水利工程堤坝渗漏原因以及防渗加固技术研究

水利工程堤坝渗漏原因以及防渗加固技术研究

张卫

江苏三水建设工程有限公司江苏省泰州市225599

摘要：堤坝渗漏是普遍存在的一大问题，堤坝渗漏不仅不利于水利工程充分发挥自身的功能，还可能成为隐患因素而降低水利运行的安全性，带来巨大的损失。分析造成水利工程堤坝渗漏的主要原因，包括堤坝结构不够稳定、堤坝接缝处理上有缺陷及后期维护工作不到位等，详细的探究防渗加固技术的应用要点、措施方法，仅供同行参考学习。

关键词：水利工程；堤坝渗漏；成因分析；防渗加固；技术措施

中图分类号：S27

0  引言

水利工程建设及使用情况关系着我国民计民生发展水平，而堤坝作为水利项目的主要构成，容易遭受气候、土壤条件及其他因素等的影响，局部易发生渗漏问题，很可能引起决堤事故，造成财产损失和人员伤亡。为确保水利工程能安全、可靠运行，应积极处理堤坝渗漏问题，规范应用各种防渗漏加固基础，提升堤坝建设水平，延长水利工程的使用寿命。

1  水利工程堤坝渗漏原因分析

1.1堤坝接缝处理问题

水利堤坝基础是渗漏问题的高发区，水利堤坝的形体通常较大，施工气候温度、土质条件等均会对产生不同程度的影响，故而堤坝施工时要用砼分层浇筑或土方填筑，而填筑环节堤坝块、层、段连接部位较薄弱，易生成渗水裂缝。尽管堤坝现场施工时会对接缝处采用灌浆、加装止水设施等策略，但很难有效控制其整体质量。[1]

1.2  堤坝结构不够稳定

水利堤坝建设时对工艺技术提出了严格的要求，若现实施工中运用的工法没有达到相关标准，构成堤坝结构的材料不够稳定，则就会造成建成的堤坝密度不符合标准要求，以致建成后的堤坝局部形成了一些细微缝隙，在水流的长时间侵蚀与作用下最后出现渗漏问题。

1.3  后期维护工作不到位

水利堤坝后期维护工作开展情况直接关系着其质量安全。若后期维护工作不规范、不到位等，则会增加局部渗漏的风险。水利堤坝前期建设时通常会投入大量的人力、材料，严格按照相关技术规范建设而成的，若后期维护工作不到位，不能及时处理局部微小问题，伴随时间的推移很可能成为大问题、大缺陷，最后沦为无法修补，诱发渗漏情况。

2  水利堤坝常用的防渗漏加固技术

2.1  水平防渗

水平防渗的原理主要是按照一定规程将不透水的土工膜或混凝土铺筑在堤坝临水一侧，而在背水一侧进行覆土。[2]采用这种防渗技术能明显增加坝体渗透水流线长度，减轻了坝体局部渗漏造成的破坏程度，维护了水利水利工程堤坝运行的安全性。水平防渗现场施工时，临水、背水侧进行的防渗通常分别被叫做铺盖、盖重。铺盖主要用砼层、劲土层等进行填筑压实，盖重施工主要是防控坝基的变形问题，当堤坝出现渗漏问题术，运用盖重方式能发挥一定压渗作用。

2.2  灌浆防渗

2.2.1劈裂式灌浆

这种防渗技术适合处理坝身的渗漏问题，将泥浆灌注将裂缝内，使其在大坝裂缝内凝固，进而起到填充、封堵、防护功用。在正式开工前，工人要先前往实地测量堤坝曲直度，随后在局部钻孔，通常采用梅花形、直线钻孔方式，直线钻孔模式在水利堤坝防渗施工领域的使用频率相对更高，沿着堤坝纵轴线于坝顶部区进行钻孔，维持堤外面与钻孔之间的距离1.5 m，与孔洞大概相距3.0m为宜，参照堤坝全高合理设定孔深。严格按照由上至下的顺序灌浆，并遵照少量多次的原则，严禁出现单次灌浆量过多的状况。灌浆前要合理提高泥浆的黏稠度，增加现场注浆压力，严控泥浆用量，密切关注局部是否出现鼓包、冒浆、串浆等质量问题，以确保整体灌浆效果。

     2.2.2高压注浆

这种技术适合处理坝基处的渗漏问题，具体是用高压注浆机具把砂浆压进相应结构中，能起到良好的填充作用，消除渗漏缝隙。具体施工时多选用大型钻孔机器，利用其于堤坝最顶端钻孔，建议将孔距维持在2.0m左右。为了防控因钻孔压力较大而破坏结构的状况，尽量把钻孔压力维持在0.15MPa左右。钻孔结束后，在砂石层中安置好套管，将适量砂浆压进砂石层内砂浆压注和套管提升过程同时进行，直至套管提升到土层表面后，用黄泥浆封堵整个孔洞，降低堤坝受潮的概率。

2.2.3灌浆加固

灌浆加固目的主要是未来增强堤坝的承载力、抗渗漏性能，在渗漏周边凿孔，建造出一个能进行倾斜操作的孔槽，清理干净槽内滞留的杂质，随后把管径适宜的注浆管插进孔槽内，灌注浆液，当观察到孔槽内不在形成及溢出气泡时就停止灌浆，能显著提高整个堤坝的抗渗性。

2.2.4速凝式灌浆

主要是参照管涌的方位，选用型号适宜的钻机进行钻孔，灌注遇水膨胀类的材料，灌注压力控制在49.0MPa左右，通过这种方式增强管涌的阻力，减缓水流流速。

2.3  砼防渗技术

2.3.1水泥搅拌桩防渗墙

这种防渗墙施工前，用深层搅拌机按照一定比例充分搅拌土体、水泥，使水泥通过硬化、水化等反应后固结成搅拌桩防渗墙。近些年，水泥搅拌桩防渗墙操作便捷度显著增加，造价逐渐减少，全厚能抵达30.0㎝左右，是水利堤坝防渗施工中常用的防渗墙类型。具体防渗施工时，应结合现场地质条件合理调控钻进档位，当钻进下沉至设计深度时可以停止钻进。

2.3.2自凝灰防渗墙

将适量混凝剂掺拌进膨润土、水泥内，搅拌成混合液，自凝灰浆在完全凝固前可以用作护壁泥浆，固结后建造成防渗墙，能降低堤坝渗漏问题的发生率。当现阶段自凝灰防渗墙在水利堤坝防渗加固领域尚未得到广泛应用。

2.3.3高压喷射防渗墙

这类防渗墙的原理是用高压射击流对坝产生家里打的冲击力，随后将适量水泥砂浆灌注进坝基内部，增加砂浆和堤坝覆盖层两者的贴合度，建设出一道十分坚固的高压喷射防渗墙。

3  堤坝防渗加固技术应用要点

3.1  处理好堤坝基础与岸坡

处理水利堤坝基础及岸坡环节，落实好排水和清理两大工作，不断强化堤坝基础建设水平，确保坝体和岸坡两者连接的的紧凑度，进而从基础环节使水利堤坝运行的安全性、可靠性得到保障。具体处理时，一定要把防渗体结合处的基础作为重点处理对象，这是提升坝体和岸坡两大结构结合效果的最直接措施。全面清除掉可能危及坝基质量的各类杂物，落实相关设计标准。

3.2  选用适宜的筑坝材料

选择防渗性能优良的材料，并综合分析防渗施工时间部署、用料量及材料综合性能等因素，确保各方均能协调作业，为优化筑坝效果奠定基础。

3.3  坝面施工

    通过流水作业的形式开展坝面施工活动，现场施工时将坝面分成数个作业面，做到科学部署组织，为不同作业面配置不同的专业技术设备，提升既有资源的利用度。沿坝轴线铺料填筑环节，应严格控制土层厚度，结合现场施工需求灵活调整防渗体穿越道口段。针对提及偏小的砂砾料或黏土料，建议用后退法铺筑；而对于体积偏大的堆石料，首选进占法铺筑，即先将大石块推到前沿下方，随后填充空隙。

3.4  填筑心墙与斜墙

严格按照设计要求填筑心墙与斜墙，并做好保护工作。多数工况下，可以采用先土后砂法或先砂后土法完成填筑，而不管采用以上哪种办法，均要按部就班地执行辅料、洒水、压实、质检等过程。分层填筑施工时，要实时控制煤层的填筑质量。如果是在冬季施工，还要指派专人监测温度，一般要在-11℃以上的温度条件下进行压实，若环境气温低于-10℃，则务必停工。另外，如果温度达到要求当现场风速高于10 m/min，则同样要停工。若在雨季施工，则要在确保填筑质量达标的基础上尽量缩短工期，落实好各类防雨措施[3]。

3.5  坝体填筑压实质量检测

检测坝体填筑质量时，要做到关键位置重点检测，其他位置随机抽检，以确保整个坝体填筑质量满足要求。比如，在检测检验黏性土时，干表观密度、含水量是重点检测指标，边角夯实情况进行3次取样分析，均质坝做到1次取样即可；砾质土的检测过程和黏性土别无二致，尽量取粒径＞5.0mm砾石进行检测检验。

参考文献：

[1]李雨宸,李志剑,郑海东.农业堤坝工程渗漏原因及解决对策[J].当代农机,2022(12):70+72.

[2]杨言波.浅谈水利工程施工中堤坝渗漏原因以及防渗加固技术[J].建筑工人,2021,42(09):19-21.

[3]李红华.水利工程堤坝防渗漏技术研究[J].湖南水利水电,2021(03):49-50.