水利工程中堤坝防渗的施工技术

水利工程中堤坝防渗的施工技术

卢秉彦

深圳市深水水务咨询有限公司518003

【摘要】我国很多水利工程已经修建了很多年，存在年久失修的问题，安全隐患较多。其中又以渗漏为主要问题，对这些大坝进行防渗施工已经迫在眉睫。本文主要分析了现阶段国内堤坝的现状，并就怎样进行有效的防渗施工进行了概要的分析。

【关键词】水利；堤坝；防渗；劈裂

当前，水利工程中的很多堤坝都出现了渗漏的现象，而我们在进行防渗施工时需要根据大坝所处的具体环境不同，大坝自身特点的不同，所采用的防渗技术又不一样。在各种防渗技术当中，劈裂灌浆施工技术运用最为广泛，在大坝防渗漏处理和工程加固处理中具有明显的技术优势与经济效益。

1我国堤坝目前现状

我国水资源丰富，水库数量全世界排第一，这些水利工程在经济建设和抗洪抗旱方面起到了非常大的作用。随着时间的流逝，很多水坝年久失修，存在着一定的安全隐患，既不能为经济建设做出应有的贡献，也无法保证广大人民的生命财产安全，偶尔还有决堤溃坝事故的发生，而我们应该尽可能使用低成本防渗技术对有险情的水库进行行之有效的加固工程，具有极其重要的现实意义。

对已发生的大坝事故进行分析，事故发生原因大致可以归结为以下几类：渗漏管破损导致渗漏约占31.7％，坝体裂缝导致渗漏约占25.3％，运行年份长且年久失修导致事故发生的约占14.2％，由于大坝护坡坍塌导致事故发生的约占6.5％，其他原因导致事故发生约占11.4％。要根据水利工程的实际情况选择适应的防渗加固技术，既能保证其防渗加固效果，又能使得水利工程发挥更好的作用，保证水利工程安全和水利工程的顺利实施。这就需要研究一种工艺简单，造价低廉，效率高的防渗技术来处理这些问题大坝。在现有的各种防渗技术当中，劈裂灌浆防渗加固技术运用最为广泛，比较符合现实的需要，具有多、快、好、省的特点，是最适用且效率最高的技术之一。

2水利堤坝工程防渗工艺分析

2.1堤坝防渗处理

堤坝防渗处理原则和主要处理方法。针对上述几种情况，我国防渗一般采用灌浆或防渗墙措施来处理渗透或降低浸滑线，采用防滑桩或压重等措施来提高抗滑稳定性安全系数。滑坡的处理比较复杂．要从滑坡的起因上解决问题。最好的途径是降低坝体浸润线或提高土体强度指标。近些年来，随着土工合成材料的发展．用土工膜或复合土工膜防渗和用加筋材料提高土体稳定性得到越来越广泛的应用。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。

2.2堤坝灌浆防渗的常用方法

（1）劈裂式帏幕灌浆法

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，分别采用梅花形椎孔和直线布孔方式，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12m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胃浆、串浆、滑坡、局部隆起等各种同题，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，它可根管涌所处位置的地质情况（即粘土层或砂砾分别采用30型钻机或50型钻机钻孔，然后向孔内注入浸水后即膨胀的物质（如黄豆、米）。再以小于49kPa的压力徐徐向孔内灌入含有速凝剂水玻璃的水泥浆。注入膨胀物质是了加大管涌内阻力，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，达到封堵管涌的作用。

（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，也可用于堤身蚁穴、坝基溶洞的填充。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3O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，直至填满为止。

（4）通过灌浆加固，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，堵塞漏洞和缝隙，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。埋注浆臂进行灌浆，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，坝面重新剔勾缝埸0缝后，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。

2.3混凝土防渗墙技术

（1）灌浆材料

通过高压把灌浆材料注入坝体的孔洞中。灌浆材料的作用就是防止渗漏，加固坝体。所以灌浆材料也需要满足特定要求。通常情况下灌浆材料选用水泥和泥土的混合体，其中水泥含量占总质量的15％。实践证明采用这种比例的混合材料浆体有较好的浆液稳定性和较高的结石强度。并非水泥的比例越大浆液的质量就越好，采用此种比例刚好能够满足劈裂灌浆施工的具体要求，达到预期的工程质量效果。这样还能够节约造价成本，减少运输费用及运输困难，有较高的经济效益。此外灌浆材料一般是就近取材，最好的土料是重粉质壤土或者黏土。施工前要根据有关的操作标准对土料的成分做鉴定，看土料是否符合灌浆的要求。

（2）灌浆施工工艺

灌浆孔的布设、通常情况下，布设灌浆孔的形式较多，最常用的主要包括：方格形、六角形和梅花形。方格形的优点是有利于补加灌浆孔，在复杂的地形区域，应运用该方法进行施工。而梅花形和六角形布孔的缺点是补加灌浆孔有一定难度，通常在灌浆后无需补加灌浆孔的坝体工程中得到适用。

钻孔、钻孔施工的方法主要包括机钻、打管和锥钻。

灌浆施工的施工要点。与“围、挤、压”相结合的原则，先将灌浆加固的区域围住，再在中间打设灌浆孔，开展灌浆挤密，最后逐个压实。在灌浆施工中，运用较大的压力进行灌浆，能够确保灌浆渗透度较好，有效提升了灌浆加固的施工质量。

（3）灌浆钻孔方法

花管钻孔法。花管即头部为锥形、旁侧开有若干小孔的钢管。花管向坝体内打设，将管中带入的砂土杂质冲洗掉，自下而上开展分段拔管灌浆。该方法相对简单，但遇卵石及块石时会有一定的打管难度，所以在较浅的砂土层中得到适用。

套管护壁法。套管护壁法是运用先钻孔插入套管后再开展灌浆施工，护壁套管向预定的灌浆深度插入时，应插入灌浆管，然后再向预定高度拔出护壁套管，开始灌浆操作。当灌浆高度达到护壁套管时，再将护壁套管拔出至预定高度，开展第二轮灌浆操作。如此往复，再运用相同的方法直至灌浆孔顶即可。

3结语

总而言之，水利工程中的堤坝防渗是一项较为复杂且系统的工作，由于防渗加固技术的种类较多，除了要针对工程实际情况选择最为合理的防渗加固技术之外，还应当在施工过程中控制好施工质量。

参考文献：

[1]王玉丽．浅析灌浆技术在农业水利工程堤坝防渗施工中的应用[J]．中国农业信息．2013（7）．

[2]姜海波．土石坝坝体、坝基和水库库区土工膜防渗体力学特性及渗透系数研究[D]．新疆农业大学．2011（5）．