。灌浆防渗加固劈裂式施工中需要借助钻孔设备，在堤坝结构的地方钻了一系列孔。根据水力隔断沿堤坝轴线封堵，溶解压力，形成防渗墙封闭堤坝，填充分散在堤坝的孔隙和裂缝，达到提高结构密实度和调节效果。速凝式加固需要在渗水线或坝线钻孔，用膨胀材料填充孔洞，在低压下将水泥砂浆倒入孔洞，在填充材料中加入一定的促进剂，以此来产生膨胀反应，并有效地起到控制内阻力和堵塞的作用，可以迅速的消除堤坝的危险。高压填充式技术需要配备工程钻机等设备和工具，在堤坝防渗区钻孔，还需要保持相邻孔距2m左右，要求底部达到良好的砾石层，将砂浆管插入孔中。将高压浆液从上到下倒入坑内，将浆液交替倒入砾石层和土壤，最后用材料封孔，可以起到硬化的效果。

4.5 水平防渗加固

水平防渗加固应用应考虑水利堤坝的实际情况，选择合适的加固形式，以达到良好的加固效果。在实践中，加固方法被广泛使用。对于渗流面积大的堤坝，对于防渗加固技术要求较高。需做好水量测量，根据实际情况进行分析，确定防渗加固方案。基于对坝体的分析，对于结构性问题的坝体选择平台加固技术。如果堤坝需要控制渗漏，基于水平防渗技术的应用可以提高流量的连续性，保证堤坝运行的安全性。

4.6 振动沉模防渗

振动沉模防渗主要由其减振技术原理，振动锤用作动力装置。在偏心单元安装2个轴产生横向偏心力。垂直移动时，通过垂直方向的高频振动产生激振力，冲击脉冲作用使其迅速进入层内，这就是减振技术应用原理。空模深入地层后水泥设备开始浇注砂浆。在牵引力的作用下，模具逐渐上升，砂浆将模具抬起并填充空隙。在施工过程中，模板的拆除和填充需要同时进行。提供很好的保护作用，不容易造成施工质量问题，可以很好地应对渗漏点问题[1]。

5.水利工程堤坝防渗加固质量控制

5.1 加强灌浆材料的使用性能

在早期的水利工程中，堤坝防渗加固多采用水泥砂浆作为胶凝材料，而砂浆的可控性、密实性和性能较差，难以满足堤坝防渗加固设计要求。因此，在堤坝防渗加固技术应用中需要做好灌浆料的选择，选用聚氨酯灌浆料等新型灌浆料，以增加灌浆料使用的可控性。当使用水泥砂浆常规基材料进行砂浆作业时，浆液在土壤中呈圆柱形扩散状态，难以得到全面的施工质量控制。当使用聚合物材料时，通过增加压力来控制土结构与孔壁的分离，基于结构膨胀形成片状形，在孔周围形成对称的形状。基于原位结构效应形成扁平裂缝后形成层状脉，进一步确保了施工应用效果[2]。

5.2 做好堤坝基础与岸坡处理工作

在水利工程中进行坝基和岸坡施工时，必须清理坝基，以清除积水。在堤坝防渗施工中，坝基和岸坡处理对堤坝渗透加固处理影响很大。在处理坝基和岸坡时，清除坝与坝基的接缝，以保证坝体和基础的适当组合。在清理中，加强坝面清洁度。堤坝主体部分填土前，需要对试验坑进行压实，确保清理工作符合堤坝防渗加固施工要求[3]。

5.3 堤坝防渗加固方案的优化

在堤坝防渗加固施工中，无论选择哪种加固技术，都需要根据工程情况完善加固方案，确保工程施工方案更好地管理堤坝防渗加固施工。堤坝防渗加固中，如采用灌浆法进行堤坝加固，进而防止渗漏，应考虑到堤坝的渗漏和破坏。在施工前开展施工准备工作，提高加固防渗漏的效果，还可以应对突发事件的发生。做好浇筑施工方案对砂浆设备进行提前规划，并确保在施工中形成从钻孔、拆除、灌浆的一整套加工流程。近年来，我国推广低碳环保技术，保证了堤坝防渗加固的施工质量，又为水利工程项目带来了良好的经济效益。在项目建设实施过程中应成立专业的堤坝防渗加固施工技术工作组，以方便技术的选择及加固质量的控制。施工是需要吸取经验，对于加固技术的应用需要根据实际情况创新思维，确保施工方案对于堤坝防渗加固的有效性，为提升防渗施工质量保障打下坚实的基础[4]。

5.4 清除滑坡治理崩岸

为确保堤坝防渗建设加固施工质量，需要做好水利设施防洪、滑坡的防治工作。对于修复洪水破坏可以保护河岸，河岸滑坡是内部结构渗漏、水流冲刷所影响。基于堤岸存在滑坡安全隐患，需要加强完善排水管道，加固堤坝结构，减轻荷载，进而稳定河岸支护，减少滑坡造成的损失。在堤坝防渗加固施工现场必须消除斜坡并从危险区域清除沙子，才能开始回填。在加固结构时要保证结构的可靠性，增加剪力的摩擦阻力，有利于保持良好的水利工程堤坝的整体强度。在对滑坡整治时，还需要做好坍塌和防止渗漏的工作，路堤边坡在外力下的内应力较大，对于弧形、条带崩塌等滑坡会造成河道偏斜和结构变形。对于这些危险性问题的存在需要选择保持边坡的坡度，减少支撑桩的倒塌风险，在填充基础之间应用土工布，减少基础发生沉降概率[5]。

5.5 提高施工质量

在对堤坝防渗加固施工时要了解水利工程施工各个阶段的规律特征，调查施工前的情况，综合各种约束条件下的项目。技术管理人员还应根据项目进行技术论证，制定扎实可行的堤坝防渗加固施工方案，并对现场施工人员做好项目及技术应用讲解，确保堤坝防渗加固安全顺利地完成。堤坝防渗漏方案一经制定，应结合技术实际需要全面地收集信息和数据。在计划编制阶段保证各相关参与部门和人员的协调工作，使堤坝防渗加固施工计划组织科学完善，尽量减少施工中存在的不足和缺陷，进一步提升堤坝防渗加固效果。构建完善的堤坝防渗加固施工体系，有助于提高防渗加固结构的可靠性，还能促进水利工程施工的整体进度。堤坝防渗加固技术应用前，需要做好有前期准备。根据项目特点和相关参数分析计算，对于某些技术的使用对技术人员素质要求较高，同时还要确保施工现场人员调配的及时合理。做好防渗加固方案的可行性分析，技术人员应研究水利工程的特点，综合堤坝防渗加固情况。经过科学全面的分析及技术论证得出具体的加固施工方案。分析在施工过程中可能出现意外情况，加强堤坝防渗加固施工过程的管理，确保施工过程的质量得到有效的保障[6]。

6.结语

在水利工程中，堤坝防渗加固可有效满足水利工程运行需求，保障坝体结构的稳定性，以及确保了水利工程的用水安全。因此，应不断完善堤坝加固技术，深入了解常用加固技术的原理，根据工程情况选择技术严格控制施工各环节的质量把控。为确保堤坝在防洪中发挥良好的辅助作用，在具体的项目施工中需要了解技术应用基础条件。基于水利工程技术运用，需要提升堤坝施工技术的适用性，严格按照标准施工。不断加强堤坝防渗加固施工质量管理，确保水利工程建设质量满足运行需求，进一步推动社会经济的可持续发展。