水利大坝工程混凝土防渗加固措施研究

曹福刚

湖北水总水利水电建设股份有限公司 湖北襄阳 430070

1 灌浆技术

1.1 概述

该技术是大坝发生裂缝后的主要处理技术，灌浆技术的施工过程主要是利用灌浆机械设备产生压力，将浆液灌入裂缝，达到提高大坝强度以及防渗能力的目的，是常见的裂缝处理方式，包含水泥浆液和化学材料注浆等方式，具有重要的工程应有效益。

1.2 分类

在灌浆技术的分类过程中，灌浆可根据作用、材料、地层、压力进化分类，具体分类以及各类型适特点见表1。

表1 灌浆的分类

1.3 特点

采用灌浆方法进行混凝土坝的防渗加固，其所需要的施工设备简单，施工工期较短且效果较为显著。同时灌浆施工过程中产生的噪声和振动小，加固深度可浅可深，易于整个施工的精准控制[1]。

2 混凝土防渗墙

2.1 概述

在大坝混凝土防渗加固措施中，防渗墙施工技术是一项重要的组成部分，其技术的发明为欧洲国家所发明，该项技术较为复杂，同时结合了水井、石油钻井以及水下浇筑等多项技术，在技术水平上相对较高[1]。随着防渗墙技术的不断进步，其成为了临时围堰、地基与土石工程重要的防渗措施。防渗墙的施工主要是在比较松散的地基上进行挖孔，从而形成孔槽，在形成的孔槽中浇筑混凝土或者其他的防渗材料，实现具有防渗功能的混凝土墙。

2.2 特点

①可根据工程特点的不同，进行结构尺寸选择。应用材料以及力学性能上的重新设计，其应用起来较为灵活。②防渗墙的应用几乎可包含各类地质环境，只是在施工上存在不同的差异，应用环境十分丰富。③用途广泛，既可防渗，又可防冲刷、挡土、承重；既可用于大型深基础工程，也可用于小型的基础工程。④混凝土防渗墙在施工过程中，所需要的机械设备比较大、且在施工过程中施工环节较多，同时需要的施工场地面积较大，工程一旦开工，需要的工期也较长[2]。

2.3 技术要点

（1）结合施工现场实际情况，控制好接头的时间。防渗墙在建造过程中，需要涉及多个接头控制点。因此，在接头控制点一定要控制好时间，通过分析发现，如果接头时间过早，将导致混凝土的初凝时间较短，引起混凝土在轻度以及质量方面均不能够满足要求，同时如果接头时间过慢，将导致混凝土的强度较高，对后续的施工产生不利的影响，导致整个施工工期的延长，也可能影响施工质量[3]。

（2）成墙混凝土灌筑施工要点。在进行混凝土的浇筑过程中，为保证施工质量，需要关注螺丝的松紧程度，如果松紧程度不满足要求，将严重影响到导管与导管之间的连接可靠性，从而影响施工质量。同时在防渗墙的整个建造过程中，要注意好墙与墙之间的时间间隔，通常不能超过40min，在工程中，如果超过的40min，需要采取相应的补救措施，防止混凝土防渗墙自身发生泄露，当然具体时间可根据气候、环境条件稍有调整[3]。

3 表面柔性防渗体系

大坝表面柔性防渗体系作为大坝防渗措施的一种，其主要是通过在不放空大坝水的前提之下，在坝的上游安放具有防渗作用的柔性防渗体，大坝通过安装这类防渗屏障，实现防渗的目的，从而增强坝体的稳定性。该方法在混凝土重力坝、拱坝以及土石坝等的新建和修复工程中得到了广泛的应用，表面柔性防渗体系的常用材料，如HEPE土工膜、高分子防水卷材、PVC塑膜、高渗透性涂料等柔性防水材料等，具有极低的透水性，防渗效果十分显著。

伴随着材料科学与工程的发展以及施工技术水平的不断提高，柔性防渗材料在设计施工工艺上取得了飞速的进步。因此，表面柔性防渗技术对于混凝土坝的防渗加固将得到更广泛的应用。同样在应用过程中出现了一些问题，因此在该项技术的发展中，应加强关于柔性卷材的拼接、卷材破损的防护、水下施工作业等技术难点和壁垒的研究，攻破该项技术中的困难。

4 三种方法的比较

4.1 灌浆技术

优点：应用范围广，施工灵活，就地取材、节省投资，施工机械轻便，施工条件限制少。缺点：很难从根本上解决混凝土坝体防渗问题，且施工工艺须严格控制。适用范围：新建设以及加固改造的混凝土重力坝、拱坝、碾压坝等各种类型混凝土坝。

4.2 混凝土防渗墙

优点：防渗效果好，且对混凝土坝体强度和整体性有利，属于综合性病险坝修复措施。缺点：造价相对较高，在施工方法和工艺上需进一步研究和改进。适用范围：修建年代较早期的老坝、病坝等渗漏严重且混凝土强度较低的坝，各种类型的土石坝的防渗改造等效果显著。

4.3 表面柔性防渗体系

优点：投资相对较低，耗费较少。缺点：大部分要水下施工，且柔性防渗材料的破损和耐久性不易解决。适用范围：重力坝、拱坝、面板堆石坝土石坝等的修复工程，目前在中小型坝体及应急加固中应用广泛[2]。

5 结语

本文针对混凝土防渗加固问题，提出三种方法对混凝土大坝进行加固，意在工程实际中，可根据特点选择合适的防渗加固措施，从而达到提高坝体强度与稳定性的目的。