浅谈水利工程堤坝防渗加固技术

谢主德 靖小燕 周求文

【摘 要】本文就对水利工程的出险种类以及施工方案的选择做一些简略分析，并对水利工程堤坝防渗加固技术做一些详细探讨，以充分达到增强水利堤坝工程质量的目的。

【关键词】水利工程；堤坝；防渗加固技术；探讨与分析

文章编号：ISSN1006—656X（2013）09 -0189-01

水利工程坝体的稳定与牢固性，对于工程建设的良好投资以及安全运行有着直接的决定作用。通常情况下，水利工程比较常见的病险就是渗漏问题，这种渗漏包括地基渗漏以及坝体渗透。对现有的坝体进行科学有效的加固不仅可以增强其稳定性，还能降低水利工程维护的成本。

一、堤防出险种类与施工方法

水利工程的堤防出险一般包括堤坝的渗透破坏、堤坝滑坡以及堤坝开裂等，其中渗透破坏最为常见。渗透破坏主要表现在对堤坝的集中渗漏、接触冲刷以及接触流土上。水利工程堤防渗透破坏险情可分为三种情况：其一是堤坝本身产生的险情，这种险情产生的原因主要是因为堤坝本身物质的组成不是很均匀以及填筑密度比较不合理，例如堤坝的堤段和堤身中的壤土是粉细砂或者存在裂缝等，这种情况的出现一般为堤坝脱坡、堤坝出现漏洞以及堤坝跌窝等所引起的。其二是堤坝的堤身以及堤基接触带产生的不良险情，由于在筑堤的时候没有及时清理，堤坝的堤身以及堤基接触带中含有的物质比较混杂。其三是堤坝的堤基产生的险情。这种险情主要是因为堤基中存在很多容易透水的砂层以及砂壤土所导致的。

对于堤防出险的施工方法，首先是对堤坝的堤身进行防渗处理，可以运用截渗墙以及劈裂灌浆等形式来进行处理。如果有必要，可以采取加厚堤坝的堤身或者采取翻挖重新填筑堤坝堤身的方式进行处理。其次是对于堤坝堤防截渗墙的处理，要采用比较廉价的材料才能很好降低工程造价。当前使用的开槽法以及深沉法造墙可以达到这一廉价功能，其中，深沉法的造价最低，在一些水利工程施工较为狭窄以及地下障碍物比较多的现场有着良好的适应效果。其三是对于那些砂卵或者砾石有较大含量的地层，要使用冲击钻并有效配合其它开槽方式成睹。

二、水利工程堤坝防渗加固技术研究

（一）防渗

在我国，水利工程堤坝防渗通常情况下采用灌浆或者防渗墙的措施来进行处理渗透，在这个过程中，利用防滑桩等方式来增强堤坝抗滑的安全系数。堤坝的滑坡处理一般比较复杂，在处理的时候一定要从堤坝滑坡的起因上寻找问题并解决问题。其中比较有效的途径就是合理降低堤坝坝体的浸润线的指标。当前，随着土工合成材料的不断发展与提高，利用土工膜进行防渗在水利工程建设中得到了广泛应用。对堤坝坝基渗漏的处理一般依照水体上游“铺设、截断、堵塞”和下游“疏导、删减、排放”的原则来进行。

（二）灌浆防渗

首先是劈裂式帐幕灌浆。这种灌浆方式一般是为了保证堤坝堤身的坚固，有效降低渗漏出现的记录。其应用方式是结合堤坝曲直的不同情况，用浅孔轻便钻机或者是更简单的钻具，分别采取梅花形布孔以及直线布孔的方式，沿着堤坝轴线从堤坝顶部距离堤外肩1.5m处进行钻孔，钻孔的孔距一般在3m左右，钻孔的深度要依照堤身情况分别用钻透堤身填土或者穿过堤身钻入基础1—2m为最佳。灌浆时要采取由下而上的方式，少灌多复；泥浆要由稀到稠，循序渐进的进行；压力要由大到小，灵活的掌握。这样一来，就可以很好地处理灌浆中的冒浆、串浆、滑坡以及局部隆起的问题，并能使灌入的泥浆沿着堤坝的轴向形成一道帷幕，从而达到改善堤身质量、增强坚固度以及防止渗漏的作用。

其次是低压快凝灌浆。这种灌浆法一般常用在水位较深抢险堵塞管涌，它可依照管涌所处位置的具体地质情况分别采取30型钻机或者50型钻机进行钻孔，然后先向这些孔内注入如黄豆或大米这些浸水后能够迅速膨胀的物质，再用小于49kPa的压力慢慢向孔内注入加进速凝剂水玻璃的水泥浆。注入黄豆或大米这些膨胀物质是为了能有效加大管涌的内阻力，减缓管涌内水流的速度，预防水泥浆随水流出；在孔内加入速凝剂，水泥浆能快速凝固而把管涌给堵塞住。

最后是高压填充灌浆。这种灌浆方法通常被用到堤坝堤基基础活动当中，可以用于对蚁穴以及溶洞的填充。在进行基础灌浆的时候，需要运用50m工程钻机在需要灌浆的堤段从堤顶钻孔，钻孔的孔距一般为1.5～2.0m，孔深的深度以钻入基础能穿过砂层进入砾石层2m左右为最佳。灌浆时压力一般在127.40～166.60kPa左右，套管在下到填土层的时候要保证堤身干燥，基础部分的砂砾层灌入水泥浆，然后逐步提升到土层，让黄泥浆封住孔隙。它通常适合用到应对由于基础较差而导致的管涌问题中。当它用来填充蚁穴的时候，先用设备在其附近布设孔然后在孔内倒进泥浆，接下来进行填充，一直到填满就可以停下。

（三）混凝土防渗墙

对于混凝土防渗墙的技术，一般分为高压喷射、自凝灰浆、垂直雕塑、水泥土搅拌桩以及帐幕灌浆五种技术方式，下面就对这五种混凝土防渗墙技术进行一些分析。

1、高压喷射。通常情况下，高压喷射防渗墙主要是利用高压喷射技术，在软基中钻孔内喷射水泥浆与被搅动的砂砾土颗粒混合凝结硬化而建成的地下连续墙。

2、自凝灰浆。自凝灰浆防渗墙是在以往的塑性混凝土墙的基础上发展演变而来的。它是通过水泥、膨润土等材料并且加入少量的缓凝材料形成自凝灰浆，在灰浆凝固之前可以作为造孔中的固壁泥浆，当整个项目完成以后自凝灰浆就会自动凝结起来，成为一个墙体，从而起到比较好的防渗补强的效能。自凝灰浆防渗墙被美国和法国这些发达国家所使用，我国目前尚处于比较晚的起步阶段。

3、垂直雕塑。垂直铺塑是运用链斗式的挖槽机，经过链条以及链斗连续进行挖掘出渣，形成一个连续的槽孔，并用泥浆固壁，成槽以后立即辅设防渗薄膜，并积极回填粘土。需要注意的是，挖槽深度一般不要超过15m，槽宽一般在15—30cm左右。垂直雕塑技术多适用于砂壤土层种，功能效用会比较高。

4、水泥土搅拌桩。水泥土搅拌桩防渗墙主要是通过专门的设施设备将水泥浆喷射到土壤中，然后充分的进行搅拌与拌合，经过由水解等相关的反应活动形成一个墙体。水泥加固土的原理是基于水泥加固土的物理化学反应过程，水泥是在具有一定的活性介质土的围绕下进行反应，硬化的速度比较慢，作用也比较复杂。水泥水解和水化生成各种不同的水化合物以后，有的发生离子交换以及团粒化作用，使水泥土的土体强度大大增强。它的主要优势就是成本经济实惠，而且装置的重量不是很大，墙体厚度为25—30cm时，在深度为15cm范围内墙体的完整性比较好。其适用于那种细粒料的土砂层以及含有少量砾石的砂砾石层。

5、帐幕灌浆。所谓帷幕灌浆就是把一定配合比的具有流动性以及胶凝性的浆液，经过钻孔压入岩层的裂隙中，经过胶结硬化以后增强岩基的固有强度，有效改善岩基的整体性以及抗渗性。

三、结语

水利工程堤坝的牢固性与稳定性，对施工企业的经济利益有着重要影响，也同时关系着人们的生命财产安全，因此，一定要做好水利工程堤坝防渗加固的技术。同时，因为各个地区的地理条件以及水利的蓄洪压力各不相同，对堤坝坝体的稳定因素的影响也各种各样，在水利工程施工中，选择使用什么样的防渗加固方式要依照具体的实际情况来进行确定，要从根本上提高水利工程堤坝防渗加固的质量，从而赢得最大化的社会经济效益。