堤坝防渗加固工程技术探讨

堤坝防渗加固工程技术探讨

高奎斌

高奎斌

湖北省漳河工程管理局湖北荆门448156

摘要：随着当前生态环境气候环境的变化，水资源利用问题也越来越突出，高效、安全地用水与治水倍受水利行业的关注。在当前水利建设市场大发展时期，渠道边坡或水利堤坝防渗加固等工程项目一直是水利工程的重要环节。笔者根据多年工作经验，列举了堤坝工程出险的常见种类，对堤坝防渗加固工程技术进行了探讨，与同行交流学习。

关键词：堤坝防渗；灌浆；防渗墙

1当前堤坝工程常见险情及原因

水利堤防基础建设在长期使用容易受到水力侵蚀、风化等自然破坏，导致堤坝出现渗透破坏、滑坡、开裂等险情，其中渗透对堤坝的破坏最大最常见。堤坝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。堤防渗透险情一般分为三种：其一，浇筑堤坝时自身组成物质的不均匀性和填筑密实度的不均匀造成的渗透，如部分堤段堤身为粉细砂、砂壤土土质或存在孔洞、裂缝等，导致使用过程中出现散浸、脱坡、漏洞、跌窝等险情。其二，堤身和堤基接触带产生的险情，由于筑堤时未清理干净堤身堤基接触带混杂物料。其三，堤基不牢靠密实，存在透水性较强的砂层、砂壤土层。

2堤防防渗应对策略的选择

堤坝渗透对其安全使用的影响是致命的，若堤坝出现渗透现象，应及时有效地解决。对于堤身的防渗，可采用截渗墙、锥探灌浆和劈裂灌浆等防渗体。必要时还可帮堤以加厚堤身或翻挖重新填筑堤身。目前常用的开槽法、深沉法、挤压法造墙，从造价方面考虑，深沉法最优，在墙深小于20m时最具竞争力。此外高喷法造墙在一些施工场地狭窄、地下障碍物较多时，有较好的适应性。对于砂卵砾石含量较高、粒径较大的地层，一般采用冲击钻并配合其他开槽方式成墙，根据工程现场情况，必要时采用盖重排水减压反滤保护等措施。

3.堤坝防渗技术

3.1防渗处理

当前我国在堤坝防渗上通常通过灌浆或构建防渗墙等方法来解决堤坝渗透问题，或是降低坝体浸润线、提高土体强度指标。随着现代化的土工合成材料发展，用土工膜或复合土工膜防渗和用加筋材料有很好的防渗效果。对坝基渗漏的处理一般是在上游修建铺盖、防渗墙，下游修建导渗反滤体、减压井或排水沟。

3.2堤坝灌浆防渗的常用方法

1）帷幕灌浆法。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。施工中根据堤坝曲直的实际情况，一般是用轻便钻机，呈梅花形布孔或直线形布孔，沿堤坝轴线从堤顶离堤外肩1.5m处钻孔，一般孔距3m，根据情况可加密至孔距1m,孔深根据堤身情况而定，可以钻透堤身填土，特殊情况下穿过堤身钻入基础1～2m。灌浆时由下而上，泥浆由稀到稠，压力由大到小，灵活掌握。以便较好地处理灌浆过程中出现的冒浆、串浆、滑坡、局部隆起等问题，使灌入的泥浆沿堤的轴向形成具有防渗效果的帷幕，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。当需要进行防渗加固的坝体面临高危水位时，常采用低压速凝灌浆法治理管涌等问题，该方法即根据管涌所处的位置的地质情况钻孔，然后先向孔内掺入浸水后易膨胀的物质，再向孔内灌入加进速凝剂水玻璃的水泥浆，这能使水泥浆很快凝固以堵塞管涌。

3）高压填充式灌浆法。该方法在堤基基础灌浆时采用，在堤身蚁穴、溶洞的填充上应用效果尤佳。在堤坝基础灌浆工程中，先用工程钻机在需要灌浆的堤段从堤顶钻孔，设计孔距一般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。灌浆时为保证堤身干燥一般把套管下到填土层，基础部分砂砾层灌入水泥浆，逐渐提升到土层，最后以黄泥浆封孔。这种灌浆法主要用于治理因基础地质不良如蚁穴、溶洞而引起的管涌。

4）灌浆浇筑防渗体。该方法一般在砌石重力坝的防渗中使用。在堤坝上游面固结灌浆，来堵塞漏洞或缝隙，以提高坝体的承载能力和密闭性，加固坝体并提高砌石重力坝的防渗性能。在堤坝下游面追踪固结灌浆，于下游坝面有漏水或溶蚀物流出的区段，进行水平向或斜向钻孔，通过注浆管进行灌浆来堵塞砌石重力坝的漏水孔或裂缝，同时也加固了坝体，增加了坝面稳定性和抗冲刷能力。这种灌浆工艺在拱坝和支墩坝工程的防渗工程中被更多的采用，但使用这种方法时最佳条件是坝前无水。坝面重新剔勾缝，剔缝后，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及坝体稳定性、密闭性和抗冻融、抗风浪冲蚀能力。该方法常被称为“前堵、中截、后追踪”的灌浆治漏加固方法。

3.3混凝土防渗墙

1）高压喷射防渗墙

在工程钻机钻至设计的深度后，通过高压射流来冲击扰动坝基覆盖层，与此同时灌入高强度水泥浆，使水泥浆液与被搅乱的地层土颗粒掺混，凝固后在土体中形成形状固定的、有稳定性能和防渗结构，达到防渗效果。水泥是灌浆的主要材料，强度根据工程防渗与堤坝加固设计的要求来定。高压喷射防渗墙的方法优点是工程成本较低，施工速度快，固结体强度可灵活掌控，可靠性高，应用广。

2）自凝灰浆防渗墙。自凝灰浆防渗墙的前身是塑性混凝土墙。它的使用方法是在水泥、膨润土中掺入少量缓凝剂，制成可自凝的灰浆，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，起到坝体防渗补强作用。该技术在我国还处于初级阶段。

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。在堤坝砂壤土层中尤为实用，工程防渗效果好。

4）水泥土搅拌桩防渗墙。该方法运用深层搅拌桩机在堤坝地基一定深度范围内把水泥浆喷入土体并强制搅拌，使水泥和土体产生一系列反应，使原来的土质硬结，凝结形成具有整体性、水稳性、一定强度和防渗能力的水泥土墙体防渗墙。改方法在长江堤防防渗工程中被广泛应用，其优点是造价低，设备简便，墙厚为25～30cm时，在深15m范围内墙体完整性较好。根据目前的深层搅拌法，防渗搅拌桩应布置成壁状，即相邻搅拌桩部分重叠搭接，组成水泥土挡墙。改方法适用于细粒料的土砂层及含少量砾石的砂砾石层，对区域狭长地质条件复杂，沉降要求高的工程更为适合，除防渗功能外，还能保护边坡稳定。

4.结束语

当前我国水利建设正在大发展时期，为加强堤防安全，提高水资源利用率，许多水库等亟需进行防渗处理，堤坝防渗加固尤为重要。对此，更多的防渗加固技术将应用到工程建设中，本文旨在此提出浅显的措施，与同行学习交流。