水利工程施工中防渗技术的应用探究

郑学文

广东水电二局股份有限公司 广东 广州 510000

水利工程是一项民生工程，它给人们的生产生活带来了很大的方便和帮助，它不仅具有蓄水灌溉的功能，还可以在一定程度上实现防洪涝灾害；这对保护生态环境起到了非常积极的作用。在现阶段，水利工程中经常会出现土坝渗透现象，这已逐渐成为制约水利工程发展的一个重要因素。在此基础上，提出了在水利水电工程中，如何有效地解决土石坝的渗流问题，并改进其施工工艺。

1 水利工程施工中常见渗漏问题

1.1 坝体渗漏

土坝表面的水渗漏是最常见的现象。这种渗漏一般是因为土坝水压力大，土壤松散导致渗水。主要解决方法是加强土坝表面的密实度，修补渗漏的地方。水利施工对技术应用的要求比较高，在大坝施工中，为了提高防渗效果，就必须对施工技术和材料进行合理的应用。造成坝体渗漏的最主要原因就是土质不好，例如采用粘土就会降低透水性，另外一个原因就是在回填施工的过程中出现少压、漏压，并且没有采取与之相适应的分层碾压方法，这就会在一定程度上提高浸润线，使得下游堤面长期浸泡在水里。这将直接影响到大坝的稳定。另外，水坝的上下游都有白蚁滋生，形成了蚁穴，也会引起水坝的渗漏。这一点应引起有关建设单位的注意。

1.2 坝基渗漏

造成坝基渗漏的原因主要包括以下几点：首先，在施工前提没有及时清理好坝基周围，残留了较多的杂草和树根，长时间法风化腐烂后影响了坝基的稳定性，增加渗漏概率。其次，在水利工程施工中没有设计相应的截水槽，这就会导致坝基受强大的水流冲击而出现裂缝，最终造成坝基渗水的问题[1]。

1.3 绕坝渗漏

通常情况下，施工单位都会将天然河道作为水利工程土坝施工的地点，但这种环境并非就可以满足水利工程施工要求。由于地质环境较差，相关人员也没有进行深入的勘察和了解，也没有注重水文条件的影响，对一些破碎岩石和风化岩石的防渗处理不到位，导致出现绕坝渗漏的问题，降低了工程的整体质量。

1.4 坝顶、内部、坝底、局部渗漏

坝顶渗漏是因为坝顶结构不牢固，导致水从坝顶渗漏。解决方法是加强坝顶结构，并采取加固措施。坝体内部渗漏，坝体内部渗漏一般是因为土层中存在裂隙、土壤不密实等原因导致的。解决方法是加强土壤密实度，填充裂隙等措施。

坝底渗漏，坝底渗漏一般是因为坝底不平整、土壤松散等原因导致的。解决方法是加强坝底结构，填实土壤等措施。坝体局部渗漏，坝体局部渗漏多发生在坝体连接处或者边缘处。解决方法是加强坝体连接处的结构，填实土壤等措施。

2 水利工程中出现渗漏问题的原因

2.1 防渗漏材料不足

首先，在选择防渗漏材料时，并未从性能价格比上取得最佳效果，许多材料自身显示出陈旧的特点；因此，在建设过程中，产生了许多的恶性循环，存在着诸多的安全隐患。其次，在使用防渗漏材料时，不能完全遵守“综合性”的原则，往往只使用一种材料就能完成多项工作。从表面上来看，一种材料在专业上可能更有优势，但在实际工作中，一种材料的性质与最后的结果却很不明显。造成的安全问题也较为严重[2]。

2.2 技术不规范

首先，在水利建设项目中，在采用该技术时，没有对各种制约因素进行足够的重视，造成了大量的实际工作；均以“经验化”为准则进行设计，总体工作缺乏充分的技术基础，各项技术指标并未达到理想水平。虽说现在已经有许多技术被逐步运用，不过结果却并不令人满意。其次，从水利水电工程自身来说，运用防渗技术，要事先做好两套规划；一套是主要方案，一套是应急预案，一套是应急预案，以备不时之需。有些水利建设项目在实施过程中，没有引起足够的重视，有的项目在建设过程中存在着一些问题，有的项目的建设进度很快，有的项目发生重大事故后，又没有得到应有的重视；由于备案的作用非常有限，导致对于最后泄漏的处置，出现了严重的遗漏现象。

2.3 水压力过大

水压力过大是导致土坝渗漏的一个重要原因。水压力过大可能由以下因素引起：大量降雨可能导致土地饱和，引发沉降和变形，从而增加水压力。洪水来袭时，水位上涨导致水压力急剧增加，可能引发土坝溃坝甚至造成重大灾害。周围环境变化如地震等可能改变土坝的水平或者垂直方向，导致水压力改变并引发渗漏。针对水压力过大的问题，需要加强土坝的抗压能力和防护能力，在坝体表面增加防渗层、加强连接处的密封等措施，以减轻渗漏的风险。另外，建议出现过大水压力的情况下应及时启动应急预案，采取安全措施，确保人员生命安全并保护水利工程的稳定性[3]。

2.4 坝体土层不牢固

坝体土层不牢固是导致土坝渗漏的一个常见问题。导致坝体土层不牢固的原因可能包括：土层本身的质量较差，土质太松散、颗粒过于碎裂，对坝体结构的稳定性产生影响。土坝建造过程中压实不足，建造土坝时，如果压实不足，可能导致土壤松散，增加坝体渗漏的概率。过度依赖人工填筑材料，人工填筑材料可处理一些土体，但如果加载不当，可能会增加土体水分，大量水分会导致坝体松散。所以要加强对土壤的筛选，以保证土层的质量；严谨的施工流程，压实土层，确保密实度；加强坝体的抗渗性和抗剪强度，提高坝体的稳定性。

3 水利工程土坝防渗施工技术要点

3.1 灌浆技术

水利工程防渗处理过程中，高压喷射灌浆技术应用较为广泛，不仅具有较好的防渗效果，还能够提高工程整体安全性。高压喷射注浆是一种将带着特殊喷头的灌浆管道，用钻机将灌浆管道直接输送到指定的位置，然后用高压水泵高速喷出水泥浆，对土壤进行冲击切割，将范围内的土壤破坏掉。这时，钻杆会随着旋转，对土体和水泥浆进行充分的搅拌，在胶结硬化之后，对地基进行加固。高压喷射灌浆技术主要分为两种形式，即无损贴嘴灌浆法和打孔埋管灌浆法。无损铁嘴灌法加工和打磨注浆嘴，对注浆位置清理后对准裂缝位置，达到填充裂缝的目的，从而使渗透问题得到有效解决。打孔埋管注浆法需要提前进行打孔，完成打孔后清理孔内杂质、埋管，之后进行注浆。高压喷射灌浆法具有较强的可操作性、灵活性，施工时间也较短。控制灌浆技术也是常见的防渗透技术，能够改变灌浆状态，控制灌浆过程中压力和流量，达到控制灌浆的目的，主要根据渗透情况进行控制。控制灌浆技术应用的主要目的可增强灌浆技术应用效果，使其能够达到水利工程防渗要求。卵砾石是水利工程建设中的常见地质，对于应用防渗技术要求较高。使用灌浆技术对其进行处理时，灌浆孔至少要设置三层以上，灌浆时选择套阀式灌浆模式，有助于提升卵砾层的结构强度，减少渗漏情况的出现。水利过程中裂缝的修复通常会选择坝体劈裂灌浆技术，能够有效提高坝体的防渗能力。坝体劈裂灌浆过程中应掌握坝体应力分布情况，设置灌浆孔时沿着坝体轴线进行设置，将浆液灌入到坝体结构当中，从而使渗透问题得到有效处理。完成灌浆后所产生的应力会作用坝体当中，有助于提高坝体结构的稳定性[4]。

3.2 防渗墙技术

防渗墙技术能够起到防渗加固的效果，在地基当中直接修建。结合防渗墙施工过程中采用的不同材料，主要可以划分为塑性混凝土防渗墙与水泥土防渗墙这两种。水利工程防渗开槽处理过程中，主要使用薄型抓斗防渗墙强化其防渗能力，防渗墙施工时需要按照以下流程进行，导向槽施工→划分槽孔段→成槽施工工艺→清孔验收→混凝土浇筑。施工过程中需要结合水利工程防渗需求进行，科学确定防渗墙长度，有效解决水利工程中的渗漏问题。射水防渗墙也是水利工程中常见的防渗技术，利用造孔机械设备喷射高压水切割水利工程土体，之后使用成型器修复水利工程结构，解决水利工程中存在的渗漏问题。施工过程中要将孔槽设置在水利结构当中，应用泥浆保护槽壁和循环出渣工艺，水下混凝土浇筑完成后可形成防渗墙。水利工程中防渗墙深度应控制在30厘米左右，宽度应控制在22-45厘米，如果超出上述范围或者是与上述范围相比较小，会影响射水防渗墙的防渗效果。多头深层搅拌防渗墙施工过程中，需要使用多头搅拌机搅拌水泥浆液，浆液喷射工作主要在水利工程土层中进行，通过搭接水泥柱形成防渗墙，能够提高工程结构的稳定性，强化水利工程防渗效果。多头深层搅拌防渗墙属于水利工程中较为常见防渗技术，地下连续墙能够起到很好的防渗作用，但是施工过程中要注意按照顺序安排防渗墙，这样可以避免防渗墙出现连接不当的情况，注意控制好水泥柱接头位置，提高防渗墙的连续性。同时，对水利工程防渗施工区域水文、地质条件进行调查，避免后续对防渗墙效果产生影响。锯槽方式在水利工程防渗处理中应用，需要施工人员寻找先到位，确定先到位后将锯槽机放入到先导孔当中，使用锯槽机分割土体，之后将你将喷洒于土体表面，形成泥浆护壁，可达到较好的防渗效果。锯槽机一般有两种形式，一种是的液压型传送模式，另一种是机械型传送模式，主要根据水利工程防渗要求进行选择。

3.3 不良地基处理技术

（1）处理可液化的土层。适用防渗性能较好的土层代替可液化土层，而后继续夯实，并使用混凝土将周围封闭，避免出现流动情况；（2）处理软土地基。软土地基一般有着较差的透水性、较低的抗剪强度以及较大的空隙比例，通常针对软土地基可以采取以下几种处理方式：第一，换土法。就是对于土层厚度与标准不符的问题，可以通过换土或沉井等对地基进行稳固处理。第二，强夯法。该方法多用于河流冲刷或沉积所形成的黄土、泥炭类型的地基中，采用夯锤自由落体的方式夯实。第三种是螺旋喷射的方法。这是一种将泥浆注入到土中的方法，既能提高基础的强度，又能防止渗漏。第四种是注浆的方法。这种方法就是将建筑材料与浆液混合之后获得的固化特性，以气压、液压、电化学等重要原理为依据，将混合浆液注入建筑物地基介质之中，以达到对地基进行有效加固的目的。

3.4 坝体防渗材料的选择

喷涂聚氨脂，这种材料通常由聚氨酯基础材料制成，喷涂在坝体表面可以形成一层防水膜。这种材料防水效果明显，但其耐久性较差，施工复杂。防渗混凝土，防渗混凝土采用的防水剂可以有效防止混凝土中的孔隙渗水，防水效果显著，且耐久性高。但是，防渗混凝土施工周期长，成本较高。防渗土，防渗土是一种具有良好防水性能且灵活性强的坝体防渗材料，可以有效防止水分从土壤内部渗透到坝体内部。这种材料施工简单，性价比高，但触水后的收缩性能相对较差。HDPE防渗膜，HDPE防渗膜是一种传统的防渗材料，具有较好的防水效果，适用于一些较小的水利工程。但是，该防渗材料的使用寿命相对较短，而且在使用过程中可能会出现老化和损坏等问题。根据不同的工程需求和特点，可以选择不同类型的坝体防渗材料。综合考虑材料的性能特点、施工成本、耐久性等因素，并结合工程实际情况进行选择。坝体表面处理，采用乳胶涂层、高压喷涂、滚涂等方法，对坝体表面进行处理，以增加密封性能。加强连接处的密封，加强坝体连接处的密封性，填补裂缝和缺陷，防止液体渗漏和汇聚。防渗材料的施工，严格遵守施工工艺规范，确保防渗材料的施工质量和效果。风险控制，通过建立完善的风险控制机制，提前发现并处理问题，避免施工过程中出现渗漏、坝体失稳等不可预测的风险。

4 水利施工中土坝防渗质量控制措施

4.1 做好前期施工准备工作

在水利施工中，做好前期施工准备工作对于保证土坝防渗质量具有重要作用，具体措施包括以下几点：调查勘测，进行充分的地质勘测和水文调查，了解坝体和基岩的特性，为防渗施工提供依据。施工方案制定，结合前期勘测和调查，制定详细的施工方案，明确施工的方法、周期、工艺等。坝体准备工作，根据施工要求，对现场的坝体进行清理、整平，确保施工的安全和顺利进行。材料准备，选择高质量、适用的防渗材料，并进行充分的准备，以便按时按量完成防渗施工任务。对施工过程进行全程监督，并对施工质量逐步核查。对施工现场实行石子、红土和混泥土的严格把关标准，包括土壤筛选比率和密度等。对防渗材料的施工质量进行抽检和检测，确保防渗效果达到要求。对施工人员进行技术培训和操作规范教育，提高施工质量和安全水平。通过这些措施，可以有效保证土坝防渗质量，提高水利工程的安全性和可靠性。

4.2 科学结合地质地貌

在水利工程中，要遵循“因势利导”的基本施工原则，即在施工的时候，要根据实际情况，在设计施工图纸和施工方案的时候，要与施工地区的地质地貌相结合，尤其是对于诸如山地丘陵、塌陷、地震多发区域、河流泉水等特殊部位，在保证不影响整体施工和设计的前提下，要顺势进行，例如在矿区施工中；要做好加固工作。在靠近道路的地方进行施工，为了方便以后的维修工作，必须尽量采用沥青混凝土。一旦可以更加完善、巧妙且科学的结合施工所在区域的地质地貌，那么不仅能够对施工过程十分有利，同时也能够节省大量的人力、物力与财力。

5 结束语

总而言之，随着我国社会的发展，水利工程的作用越来越明显，它可以使我国的农业发展速度得到进一步的提升，并大大缓解了电力供应的压力。从水利建设的角度来讲，土坝的防渗措施是保证其质量的重要环节，应引起有关人员的高度关注，并对其进行深入的分析，并采用行之有效的技术措施加以处理，从而达到延长水利工程使用寿命的目的。