水利工程堤坝防渗加固技术探讨

胡欢

摘 要：随着时代的发展，社会的变迁，我国的水利枢纽工程也获得了飞速的发展。然而，目前很多水利枢纽工程建设的年代比较久远，在多年的风霜雨雪的侵蚀下，存在着不同程度的安全隐患，不仅影响了水利工程的使用效率，还威胁着人们的生命财产安全。因此，在水利工程中，进行堤坝的防渗加固势在必行。文章对堤坝工程出险种类及施工方案进行了详细的分析，并对堤坝防渗加固技术进行了深入的探讨。

关键词：水利工程；堤坝；防渗加固

1 堤坝工程出险种类及施工方案

1.1 水利工程堤防出险的主要种类

堤防出险通常以渗透破坏为主，还有滑坡、开裂和没治等形式。堤防渗透破坏险情可分为堤身产生的险情、堤身和堤基接触带产生的险情、堤基产生的险情。堤身产生的险情主要表现为散浸、脱坡、漏洞、跌窝，其产生的原因是堤身组成物质的不均匀，以及堤身的填筑密实度不够均匀。在一些堤段，堤身壤土存在粉细砂、砂壤土，或者堤身内部有空洞、裂缝等。在筑堤时，需要进行清基处理，如果没有进行清理或者清理得不彻底，就会引发堤身和堤基接触带产生险情。堤基的险情，则通常是由于堤基存在砂层、砂壤土层，其透水性较强而引发的险情。

1.2 水利工程中堤防防渗施工方案的选择

通常来说，可以采用防渗体，如截渗墙、锥探灌浆和劈裂灌浆等来进行堤身的防渗处理。除此之外，如果有必要，还可以采取帮堤的方法使堤身加厚，或者进行翻挖、重新填筑堤身。如果采用堤防截渗墙的方案，重点就是要考虑工程造价的问题，应尽量降低工程的成本。这就需要采用薄墙并适当选择低成本的材料。目前，开槽法、深沉法、挤压法这几种造墙方法被广泛使用，并且都具有成本低廉的特点。其中造价最低是深沉法，尤其适用于墙深不大于20m的情况。相对来说，高喷法造墙成本较高，还需要选用其他开槽方式进行辅助，这也将引起工程造价的提高。

2 堤坝工程防渗加固技术分析

2.1 堤坝防渗处理

为了对渗透进行处理或者使浸润线降低，通常可以采用灌浆或者防渗墙的方式。对于抗滑稳定性安全系数的提高，则可以通过采取防滑桩或压重等措施实现。在处理滑坡时，就相对复杂得多，必须分析滑坡产生的原因再进行适当的处理。目前，使用得最多、最为有效的方法就是使坝体浸润线降低。此外，使土体的强度指标提升也是一种行之有效的办法。随着科学技术的广泛应用，土工合成材料也获得了飞速发展，提高土体稳定性的方法也越来越多，用土工膜或复合土工膜防渗就是其中应用较为广泛的方法。除此之外，使用加筋材料也能够有效提高土体的稳定性。

2.2 堤坝灌浆防渗的几种方法

2.2.1 劈裂式帷幕灌浆法。这种方法通常用于加固堤身，避免堤身发生渗漏。需要使用浅孔轻便钻机，也可以使用其他更简单的钻具。在实际操作时要考虑堤坝的曲直情况。采用梅花形或直线布孔方式，沿堤坝轴线从堤顶离堤外肩1.5m处钻孔，通常来说孔距为3m，孔深则需要根据堤身的情况来确定，以钻透堤身填土或穿过堤身钻入基础1～2m为宜。灌浆时按照由下而上的顺序，少灌多复；循序渐进地调解泥浆，由稀到稠；灵活地掌握压力，由大到小。通过这种方法，可以使堤身质量得到改善，坚固度也获得提高，沿着堤的轴向灌入的泥浆形成一道帷幕，对于冒浆、串浆、滑坡、局部隆起等在灌浆中容易出现的问题可以很好地解决和处理，从而达到防止堤坝渗漏的目的。

2.2.2 低压速凝式灌浆法。这种方法需要根据管涌所处的地质情况来选择钻机的类型，对于粘土层应选用30型钻机，而对于沙砾层则应选用50型钻机。低压速凝式灌浆法主要应用于在高危水位下对管涌进行抢险堵塞。根据地质情况选好钻机后，接下来向孔内注入黄豆或大米等浸水后即膨胀的物质，再慢慢地向孔内灌入加进速凝剂水玻璃的水泥浆，压力应控制在49kPa以下。管涌内的阻力会因膨胀物质的注入而增大，从而使得管涌内水流速度减慢，有效避免了水泥浆随水流出。而速凝剂的加入，则起到使水泥浆快速凝固进而堵塞管涌的作用。

2.2.3 高压填充式灌浆法。这种方法适用于堤基基础灌浆，治理因基础不良而引起的管涌。在进行基础灌浆时，应从堤顶钻孔，孔距1.5～2.0m，孔深以钻入基础穿过砂层进入砾石层2m左右为宜，选用50型钻机。在进行灌浆时，压力控制在127.40kPa和166.60kPa之间。为了确保堤身干燥，套管应下到填土层，将水泥浆灌入到基础部分的砂砾层，进而渐渐地提升到土层，最后采用黄泥浆来封孔。

2.2.4 通过灌浆加固，形成防渗体。这种方法通常用于浆砌石重力坝，需要明确扬压力并设排水孔。属于反向灌浆工艺，尤其适用于拱坝和支墩坝工程。对于坝上游面，通过灌浆加固，可以对漏洞和缝隙进行堵塞，从而使得坝体更加坚固，防渗性能也获得提高，并对坝体的承载能力和完整性也有一定的提升效果。对于坝下游面，在有漏水或溶蚀物出逸的地方，造成水平孔或斜孔，并通过埋注浆管的方式进行灌浆，从而对漏水通道和坝体空洞、裂缝进行堵塞，不仅可以使坝体得到加固，还能够使坝面稳定性和抗冲刷能力也获得提升。需要注意的是，选用这种方法时，最好是在坝前无水的情况下进行，而且坝面需要重新剔勾缝。通过采用这种加固方法，能够使坝面防渗漏能力以及坝体稳定性、整体性和抗冻融抗风浪淘刷能力获得显著提升。

2.3 混凝土防渗墙技术

2.3.1 高压喷射防渗墙。其形成原理是坝基的覆盖层在高压射流的作用下，受到冲击和扰动，与此同时，将水泥浆灌入其中。通过高压喷射的方式，将被灌地层的土颗粒和水泥浆充分混合到一起，进而形成防渗墙。

2.3.2 自凝灰浆防渗墙。这种防渗墙技术在其他国家已被广泛采用，如美国和法国。其形成和作用原理是利用“自凝灰浆”的生成来进行防渗加固，成分为水泥、膨润土以及缓凝剂，可以提高墙体的防渗性能和稳定性、牢固性。这种防渗技术的特点是在施工完成后能够自行凝固，而在其凝固之前，则可作为造孔中的固壁泥浆。这种防渗墙技术起源于塑性混凝土墙，在我国尚属起步阶段，还需进一步研究。

2.3.3 垂直铺塑。这种防渗墙技术具有工作效率较高的优点。所采用的设备为链斗式挖槽机，通常来说，挖槽的深入应不大于15m，槽宽则应选取在15cm和30cm之间，形成的槽孔是连续分布的，采用泥浆对孔壁进行加固。槽孔形成后，需要在上面辅设防渗薄膜，并将粘土回填。这种防渗技术也有其适用范围，通常用于砂壤土层。

2.3.4 水泥土搅拌桩防渗墙。这种防渗墙技术具有成本低的优点，每平方米成本大约在90元和130元之间。所采用的设备是深层搅拌桩机，较为轻便。将土体和水泥浆进行充分地混合和搅拌，水泥通过一系列反应，继而硬结形成防渗墙。墙厚在25cm和30cm之间、墙体在深15m范围内具有较好的完整性。同样，这种防渗墙技术也有一定的适用范围，即适用于细粒料的土砂层及含少量砾石的砂砾石层。

参考文献

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