水利工程堤坝防渗漏技术研究

孙久社

聊城市茌平区乐平铺镇农林水综合服务中心 山东 聊城 252126

引言

水利事业关乎国计民生，与国家经济发展息息相关。近年来，我国水利事业发展迅速，各种规模、类型的水利工程项目逐步兴起，在创造了巨大效益的同时，部分水利工程面临着老化、结构失稳等问题。堤坝作为水利工程中的关键构成要素，长期在水流冲刷和侵蚀下，堤坝渗漏、失稳问题越发突出。因此，各个水利工程的建设施工和运营管理中，都要注重对堤坝的防渗处理，通过科学的防渗技术，最大限度上保障水利工程的安全运行，提升工程效益。

1 水利工程堤坝防渗漏的重要意义

水利工程在我国有着极长的发展历史，已有数千年之久，有记载且最有名的工程当属四川的都江堰，其目的是为了治理水灾。而随着社会的进步，水资源的多种利用方式被不断地发现，并应用于实际。

而随着水利工程的建设，堤坝防渗漏的重要性就越发引起重视。首先，水坝是整个水库的核心，它能实现枯水期放水，丰水期蓄水，从而满足农业、工业乃至人们的生活用水需求，因此保证堤坝的安全性，防止堤坝出现渗水漏水事件，是水利工程正常运作的基础，有着极其重要的作用。其次，堤坝是洪水拦截的有效手段，由于夏季雨水丰沛，部分地方短时间内强降雨，如若任由河水水位上涨，将会发生无法估量的损失，而堤坝可以调节洪峰的到来时间，使得其与强降雨时间错开，从而避免损失，在此过程中，对堤坝的防渗漏要求就极其严苛了，因为此时一旦发生意外，将会造成严重的水灾。因此在保障堤岸下游人民生命财产安全上，堤坝防渗漏技术意义重大。最后，防渗漏也是水力发电机组能正常运作的基础，一旦渗漏，堤坝也就丧失其功能，任何方式的水资源利用都是空谈。为此，要保证水利工程的合理开发，就要保证其质量，必须做好水利工程堤坝的防渗漏工作[1]。

2 水利工程堤坝渗漏的主要原因

水利工程渗漏危害性较大，因此需要先确定其渗漏的主要原因，在了解原因后，再采取措施，从而避免堤坝出现渗漏问题。在此主要分析堤坝渗漏的四种主要原因。①堤坝存在一定的物质结构稳定性差异。在具体的水利工程建设过程中，施工技术和质量都会有严格要求。但是如果具体的施工技术存在一定的问题，同时堤坝组成物质结构稳定性较差，堤坝的质量难以达到标准水平，就会使得堤坝出现一些微小的缝隙，此缝隙在长期作用之下，堤坝会出现不同程度的损坏。因此，在施工过程中，对于材料的选择与配比有严格的要求。无论是混凝土还是土石堤坝，其材料的选择需符合标准，同时要保证密实度,避免微小缝隙的产生。②堤坝在建设过中，需与地基完全贴合，当接缝不满足要求时，就容易出现渗漏。在实际水利工程运行过程中，接缝处最常出现渗漏情况，而导致这一结果的原因就是接触面之间存在异物，而产生微小裂缝，微小裂缝在水的长期侵蚀下逐步扩展为裂缝，最终导致渗漏事件发生，影响整个水利工程的安全。从接缝处着手，保证施工期间的质量，可有效避免此种渗漏情况的出现。③堤坝自身的接缝以及分块处易产生缝隙，从而导致渗漏。一般的水利工程，堤坝的建设都是一个特别庞大的工程，主要是由于堤坝体积大，在建设过程中，混凝土或土方建设过程中会存在分块建设的情况，而这些地方就是堤坝的缝隙产生处，并慢慢发展为渗漏问题。在施工建设中，虽然会对这些薄弱处采取一定的措施，以减少缝隙，但是一旦存在疏漏，就会导致渗漏情况时有发生。④地基建设与标准之间存在差距。水利工程的地基是整个工程的基础，当地基的建设材料与标准不相符合时，地基遭到河水的侵蚀，并在反复的作用下会出现渗水情况。因此在水利工程施工过程中，需要特别管控地基材料的选用，只有保证地基材料的高质量，才能避免渗漏情况的发生[2]。

3 水利工程堤坝防渗漏技术的选用依据

水利工程堤坝的防渗漏技术对维护堤坝安全有重要作用，一旦发生渗漏事故，其产生的危害将是极大的，不仅会造成经济损害，严重还会导致人员伤亡。为避免堤坝渗漏，需要根据不同的情况，采用合适的防渗漏技术，保证堤坝的安全性。同时综合考虑堤坝建设的投入，选择最为合适的防渗漏技术，这样才能将水利工程的经济效益进一步扩大，同时保障其安全性[3]。

首先，针对不同的地质条件以及土层结构，确定其可能出现的渗漏现象，从而对应使用防渗漏技术。对各种防渗漏技术进行优缺点的对比，并在实际过程中进行分析，匹配最合适、有效的防渗漏技术。以具体的水利工程实践为例，针对相关工程中，其渗漏破坏程度相对较低，处于初始阶段，则可引入防渗墙，避免进一步的破坏。针对相对严重的情况，即堤坝之上出现了集中渗漏的情况，这种相对严重的渗漏事故，需要使用高压喷射注浆技术，从而快速阻绝渗漏。针对发生在新旧堤坝结合位置的渗漏，需要果断地展开封堵，将结合处挖开后直接封堵，或直接浇灌混凝土，避免扩展至溃堤事故。而分坝出现问题，较为合适的方式则是临水坡截流，保证坝体安全。当渗漏出现在坝基之上时，需要依据不同情况采取不同方法。如若透水层相对较厚，则可以采用铺盖防渗的方法，去提升坝体的防渗漏能力。而针对坝体的覆盖面相对较浅的情况，其有效方式为在背水侧采取措施，使用盖重压线的策略，进而保证堤坝安全性。以上几种方法的有效实施，还同时可以辅以减压井的设置，其位置安装在堤角处，这样可以大幅减轻堤坝的压力，保证堤坝的防渗漏能力。此外，随着科学技术的不断进步，各种新材料、新技术相继面世，使得防渗漏技术也会创新。诸如土工膜、复合土工膜等新材料的出现，对防渗技术有了进一步的提升，对减少堤坝的渗漏事故的发生有重要意义。今后，更新的防渗方式的选择应根据其科学性进行合理地选择使用，从而实现最大的经济效益。

4 水利工程堤坝防渗技术的具体应用

水利工程防渗漏的主要技术为混凝土防渗墙技术、帷幕灌浆防渗技术、高压喷射防渗技术、劈裂灌浆防渗技术等4种，不同的防渗技术，其具体操作差异性较大[4]。

4.1 混凝土防渗墙技术

混凝土防渗墙主要操作流程为：首先需要进行专业的开圆孔，使用钻孔工具开孔后，用泥浆对孔壁进行加固，在加固后向孔内注入混凝土，从而实现墙体防渗的目的。混凝土因为其自身结构强度高同时致密性好，对防渗漏有着不错的效果，所以防渗墙的材料选择均为混凝土。具体的防渗墙施工从场地平整开始，到最后的成墙，各个步骤需要严格按照质量要求把关，并加强对各个工序的检查。对终孔的各个参数的确定，例如孔位的确定、孔深的数值均需要反复地确认，确保防渗墙的质量。另外，需要严格注意混凝土材料的选择，以及其材料配比，并按照标准的浇注顺序展开施工，对整个过程进行记录与采样，方便后期的抗渗漏试验，整个技术的完成需要各个细节的关注与把握。

4.2 渗漏涌水处理技术

4.2.1 导管注浆。在水利工程项目实施的过程中，如果堤坝出现的是局部渗漏，导管注浆加固法更为合适，其防渗加固可以达到预期效果。导管注浆技术通常应用在坝基、坝肩渗漏部位的防渗加固处理中。具体的技术应用过程中，在指定的位置处进行高聚物注浆材料的布设，因为这种材料的性质特殊，可以在一定的时间内逐步膨胀，在材料膨胀的同时，实现对土体空隙、接缝缝隙的有效填充，现场土体的密实度显著提升，在堤坝中形成了良好的防渗体系。

4.2.2 膜袋注浆与封堵管涌。膜袋注浆与封堵管涌同样属于渗漏涌水处理工艺，这一防渗加固技术的应用相对简单，主要发挥的是膜袋膨胀作用，在材料膨胀的同时，也就实现了对堤坝涌水部位的封堵。为达到最佳的施工效果，应注意对注浆材料的用量控制，使得其能够在膜袋内加以膨胀并对管涌加以填充。

4.3 帷幕灌浆防渗技术

帷幕灌浆防渗主要是将提前制备好的浆液直接进行灌注实现防渗，灌入的浆液将裂隙以及空隙填满，形成类似帷幕的防水面，以达到其目的。主要操作分为两个部分，第一部分为固结灌浆，第二部分为帷幕灌浆。其中后者是较为关键的施工部分。具体操作流程为：打孔机进行钻孔，而后冲洗，进行一定程度地压水实验保障其功能，最后进行灌浆，并对其质量进行检查。与此同时需要注意几点施工问题：①在进行钻孔时，需要对其内的沉淀物进行控制，确定其厚度小于20cm；②需要注意不同灌浆方式压水试验的方式不同，分段灌浆则需要对每个分段进行压水试验；③灌浆的浆液需要严格控制其配制过程，同时要保证先是较为稀的浆液，而后使用更浓的浆液；④对灌浆的压力进行管控，需要在一定的压力下进行，并注意其持续时间以及量的把握，这样才能保证帷幕灌浆防渗技术能有效发挥作用。

4.4 高压喷射防渗技术

通过将浆液以高压喷射的方式浆液与土体进行充分的混合，进而形成固结状态，固结后的成品从而能有效防渗。在具体施工过程中，首先需要确定安装管径的位置，而后将喷嘴对准位置进行浆液的高压喷射。其设备相对简单，且易于操作，通过喷射水冲击土层，进而形成一种较为坚固的凝结体，此凝结体也就是防渗的主要体。同时，该方法在不同的情况下，需采用不同的方式来保证凝结体的成形，主要目的是满足不同情况下固体的尺寸，使得其适用性高，在多种水利工程中都能得到有效的应用。在实际的施工中，高压喷射的方式也有多种，例如通过旋转增大冲击力的旋转喷射方式，或者直接定点设置位置，直接进行高压冲击。在堤坝防渗的过程中，更多的是采用定向喷射的方式，主要目的是节省一定的材料，因为定向针对性更高，同时可以将时间缩短，这样对施工周期有积极意义。定点喷射还有一个核心好处，就是形成的凝结体其位置相对好控制，可以对渗漏的区域进行定点防渗。将高压喷射防渗技术的各个施工工序与要点进行标准化操作，才能保证有效防渗。

4.5 劈裂灌浆防渗技术

劈裂灌浆防渗的施工核心就是针对裂缝或者空隙等薄弱区域进行直接的封堵，将浆液注入其中，使得其在凝结后，形成一种垂直面上的防渗面，对于整个铅垂面的防渗都有着积极效果。具体的实施工序为：考察整个堤坝的特征，并根据其特点安排各个孔洞的位置，而后进行对其孔洞的位置进行钻孔，在针对成形的孔洞逐步施压灌入浆液。由于施加的压力大，使得浆液在压力作用下，进入各个需要阻隔的空隙或漏洞之中，从而实现防渗漏的目的。其中需要特别注意劈裂式灌浆中灌浆压力的控制，这是该技术的难点。虽然设备简单，但是其技术操作难度不低，但是相比于其他方式，其适用范围更广，并能有效降低成本。注重施工过程中的各个要点，并对比其技术优势，发挥其防渗的作用，才能实现劈裂灌浆防渗技术的有效应用。

5 结束语

总而言之，水利工程的渗漏问题是需要重点关注的问题，需要展开更多的研究，从建设之初进行避免。对已经出现的渗漏现象则需要针对性地采取防渗漏技术，以避免进一步渗漏事故的出现。因地制宜地采取防渗漏技术，才有有效避免渗漏情况的发生。在这一过程中，需要对各种防渗漏技术施工有足够的了解，从而保证施工的规范性，这样才能真正达到水利工程防渗漏的目的。