1、1水利工程中堤防防渗施工技术摘要：要根据各段堤防的具体情况采用一种措施或多种防渗措施，拟定出适合不同堤段的防渗加固方案，选择出合理、廉价的防渗技术，做到经济与防渗效果的统一。本文介绍了水利工程中堤坝防渗施工的基本要求，分析了水利工程中堤坝防渗施工技术。 关键词：水利工程 ；堤坝；防渗；施工技术 中图分类号：TV 文献标识码：A 文章编号： 我国是世界上水库最多的国家，有大、中、小水库 8.5 万余座，江河湖海堤防 26 万余 km，这些工程在兴利除害发展国民经济中起了重要作用。但是，由于各种原因，使一些堤坝存有不同程度的隐患，不能充分发挥效益，溃坝决堤事故时有发生，严重的危害人民的生命财产安全
2、，大坝安全一直被视为敏感话题。在发生的大坝事故中原因各有不同，其中；渗漏管捅破的有 31.7，裂缝造成的渗漏破坏占 25.3，年久冲刷气蚀的造成事故占 14.2%，大坝的护坡坍塌的占 6.5%，还有一些不明原因有 11.4%。纵观这些统计数据，我们可以看到大坝事故要进行工程修改或加固防渗，急需研究简单易行，能够就地取材，效果好，造价低的处理新技术，尽快把这些病险堤坝处理好。 一、 水利工程中堤防出险的主要种类 堤防出险包括渗透破坏、滑坡、开裂和没治，其中以渗透破坏为主。渗透破坏主要表现为集中渗漏、管涌、流土、接触冲刷、接触流土。堤2防渗透破坏险情可分为三类：首先，堤身产生的险情，主要是由于堤身
3、物质组成的不均匀性和填筑密实度的不均匀性造成的，如部分堤段堤身壤土为粉细砂、砂壤土或存在孔洞、裂缝等，主要表现为散浸、脱坡、漏洞、跌窝等。其次，堤身和堤基接触带产生的险情，由于筑堤时未清基，堤身堤基接触带物质较混杂。第三，堤基产生的险情，主要是由于堤基存在透水性较强的砂层、砂壤土层所致。 二、水利工程中堤坝防渗施工技术 1、 混凝土防渗墙技术。 首先，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。 其次，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”
4、，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。第三，垂直铺塑。该项技术是针对平原水库堤坝和江、河、湖、海提防存在着渗漏和渗透变形问题而研究的一项实用性很强的防渗新技术。该技术利用开槽铺塑机，在坝体或坝基内开出一定深度和宽度的连续沟槽，并同步在沟槽内铺设塑膜和填以设计要求的回填料，经过填料的析水固结后，形成以塑膜为主要幕体材料的复合防渗帷幕。这种帷幕具有无接缝、整体连续性好、防渗效果显著、适应变形能力强等优点，非常3适合那些截渗深度不大的平原水库堤坝、江河堤坝等中小型水利工程的防渗。垂直铺塑是利用链斗式挖槽机，通过
5、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。 第四，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98104m2，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 2530cm 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。 （图 1） 图 1 水泥土搅拌桩防渗墙 第五，帷幕灌
6、浆。帷幕灌浆是把一定配合比的具有流动性和胶凝性的浆液，通过钻孔压入岩层裂隙中，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，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4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
7、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。 图 2 基岩中的帷幕灌浆 2、土坝坝体劈裂灌浆技术 这项技术是在总结了充填灌浆的经验教训、分析了坝体裂缝的成因和泥浆劈裂坝体规律的基础上而提出来的，多年以前土坝坝体灌浆大都为充填式灌浆，由于充填式灌浆是以处理堤坝
8、已有的隐患为出发点，以充填渗透为理论基础，所以它的工艺措施是用钻具锥探堤坝内已有的裂缝和洞穴，然后进行灌浆，在灌浆的过程中，不允许产生新的裂缝和使原有的裂缝扩大。实际上这是很难做到的，一是钻孔时不一定就正好打在裂缝或洞穴上，二是在一些质量不好的堤坝，泥浆静压力即可将堤坝5劈裂。由于这种灌浆技术没有从产生堤坝隐患的原因入手，所以有些堤坝虽经三番五次地灌浆，效果仍不理想。坝体劈裂灌浆与充填式灌浆有着本质的区别，坝体劈裂灌浆是从产生坝体隐患的原因入手，利用坝体小主应力的分布规律进行布孔，利用水力劈裂原理，施加一定的灌浆压力，有计划有控制地劈裂坝体，灌注适宜的泥浆，通过浆坝互压和坝体的失陷固结等作用，
9、使所有与浆脉连同的裂缝、洞穴、水平沙层等隐患均得到充填挤压密实，形成竖直连续的浆体防渗帷幕，改善坝体内部的应力状态，改善坝体的渗透和变形稳定性。该项技术于 1983 年通过部级鉴定，认为该项技术在土坝灌浆技术上是个创造性的发展，对我国病险土坝的防渗补强方面有重要价值。 由于劈裂灌浆技术具有机理的明确、工艺合理、效果好、工期短、经济效益显著等各优点，所以很快就在全国各省、市、自治区进行了推广的应用，取得了较好的效果，目前全国用该项技术已处理病险水库 2,000 余座，险堤 1,000 多 km，为国家节约资金数十亿元，取得了显著的技术经济效益和社会效益。 3、高压喷射灌浆防渗技术 高压喷射灌浆是
10、利用钻机造孔，然后把带有喷头的灌浆管下至土层的预定位置，在空气喷流保护下，以高压把浆液或水从喷嘴中心喷射出来，形成喷射流冲击破坏土层，土料从土体上剥落下来后，一部分细小土粒随着浆液冒出地面，其余部分与灌入的浆液可混合掺搅，在土体中形成凝结体。其基本原理是利用射流的作用切割来掺搅地层，改变原地层的结构与组成，同时灌入水泥浆或混合浆形成凝结体，可以达到加固6地基和防渗的目的。 高压喷射灌浆防渗技术，该项技术设备简单、使用性广、功效高、造价低、效果好，全国已利用高喷射技术进行大、中型水库防渗加固工程数百项，构筑防渗面积数百万平方米，取得了良好的防渗效果。在我国已建和在建水利工程的防渗加固方面发挥了重
11、要作用。 当前，各种新的防渗工法不断出现，其工艺正朝着深度更大、效率更高、适应性更广的方向发展。今后，在高效工法以及不同工法的组合应用等方面仍有广阔的发展前景。因此，及时掌握这些工艺的发展动态，对于水利堤坝工程的设计、施工等都具有重要的现实意义。 参考文献： 1 邵希斌. 水利工程混凝土施工技术研究J. 科技创新导报, 2011,(15) . 2 王洪生. 略论堤坝软土地基处理方法及加固措施J. 科技创新导报, 2008,(30) . 3 包礼海. 浅议堤坝灌浆防渗加固技术J. 中国高新技术企业, 2009,(22) . 4 马翔. 堤坝跌窝(塌坑)抢险技术简论J. 沿海企业与科技, 2011,(06) . 5 岑兆伍. 堤坝裂缝抢险技术探析J. 沿海企业与科技, 2011,(06) .
