水利堤坝工程防渗加固工艺分析

水利堤坝工程防渗加固工艺分析

姜林

姜林

四川辉跃建筑有限公司四川南充637000

摘要：随着我国经济建设的不断增长，我国水利堤坝工程在经济建设及农业发展的过程中发挥着十分重要的作用，因此，必须确保水利堤坝工程的施工质量。本文主要对水利堤坝工程的防渗加工工艺进行简要的分析探讨。

关键词：水利堤坝工程；防渗加固；工艺分析

前言：我国水利堤坝建筑工程发展较快，虽然在工程的施工质量上有了很大的进步，但是还是存在着不足之处，比如说防渗加固问题，防渗加固工作在水利堤坝的建设工程中占据着十分重要的地位，若是无法有效的解决该问题，便就无法促使水利堤坝工程建设取得长远的发展。因此，本文主要对水利堤坝工程的防渗漏加工工艺进行简要的分析探讨。

一、水利工程中堤坝防渗加固的重要性

水作为人类生产及生活中必不可少的宝贵资源，只有修建水利工程才能有效的控制水流，避免洪涝灾害的发生，并且还需进行水量的调节及分配，进而满足人们生活及生产对水资源地需要。在水利工程中需要修建坝、堤、溢洪道、水闸、进水口、渠道、渡漕、筏道、鱼道等不同类型的水工建筑物，以达到建设的目标。然而在现今的水利工程工程中，堤坝就占据了整个水利工程的85%，所以做好堤坝的防渗加固就显得十分重要了。在我国的水利工程中，绝大部分堤坝都是在20世纪60年代建设的，在经过多年的运行，不少水库及大坝都出现了渗漏的问题，水库大坝是渗漏主要是指大坝在建成后，库水在坝上、下游水位差的作用下，经过坝基及坝肩岩、土体中的裂缝、孔隙、破碎带。喀斯特通道向坝下游渗漏，在其渗漏中，渗漏水流将严重的破坏掉坝体岩土中的颗粒结构、土壤粘性等，对堤坝的稳定性产生严重的影响，甚至会造成堤坝的坝体或坝基出现严重的变形，进而对堤坝造成较大的破坏，经过对堤坝进行防渗加固的施工，清除了堤坝中所存在的安全隐患，增强了堤坝地防洪抗洪的能力，除此之外，经过防渗加固能够使堤坝更好地发挥作用，提高堤坝的使用效率，其次堤坝的防渗加固技术对周围的水土流失也起到维护的作用，为环境的改善发挥着自身地作用。

二、水利工程堤防出险的主要种类

（1）堤身产生的险情，其根本原因是堤身结构建筑所导致的堤身结构密实度不均匀。例如：堤身结构土壤存在很大的裂缝，或者有墙体脱皮、漏洞的现象。

（2）堤身与堤基之间不稳定性所产生的险情，其主要表现在堤身与堤基之间衔接的地方有大量的杂质，使得两者之间不能很好的融为一起。

（3）险情是堤基自身产生的，主要原因是在修筑堤基时，使用的材料或者施工技术不合格，没有按照相应的标准进行修筑。因堤基是堤坝工程最主要的一部分，所以防水性必须做到最好，只有合格的建筑施工才能保证险情的不被发生。

三、我国水利堤坝建设中所存在的问题

在现阶段我国的水利堤坝的建设较多，且分布较广、坝型多样、发挥着防洪减灾地重要作用，同时为农业的灌溉生产及人民的生活生产用水提供一定的水源。然而在水利堤坝的修建中尚还存在着不少的问题，具有有下列：

1、水利堤坝的抗洪能力较弱，特别是在泄水及输水的过程中，日吧的抗震能力较低，稳定性也不够可靠，这就给水利工程的堤坝防渗造成一定的安全隐患。除此之外，还存在着白蚁危害及风浪的冲刷不牢固的问题，这些都是在水利堤坝修建中比较常见的问题。

2、水利堤坝建筑过程中，防渗加固技术较为薄弱、在水利堤坝的工程管理系统中，虽然有专门的管理机构，但是在进行具体的管理过程中，却缺少专业性，缺少比较专业的工程维修人员，这些都会使得防渗工作面很难进行有效的控制。不少地区的水利工程在维护中都是在当地找一些非专业地当地居民进行日常的维护，所以缺少相应地专业技术，也就较大程度的增加了水利工程地安全隐患。

病险水利水电枢纽工程最主要的病征是渗透问题,有地基(包括坝肩)渗透、坝体渗透。按照不同的坝型、坝基、病因情况,应采取不同的处理方法。常用的是防渗墙、灌浆。

四、提高水利堤坝工程防渗加固的措施

（一）堤坝防渗处理

随着堤防技术的不断发展，一种新的合成材料正在被广泛的应用于堤防建设之中，大大提高了土体的稳定性能。这种合成材料所使用的就是土工膜或复合土工膜防渗和用加筋材料有效的结合。堤坝防渗主要采用的方法就是灌浆或者防渗墙。这种处理方式不仅仅简单，而且稳定性比较优良。相对于滑坡的处理，这种可以有效的降低坝体的侵润线，提高土体的强度。对坝基渗漏的处理一般依据上游“铺、截、堵”，下游“导、减、排”的原则所谓“铺、截、堵”就是修建铺盖、防渗墙和帷幕灌浆等以减小渗漏量；“导、减、排”是修建导渗反滤体、减压井、排水沟等以降低扬压力。

（二）水利工程堤坝灌浆防渗方法分析

1、劈裂式帷幕灌浆法

所谓劈裂式帷幕灌浆，主要用于加固堤身，防止堤身渗漏。其方法是根据堤坝曲直不同情况，用浅孔轻便钻机或更简单的钻具，分别采用梅花形布孔和直线布孔方式，沿堤坝轴线从堤顶离堤外肩1.5m处钻孔，一般孔距3m，孔深根据堤身情况分别以钻透堤身填土或穿过堤身钻入基础1～2m为宜。灌浆时由下而上，少灌多复；泥浆由稀到稠，循序渐进；压力由大到小，灵活掌握。这样，可以较好地处理灌浆中出现的冒浆、串浆、滑坡、局部隆起等各种问题，使灌入的泥浆沿堤的轴向形成一道帷幕，达到改善堤身质量、提高坚固度和防止渗漏的目的。

2、低压速凝式灌浆法

这种灌浆方法一般用于高危水位下抢险堵塞管涌，它可根据管涌所处位置的地质情况（即粘土层或砂砾层）分别采用30型钻机或50型钻机钻孔，然后先向孔内注入浸水后即膨胀的物质（如黄豆、大米），再以小于49kPa的压力徐徐向孔内灌入加进速凝剂水玻璃的水泥浆。注入膨胀物质是为了加大管涌内阻力，减慢管涌内水流速度，防止水泥浆随水流出；加入速凝剂，水泥浆能很快凝固而堵塞管涌。

3、高压填充式灌浆法

高压填充式灌浆主要用于堤基基础灌浆，亦用于堤身蚁穴、溶洞的填充。用于基础灌浆时，须用50m工程钻机在需灌的堤段从堤顶钻孔，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。灌浆时压力一般为127.40～166.60kPa，套管下到填土层保证堤身干燥，基础部分砂砾层灌入水泥浆，然后逐步提升到土层，以黄泥浆封孔。这种灌浆法主要用于治理因基础不良而引起的管涌。用于填充蚁穴、溶洞时，灌浆用30型钻机先在蚁穴或溶洞周围布孔灌入泥浆，形成包围圈，然后进行填充，则填满为止。

4、灌浆加固法

经过灌浆加固形成防渗体此方法适用于浆砌石重力坝。坝上游面固结灌浆，堵塞漏洞、缝隙，加固补强坝体和提高防渗性能，以进一步提高坝体的承载能力和完整性。坝下游面追踪固结灌浆，在下游坝面有漏水或溶蚀物出逸的地方，造成水平孔或斜孔，埋注浆管进行灌浆，以堵塞漏水通道和坝体空洞、裂缝，加固坝体，增加坝面稳定性和抗冲刷能力这种反向灌浆工艺，非常适合拱坝和支墩坝工程，对重力坝工程只有搞清扬压力并设排水孔也可采用采用这种方法时最好是坝前无水。坝面重新剔勾缝，在剔缝之后后，用高标号水泥砂浆干硬性预缩水泥砂浆或用防水材料配制高标号水泥砂浆勾缝，提高坝面防渗漏能力及坝体稳定性、整体性和抗冻融抗风浪淘刷能力。此方法即“前堵、中截、后追踪”灌浆治漏加固法。

（三）水利工程堤坝混凝土防渗墙技术

1、高压喷射防渗墙

高压喷射防渗墙主要是通过利用高压射流冲击扰动坝基覆盖层，同时灌入水泥浆，使浆液与被灌地层土颗粒掺混，形成防渗墙。

2、自凝灰浆防渗墙

自凝灰浆防渗墙是在塑性混凝土墙的基础上发展而来的。使用水泥、膨润土并掺入少量缓凝剂制成“自凝灰浆，在凝固前可作为造孔中的固壁泥浆，完工后自行凝固，形成墙体起防渗补强作用。该技术在美国、法国等国家均已使用，我国尚处于起步阶段。

3、垂直铺塑

垂直铺塑是利用链斗式挖槽机，通过链条及链斗连续挖掘出渣，形成连续的槽孔，并用泥浆固壁，成槽后随即辅设防渗薄膜，回填粘土。挖槽深度一般≤15m，槽宽为15～30cm。适用于砂壤土层，工效较高。

4、水泥土搅拌桩防渗墙

运用深层搅拌桩机把水泥浆喷入土体并搅拌，使水泥与土体混合，经水泥的水解、水化和离子交换等一系列反应，硬结成墙2002年长江堤防防渗工程中被广泛应用，共造墙98×104m2，占总成墙面积的69%。其优点是造价低（90～130元/平方米），设备轻便，墙厚为25～30cm时，在深15m范围内墙体完整性较好。适用于细粒料的土砂层及含少量砾石的砂砾石层。

5、帷幕灌浆

帷幕灌浆主要是将一定配合比的具有流动性及胶凝性的浆液，通过钻孔压入岩层裂隙中，在经胶结硬化后提高岩基的强度，改善岩基的整体性和抗渗性。我国常采用孔口封闭灌浆法，随着二滩、小浪底工程的建设，国际上一些高效率的施工方法，例如：GIN灌浆法自下而上纯压式灌浆法等引进我国，促进了我国灌浆技术的发展GIN法是前国际大坝会议主席、瑞土学者隆巴迪首先提出的。中国水利水电基础工程局夏可风在《地基处理新技术在水利水电工程中的应用》一文中指出：GIN法的基本概念是，对任意孔段的灌浆，其能量消耗均为一个定值，这个能量消耗的数值近似等于该孔段最终灌浆压力P与灌入浆液体积V的乘积PV，PV就叫作灌浆强度值，即GIN由于裂隙岩体灌浆时，大裂隙常常注入量大而使用压力小，细裂隙常常注入量小而使用压力高因此，如果在各个灌浆段的全部灌浆过程中，都控制GIN为一常数，就可以自动地对开敞的宽大裂隙限制其注入量，对可灌性差的致密地段提高灌浆压力。GIN法灌浆自动考虑了岩体地质条件的实际不规则性，使得沿帷幕体的总注入浆量合理分布。GIN法在欧美一些国家的工程中应用，取得了较好的效果。

结束语：

总而言之，在水利堤坝工程的建设过程中，由于防渗加工工作是影响整个工程项目稳定性的关键因素，所以，必须要高度重视防渗加固的建设。若是防渗加固工作不到位，则将影响整个水利堤坝工程的施工质量，在对其进行防渗加固处理的时候，一定要结合工程实际情况，从实际发展的要求进行出发，选择一个最为合适的防渗加工工艺，以确保堤坝工程地安全性。

参考文献：

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[3]郑国强；水利工程中堤坝防渗施工技术[J]；中小企业管理与科技；2012（06）