刍议水利工程堤坝防渗加固施工

关键词：水利工程；堤坝防渗；加固技术 

　　一、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 

　　严格来讲，可以将水利工程堤防出险分为三种：第一种，就是堤自身产生的险情，其根本原因是堤自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。第二种，堤身和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。最后一种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。 

　　1.2 水利工程中堤防防渗施工方案的选择 

　　针对三种险情，我们可以采取三种不同的施工方案进行解决。第一，就是针对堤身本身可以采取截渗墙、锥探灌浆和劈裂灌浆等防渗体。简单来说，可以将堤身翻新，重新修筑。第二，可以选取物美价廉的材料来对堤坝设置堤防截渗墙。这样做的好处不但可以降低工程成本还可以有效的预防堤防渗水。目前常用的开槽法、深沉法、挤压法造墙均可达到这一要求，其中深沉法造价最低，在墙深小于20m时最具竞争力高喷法造墙价格相对较高，但在一些施工场地狭窄、地下降碍物较多时，有较好的适应性。第三，针对堤身粒径比较粗的地质，可以选择开糟式将其进行修筑，这样不仅仅大大提高堤防工程自身的特点，同样还可以采用排水减压的方式进行处理保护。 

　　二、堤坝工程防渗加固技术分析 

　　2.1 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。 

　　2.2 堤坝灌浆防渗的几种方法 

　　2.2.1 劈裂式帷幕灌浆法 

　　这种方法主要是针对加固堤身，防止堤身渗漏。因为坝体的曲直不同，所以钻机采用的形式也是不同的，一般有两种：一种是浅孔钻机，它所采用的是梅花形布孔的方式，沿着堤坝直线进行由顶向外1.5米出钻孔，孔距一般是3米。可以根据工程的实际情况进行有效的调节，上下浮动1～2米。一种是更简单的钻具，这种采用的是直线的布孔方式。灌浆方式是由下而上进行，循循渐进的一点点注浆，这样做的好处就是可以缓解压力，防止灌浆过程中有冒浆，漏浆，滑坡现象的出现。两种方法都是为了更好的改善堤身质量、提高坚固度和防止渗漏的目的。 

　　2.2.2 低压速凝式灌浆法 

　　这种方法主要是应用于出现高危水位的情况下进行的抢险。可以根据管涌的实际情况选择30或者50型钻孔。可以先向孔内进行侵水待膨胀后可以选择小于49kPa的压力进行水泥浆灌溉。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。 

　　2.2.3 高压填充式灌浆法 

　　这种方法是针对于堤基本身而言的一种灌浆方法。可以有效的对堤身漏洞之处进行填充。在灌浆时，要使用50米的工程钻进行从上而的钻入，孔距在1.5～2.0米之间，孔深在穿过砂石2米左右的时候要停止钻具。因为此时也是最佳的深度。灌浆时压力一般为127.40～166.60kPa，套管在下入底层时要保证堤身是干燥的，不是潮湿的。将砂砾层灌入水泥浆，然后再慢慢提升。最后在封口的时候以黄泥浆进行封口。这种做法主要是为了防止灌注浆因治理不良而导致出现的问题。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。 

　　2.2.4 灌浆加固法 

　　此方法适用于浆砌石重力坝。这样做的目的就是为了加固坝上油面的灌浆，防止漏洞和裂缝的加大，稳固坝体和提高坝体的防渗性能。使其最终可以有效的承载大的重力。坝体的不稳固很容易造成严重的后果。如果下游不是很牢固的话，那么很容易造成斜孔或者水平孔。很容易在灌溉时堵塞漏水管道和坝体空间，为了避免这种现象的发生，可以采用反向灌注的方法，有效的稳定了坝面和提高了抗冲刷的能力。此种方法非常适合拱坝和支墩坝工程。在对重力坝进行灌注时，首先要清楚的知道排水孔内坝前是否有排水。在无压力的状态下进行有效施工，坝面可以重新的进行浇筑。用质量好的灌注材料作为防水材料同时并配置高标号的水泥砂浆进行勾缝。这样做的好处不仅仅可以提高防渗漏现象的发生，而且能提高其整体的稳定性，整体性和抗冻融风沙等能力的冲击。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 

　　2.3.1 高压喷射防渗墙。高压喷射防渗墙是借助于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。 

　　2.3.2 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。 

　　2.3.3 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。 

　　2.3.4 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，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。 

　　2.3.5 帷幕灌浆。这种灌浆方法可以有效的改善岩基的整体抗渗性。是按照一定的配合比将混合好的浆液融入到裂缝之处，待凝结固话后可以增强岩基的强度。这种方法在我国越来越被广泛的使用。特别是孔口封闭灌浆法。然国际上却采用了一种新的灌注方法，即GIN灌浆法。这种方法采用的是自下而上纯压式灌浆法。随着技术的不断更新，为了促进了我国灌浆技术的发展。我们同样将此技术方法引进了我国。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，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。 

　　结语 

　　总之，我国有许多水利堤坝需要进行防渗处理，堤坝防渗加固尤为重要。因此，提高水利工程堤坝防渗加固技术，对我国水利工程意义重大。