水利工程堤防防渗施工技术初探徐杰真

水利工程堤防防渗施工技术初探徐杰真

徐杰真

(佛山市南海区丹灶镇水利排灌养护站广东佛山528200)

摘要：堤防是沿河边、运河、湖泊、海岸或洪水区、蓄洪区和填海区的挡水结构。它是世界上最早广泛应用的防洪工程之一。大坝防渗施工对水利工程的安全运行起着重要的作用。不同地理位置的堤防具有不同的特点，应采取不同的防渗技术。本文主要讨论水利工程中常用的几种防渗施工技术。

关键词：水利工程；混凝土防渗墙；帷幕灌浆

一、水利工程中堤防防渗方案的选择

堤防防渗处理可以通过防渗墙、锥体灌浆和劈裂灌浆进行。如果必要的话，可以通过加厚堤坝或挖掘堤坝来填筑堤坝。

对于堤防防渗墙，关键是利用薄壁材料和廉价材料，有效降低施工成本。目前常用的开槽法、深沉法和挤压法都能达到这一要求。深开挖法造价最低，壁面小、20m时最具竞争力，高喷法对建筑墙体的造价较高，但在一些施工场地狭窄、堵塞的情况下，具有较好的适应性。对于砾石含量高、粒径大的地层，应考虑冲击钻机，另一方面应采用开槽方式。当然，建筑墙体的造价也会大大提高。根据堤防工程的特点，在坝体渗漏处理中，还可考虑盖重、排水、减压、过滤保护等措施。

二、水利工程堤防防渗施工技术

（一）高压射流防渗墙

高压射流防渗墙是利用高压射流对坝基覆盖层进行冲击，同时将其注入水泥浆中，使泥浆与填满地面的土颗粒混合而形成的防渗墙。近年来，在多年的高喷实践基础上，山东水利科学技术研究院王明森等科技人员对高压射流防渗墙技术的施工进行了研究。灌浆在大颗粒地层中的应用效果良好。

（二）自凝泥浆防渗墙

自固化砂浆防渗墙是在塑性混凝土墙体的基础上发展起来的。采用水泥、膨润土和少量缓凝剂配制“自凝砂浆”。固化前可用作孔壁实心壁料，完成后固化，形成墙体，防止渗水和加固。该技术已被应用于美国、法国等国家。中国仍处于起步阶段。

（三）劈裂灌浆技术施工技术

1、劈裂灌浆技术综述

劈裂注浆技术具有经济效益高、造价低、施工快、施工周期短等优点。在劈裂灌浆施工中，坝体在灌浆压力作用下开裂，灌浆后在坝体中形成防渗帷幕。该施工方法还消除了坝体裂缝和洞穴的隐患，对大坝坝体起到了保护和维护的作用。

在劈裂灌浆施工中，采用近距离拉拔法获得灌浆材料，不仅有效地降低了施工成本，减少了运输困难，降低了运输成本，而且有效地降低了施工难度。建设，有效减少环境污染。劈裂灌浆施工技术还有一个优点。在施工过程中不需要消除原坝的应力，因为不需要制作新的防渗体，只要在原有坝基上恢复或建造新的防渗体，不仅施工简单，而且易于施工。大大减少了工程安装量，大大节约了工程造价。工程造价。综上所述，施工工艺简单、经济效益高、防渗效果优异，决定了该技术具有更广泛的应用范围。

2、灌浆施工

灌浆施工的顺序一般采取从坝体两边向中间的顺序，即首先从内外坡的两排孔开始进行灌浆，需要注意的是当这些孔的灌浆工作完成72～120小时之后，孔周围的水分得到充分的渗透，应力也会逐渐调整。最后再对坝体中间进行钻孔，并进行灌浆工作。具体的注意事项如下：

首先，随着施工的进行，坝体上的孔和灌浆会越来越多，这种情况下应当采取间隔钻孔并灌浆的形式。否则可能由于孔的间隔太小而导致穿孔情况发生。

其次，在进行灌浆的施工时，应当保证钻孔一次到位，从上到下进行分段、孔内纯压式拔管的灌浆方式。需要注意的是要保证2cm～3cm的孔内灌浆分段长度。纯压式灌浆的顺序是先下后上，下段的灌浆达到设计标准后进行拔管，再对上段进行灌浆。灌浆时采用“少灌多复”的方法进行。

再次，对灌浆材料也有特定的要求。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。

最后，劈裂灌浆的施工技术虽然有简单的施工工艺，但其有较高的专业性。这就需要专门的施工队伍来实施。施工人员需要有过硬的劈裂灌浆技术素质。不仅要掌握施工工艺的每个流程的操作标准，还要有对整个工程进行检测的能力。能够及时发现施工过程中出现的问题，及时采取相应的处理措施，保证整个施工高质量地顺利完成。

（四）排水固结法

排水固结法是软黏土地基在荷载作用下,土孔隙水慢慢排出,孔隙比减小,地基发生固结变形。同时,随着超静水压力逐渐消散,土的有效应力增大,地基土的强度逐步增长。排水固结法是由排水系统和加压系统两部分组合而成的。排水系统可以在天然地基中设置竖向排水体(如普通砂井、袋装砂井、塑料排水板等),以及利用天然地层本身的透水性。排水固结法可解决黏土地基的沉降和稳定问题。

（五）混凝土防渗墙

混凝土防渗墙是20世纪60年代初发展起来的一种垂直防渗技术，目前已成为粒状地层的主要防渗手段。它不仅可以用于永久性地基防渗，对正在漏水和存在险情的堤坝进行防渗处理，还可用于临时施工围堰、基坑防渗等。其主要优点是能有效地控制墙厚，墙段之间结合紧密，安全可靠。

目前，防渗墙的施工技术有了很大发展，出现了很多造墙、造孔的新技术。在墙体材料方面，有钢筋混凝土、普通混凝土、塑性混凝土、自凝灰浆和固化灰浆等。在深度方面，加拿大马尼夸根3号土坝的混凝土防渗墙深度已达131m；我国小浪底大坝的混凝土防渗墙最大深度为81.9m，三峡水库二期围堰混凝土防渗墙最大深度为73.5m，2003年实施的新疆下坂地水利枢纽坝基混凝土防渗墙深度已达102m。在造孔机具方面，有正、反循环冲击钻机、抓斗机、链斗(刮板)式挖槽机、射水成槽机、锯槽机、振动板桩、振动切槽、振动沉膜等。

目前，浅薄型防渗墙深度一般为10～20m左右，最大≤30m，厚度10～25cm、最大≤30cm。这类防渗墙除可用于水头较小、坝基厚度≤30m的土石坝防渗外，主要被用作江河堤防工程。深厚型防渗墙一般用在承受水头>20m、墙深30m以上的大坝和险要地段的堤防工程中。其厚度一般60～80cm，最大为130cm。为保证底部墙段的有效连接，一般是墙越深厚度越大。墙体材料多为普通混凝土或塑性混凝土，根据地层和防渗要求确定。一般是承受的水头越大、透水性越强，要求的防渗性能越高，墙体刚性也越大。

（六）帷幕灌浆

帷幕灌浆是一种流动性和胶凝性有一定配比的浆料。通过钻孔将其压入岩层破裂，提高了岩基加固后的强度，提高了岩石地基的完整性和抗渗性。我国经常采用封孔注浆法。随着两滩小浪底工程的建设，国际上一些有效的施工方法，如GIN注浆法和自下而上纯压注浆法等，都促进了我国注浆技术的发展。GIN（灌浆强度数）是由前国际大坝会议主席隆巴尔迪首次提出的。GIN法的基本概念是任意孔段的能量消耗是一个固定值，能量消耗的数值近似等于孔段和灌浆浆体的最终灌浆压力P。体积PV，PV的产品PV称为灌浆强度值，即GIN。由于裂隙岩体充填大裂缝，压力小，细裂缝往往具有较小的注入体积和较高的压力。

因此，如果灌浆在灌浆段的所有充填阶段都是一个常数，它可以自动限制开宽裂隙的注入量，并增加灌溉区域的注浆压力，而灌溉能力差。Gin法自动地考虑岩体的地质条件的实际不规则性，使得沿帷幕体的总喷射量合理分布。GEN法在欧美一些国家的工程应用中取得了良好的效果。

结论

总之，大坝防渗是水利工程建设的重要组成部分，是水利工程安全运行的重要保证。中国现有的水利工程大多存在渗漏隐患，急需防渗施工技术。目前，各种新的防渗堵漏方法不断涌现，并朝着更大的深度、效率和适应性的方向发展。根据不同工程的地质条件、坝体质量和水头设计，从安全性、经济性、高效性和可行性等方面进行综合分析，确定适宜的防渗加固方案。通过试验确定相关施工参数，不盲目进行其他项目。

参考文献:

[1]刘佳云.水利工程建设施工技术的探讨[J].中国新技术新产品，2010.4．

[2]叶泽.钱塘江标准海塘西江塘段高压喷射防渗墙施工技术[J].浙江水利科技，2002.4.