水利工程堤坝防渗加固技术

杨伟

摘要：伴随我国经济现代化建设的不断发展，在一定程度上推进了我国的水利工程的建设，堤坝防渗与加固是水利工程的重要工作之一，本文通过对水利工程堤坝的防渗加固技术的深入阐释，以期更好地确保水利工程堤坝的防渗功能，为水利工程的正常运转做出重要的努力。

关键词：水利工程；堤坝；防渗加固；技术；

中图分类号：TV5文献标识码： A

前言：水利工程在城市的发展中占据着重要的位置，城市居民的生活用水问题大多都是由水利工程解决的，而且我国自古以来就是农业大国，农业能够得以快速的发展也和水利工程的建设有着非常紧密的联系，我国是一个资源大国，水资源总量很大，但是由于我国的人口数量的问题，人均水资源占有量却非常低。因此，水利工程建设对于人们的生产和生活都起着不容忽视的作用。

一、堤坝灌浆防渗技术

1、灌浆材料

用于水利堤坝工程防渗灌浆的材料选择有严格的要求，经调制后的浆料必须具有很好的渗透性、流动性以及凝结性。也就是说，浆料的粒度必须小于坝体组成材质的缝隙间距，具备可满足的可灌性。适合于堤防灌浆的材料主要有以下几种:

（1) 水泥浆。水泥浆是用水泥和水混合按一定比例搅拌制成的浆料，有时为了提升浆料性能，可根据需要在其中加入改性剂或添加剂。

（2) 黏土浆。黏土浆是黏土与水混合形成的半胶体悬浮液。

（3) 水泥黏土浆。水泥黏土浆即由水泥和黏土按一定比例，加水混合所制成的浆料。水泥和黏土可以缺点互补，水泥黏土浆是一种性能较好、较经济的灌浆浆料。

（4) 水泥－ 水玻璃浆料。水泥－ 水玻璃浆料是以水泥和水玻璃溶液组成的一种灌浆材料。

（5) 水泥黏土砂浆。将水泥、黏土、砂加水搅匀，即成水泥黏土砂浆。其中，水泥起固化作用，黏土起稳定浆料的作用，砂起填充缝隙的作用。

（6) 水玻璃类浆料。水玻璃类浆料是用水玻璃溶液加上合适的胶凝剂混合而成。灌入坝体后，经过化学反应生成硅酸凝胶，填充在土、砂的缝隙中，从而达到强化堤坝性能、防渗堵漏的目的。在实际应用中，往往采用复合灌浆法，取长补短，既可以充分利用水泥浆料价格低、强度高的特点，又可以充分利用水玻璃浆料可灌性好、防渗效果好的优点; 既降低工程成本，又保证了堤坝的防渗效果。

2、灌浆工艺

（1) 灌浆孔的布设。灌浆孔的布设常用方格形、梅花形和六角形等几种布设形式。方格形的主要优点是便于补加灌浆孔，在地形复杂的地区宜采用这种方法; 而梅花形和六角形布孔的主要缺点是不便于补加灌浆孔，多用于灌浆后不需补加孔的坝体。

（2) 钻孔。钻孔有机钻、锥钻、打管等几种方法。

（3) 灌浆施工技术要点。本着“围、挤、压”的原则，先将需灌浆加固的区域围住，再在中间开设灌浆孔，开始灌浆挤密，最后逐个压实。在灌浆操作过程中，宜用较大的压力进行灌浆，保证浆料的渗填度较好，提高灌浆加固的施工质量。

3、灌浆钻孔方法

（1) 花管钻孔法。花管即头部为锥形、旁侧开有若干小孔的钢管。花管打入坝体中，冲洗掉管中带入的砂土杂质，自下而上进行分段拨管灌浆。此法比较简单，但遇卵石及块石时打管很困难，因此只适用于较浅的砂土层。

（2) 套管护壁法。套管护壁法采用先钻孔插入套管后再进行灌浆的工艺，护壁套管插预定的灌浆深度时，插入灌浆管，然后向上拔出护壁套管至预定高度，开始灌浆。待灌浆高度达到护壁套管时，再向上拔出护壁套管至预定高度，进行第二轮灌浆操作。如此往复，用同样的方法直至灌浆孔顶。

(3)泥浆作为套壳料固壁。根据地质情况和施工要求进行钻孔后，插入袖阀管，进行套壳料( 常用膨润土) 浇筑。浇筑过程中要注意袖阀管不能偏移钻孔的中心，否则会造成套壳料厚薄不均。待套壳料具备一定强度后，开始灌浆操作。固化后的套壳料很好地保护着孔壁，避免泥浆随意流淌，影响灌浆效果。

（4) 循环钻灌法。循环钻灌法不在钻孔中打入护壁套管，仅在表层埋设护壁管，使用泥浆或较稀的浆料作为套壳料，自上而下进行边钻孔边灌浆固壁的操作，直至达到预定深度，开始灌浆操作。对于护壁套管的埋设需视情况而定，如坝体表面有黏性土覆盖，护壁套管可埋设在土层中，如无黏土层覆盖，可埋设在砂砾石层中。

4、常用灌浆法

（1）劈裂式帷幕灌浆法

劈裂式帷幕灌浆法顾名思义，就是采用钻孔灌浆的办法，使得浆料在堤坝轴向上形成类似帷幕的防护层，以提高堤坝自身物理强度，达到防渗加固的目的。具体操作要根据堤坝不同类型，采用梅花和矩阵布孔方式，从堤坝顶开始往下钻孔，钻孔位置一般离堤外肩1. 5 m，孔距3 m，孔深需要根据施工要求而定，可以钻透堤坝即可，也可以钻透堤坝深入基础1 ～ 2 m。灌浆时从下而上进行，采

用单次灌注量少、多次重复灌注的方法; 浆料由稀到稠调制，灌注压力由大到小控制，使得堤坝的灌浆质量得到保证。

（2）低压速凝式灌浆法

低压速凝式灌浆法采用的浆料是加入速凝剂的水泥浆，能够快速地形成凝结体，解决堤坝渗漏险情，应用较多是处理堤坝水下管涌渗漏。在实际处理中，根据渗漏情况选择钻孔方案，以大孔径钻孔设备进行钻孔，先向孔内投入黄豆、大米等浸水即胀的物质，减缓管涌水流速度，防止浆料被水流冲出，然后再向孔内灌注速凝水泥浆，灌注速度不能太快，灌注压力不宜大于49kPa。

（3）高压填充式灌浆法

在水利堤坝工程施工中，对于坝体土层较为干燥、间隙较大的堤坝，采用高压填充式灌浆法更能加快缝隙的填充，浆料的渗填效果也较好，因而此法主要用于堤身蚁穴、溶洞引起的渗漏防治，在对堤基基础进行灌浆时也通常使用此法。用于基础灌浆时，在需灌浆的堤段上，根据堤坝情况选择梅花形或矩阵型钻孔方式钻孔，孔距以1. 5～ 2. 0 m为宜，孔深需钻透坝体、深入基础至少2 m，必要

时需深入基础下方的砂砾层。灌浆时，从下往上阶段性灌浆，坝体保持干燥，灌注压力一般在127. 40 ～166. 60 kPa之间，灌注至孔口为止，采用黄泥封口。

二、水利堤坝工程的防渗加固工艺

分析国内当前的水利堤坝施工情况发现施工中常用的几种防渗加固措施主要有加高坝体、增加蓄水和泄水建筑等。其中加高坝体主要是通过增加堤坝高度来达到增加水库需水量的目的在具体实施该类方法时需要严格控制好工程的防渗质量在确保工程不会发生渗漏以后再执行坝体的加高加固操作。后者增加蓄水和泄水建筑主要指扩建水工建筑常见的方法有扩建溢洪道或其他管道工程月的是为了保证泄水质量维持堤坝内蓄水与泄水的平衡。需要注意的是在具体的水利堤坝工程防渗加固过程中首先要确定采用哪一种加固方法,明确是要加大加高坝体还是扩建蓄水建筑物肩的情况是两种加固方法共同使用的。另外还可以在水坝的背水面加高厂般在上一种方法不能满足标准时在水坝的背水面用风化料等透水性好的材料进行加高。另外水利堤坝工程的防渗施工主要体现在滑坡、裂缝和渗漏而大部分的滑坡和裂缝的出现一般都是由渗漏导致的。因此在处理水利堤坝工程质量上肪渗是至关重要的环节。传统的防渗原则是堤坝的上部分进行堵渗在水坝的下部进行排渗而关于堵渗的措施厂般有水平防渗和垂直防渗。

水平防渗一般用粘土进行铺盖在结合水坝下部的挖沟排渗及减压并排渗等达到防渗的效果。垂直防渗有主要采用混凝土防渗和喷射灌浆防渗。

结语：综上所述，水利堤坝工程施工、维护过程中必须做好防渗加固,按照工程类型、工程规模并结合工程渗透部位特点台理选择防渗处理方法保证处理方法的有效性与可行性,实提高水利堤坝工程的防渗性能与运行安全使其社会经济效益得以充分发挥。以上重点论述了堤坝防渗施工中的灌浆处理技术和截渗墙技术对其技术特点与应用方式作了详细分析探讨出了相关结论希望能为同行工作提供有用参考。

参考文献

[1] 林海,李建德,赵永亮,等.水泥裹砂喷射防渗加固技术推广应用[J].山东水利，2000，(08).

[2] 王爱玲,王雷,徐运海,等.喷射混凝土技术在田山灌区防渗加固中的应用[J].山东水利，2001，(09).

[3] 高勤生.混凝土防渗墙在石头河水库右坝肩防渗加固中的应用[J].防渗技术， 2002，(03).

[4] 杨革,赵冬虹,苏俭.堤基防渗加固技术的应用[J]. 黑龙江水专学报，2002，(02).

[5] 于利均.防渗墙施工中裂缝产生的原因和对策研究[J].人民黄河，2006，(12).