水利工程防渗处理技术指南(试行)

水利工程防渗处理技术指南(试行)一、基本规定1.1技术原则水利工程防渗处理应遵循“上堵下排、防排结合、因地制宜、安全耐久”的原则，新建工程防渗系统应与主体工程同步设计、同步施工、同步验收；已建工程除险加固防渗应结合工程运行现状，优先选择对正常运行影响小、工期短、造价合理的技术方案。防渗方案设计应依据工程等级、水文地质条件、渗漏特征、水头高度、水环境要求，通过多方案技术经济比选确定。1级、2级主体防渗工程设计使用年限不应低于50年，3级及以下主体防渗工程设计使用年限不应低于30年。1.2前期勘察要求防渗处理施工前应完成针对性专项水文地质勘察，查明核心参数包括：渗漏通道的位置、规模、延伸方向，透水层的平面分布、厚度、原位渗透系数，不透水层的埋深、起伏形态，地下水的补给、排泄条件，地基岩土的物理力学性质；对于已建除险加固工程，还应查明渗漏量、渗漏年内变化规律、渗透破坏发展程度。勘察成果应满足防渗方案设计深度要求，原位渗透系数检测相对误差不应大于10%，透水层埋深探测相对误差不应大于5%。1.3通用性能要求各类防渗体应满足以下核心指标：1级、2级工程主体防渗体渗透系数不应大于1×10^-5cm/s，允许渗透坡降应不小于设计最大水力坡降的1.5倍；防渗体应具备与工程变形适配的强度和柔韧性，满足抗冲刷、抗老化、抗溶蚀要求，不得对水体和地下水造成污染。二、常用防渗处理技术及施工控制要点2.1混凝土防渗墙技术（1）适用条件：适用于10m~80m深厚覆盖层坝基、险工坝段、堤防截渗、水库坝基防渗处理，适用于设计水头大于20m的水利工程，是高坝深厚透水坝基防渗的首选技术。按性能可分为普通混凝土防渗墙、塑性混凝土防渗墙、固化灰浆防渗墙，其中塑性混凝土变形适应性强，可适应地基不均匀沉降，应用范围最广。（2）性能指标：塑性混凝土防渗墙28d立方体抗压强度为5MPa~20MPa，弹性模量为1000MPa~5000MPa，渗透系数不应大于1×10^-7cm/s，允许渗透坡降不小于50；普通混凝土防渗墙28d抗压强度不低于15MPa，渗透系数不大于1×10^-8cm/s，允许渗透坡降不小于80。（3）施工控制要点：①槽孔建造：槽孔分两序施工，主孔孔位偏差不应大于3cm，孔斜率不应大于0.4%，槽段实际厚度不得小于设计厚度，相邻槽孔孔底高差不应大于1m；②接头处理：一期槽孔浇筑完成后，接头面采用钢丝刷反复刷洗，直至露出新鲜混凝土面、无泥皮淤积；采用搭接接头时，搭接长度不应小于15cm，采用接头管法施工时，拔管时间控制在混凝土初凝后终凝前，防止接头塌孔或断接；③混凝土浇筑：采用直升导管法浇筑，导管间距不应大于3.5m，导管底部距槽底距离控制在15cm~25cm，浇筑过程中导管埋入混凝土深度控制在1m~6m，槽孔内混凝土面上升速度不应小于2m/h，同一槽段内混凝土面高差不应大于0.5m，浇筑不得中断，终浇高程应高出设计高程0.5m以上，清除表层浮浆和软弱层后满足设计高程要求。（4）质量控制要点：每浇筑100m³混凝土制取1组抗压强度试件，每500m³制取1组渗透系数试件；单元工程完工后，采用钻孔取芯、超声波透射法检测墙身完整性，合格标准为墙身连续，无夹泥、断墙、孔洞等缺陷。2.2高压喷射灌浆防渗技术（1）适用条件：适用于砂性土、粉土、淤泥质土，卵砾石含量不超过30%、最大粒径不超过100mm的松散地层，可用于堤防渗截渗、坝基渗漏处理、已有防渗体缺陷修补，适用深度范围为5m~50m，适用于设计水头不超过30m的工程。（2）性能指标：喷射凝结体28d渗透系数不应大于1×10^-6cm/s，允许渗透坡降不小于30，砂层中凝结体抗压强度为3MPa~10MPa，卵砾石层中为5MPa~15MPa，防渗成墙最小厚度不应小于20cm。（3）施工控制要点：①孔位布置：防渗墙采用摆喷或定喷成墙，孔距设计为1.0m~2.0m，根据地层透水性调整，孔位偏差不应大于5cm，孔斜率不应大于1%，孔深偏差不大于20cm；②施工参数：三管法施工时，高压水压力控制在35MPa~40MPa，流量70L/min~100L/min，压缩空气压力0.6MPa~0.8MPa，流量0.8m³/min~1.2m³/min，水泥浆液采用P·O42.5级普通硅酸盐水泥配制，水灰比1:1~0.8:1，浆液压力0.2MPa~0.6MPa，流量60L/min~100L/min，提升速度8cm/min~15cm/min，摆喷摆动角度15°~30°，旋转速度6r/min~12r/min；③搭接处理：分段施工相邻桩体搭接长度不应小于20cm，新桩施工与已完成凝结体施工间隔不应超过24h，间隔超过24h应增设搭接孔，保证墙体连续性。（4）质量控制要点：每10个施工孔制取1组浆液试块检测强度，完工28d后采用围井压水试验检测渗透系数，每1000m防渗墙布置不少于1个检查点。2.3水泥土搅拌桩防渗墙技术（1）适用条件：适用于淤泥、淤泥质土、黏土、粉土、松散砂土等软土地层的堤防、堤基截渗，适用深度不超过25m，设计水头不超过15m，具有施工速度快、造价低的优势，是中小型堤防除险加固的主流技术。（2）性能指标：防渗墙28d无侧限抗压强度不应小于1.0MPa，渗透系数不应大于1×10^-6cm/s，允许渗透坡降不小于25，成墙最小厚度不应小于20cm。（3）施工控制要点：①桩位布置：采用双轴或多轴搅拌施工机械，桩径一般为500mm~700mm，相邻桩搭接厚度不小于15cm，双轴搅拌桩桩距控制为400mm~550mm；②材料参数：水泥采用P·O42.5级普通硅酸盐水泥，水泥掺入量为被加固土体质量的12%~20%，淤泥质土中掺入量不低于18%，水灰比控制为0.45~0.6；③施工过程：全程采用下沉、提升两次搅拌工艺，下沉速度不大于1m/min，提升速度不大于0.8m/min，桩身垂直度偏差不大于1%，桩位偏差不大于5cm，因故停浆超过3h，应重新钻孔造桩，相邻桩施工间隔不超过12h，保证冷接头搭接质量，桩顶应高出设计高程50cm，开挖清除表层软弱浮浆后满足设计要求。（4）质量控制要点：每200m墙长制取1组无侧限抗压强度试块，完工28d后采用钻孔取芯检验桩身连续性和强度，取芯数量每500m墙不少于1组。2.4帷幕灌浆防渗技术（1）适用条件：适用于混凝土坝基岩防渗、砂砾石坝基防渗、坝肩绕渗处理，适用于设计水头大于30m的高坝工程，是基岩坝基防渗的核心技术。（2）性能指标：灌浆完成后，1级、2级坝坝基透水率不应大于1Lu，3级及以下坝坝基透水率不应大于3Lu，砂砾石坝基渗透系数不应大于1×10^-5cm/s。（3）施工控制要点：①灌浆分序：按三序施工，先施工Ⅰ序孔，再施工Ⅱ序、Ⅲ序孔，孔序间施工间隔不小于48h，防止串浆和保证浆液凝固；②孔位控制：孔位偏差不大于10cm，孔斜率偏差：深度小于50m的孔不大于1%，深度大于50m的深孔不大于1.5%；③灌浆参数：灌浆压力通过现场试验确定，一般为设计最大水头的1.5~3倍，最大灌浆压力不超过地层容许劈裂压力，防止坝体抬动变形；灌浆结束标准为：在设计灌浆压力下，孔段注入率不大于1L/min，延续灌注30min后结束。（4）质量控制要点：灌浆结束14d后进行质量检查，检查孔数量为总灌浆孔数量的5%~10%，检查孔做压水试验，透水率合格率达到100%为合格。2.5劈裂灌浆防渗技术（1）适用条件：适用于均质土坝、均质堤防的堤身、坝身渗漏处理，适用于坝高小于30m的已建工程，可有效处理坝身裂缝、散渗问题，造价低，施工方便。（2）性能指标：灌浆后坝身渗透系数不应大于1×10^-5cm/s，浆脉连续厚度不小于10cm，坝体浸润线降低满足设计要求。（3）施工控制要点：沿坝轴线布置灌浆孔，孔距2m~5m，分三序施工，灌浆压力控制为0.1MPa~0.3MPa，不超过坝体容许拉应力，防止坝体异常开裂隆起，灌浆结束标准为坝面连续冒浆、坝体隆起量达到设计要求后停止。（4）质量控制要点：灌浆完成后半年进行检查，通过钻孔注水试验检测渗透系数，每500m坝长不少于1个检查点。2.6土工合成材料防渗技术（1）适用条件：适用于渠道防渗、水库库区防渗、围堰防渗、尾矿坝防渗，适用于设计水头不超过15m的大场地防渗工程，具有防渗性能好、施工速度快的优势。（2）性能指标：常用防渗材料为聚乙烯（PE）土工膜、聚氯乙烯（PVC）土工膜、复合土工膜，土工膜厚度不小于0.5mm，渗透系数不大于1×10^-11cm/s，断裂伸长率不小于300%；复合土工膜的无纺土工布单位面积质量不小于200g/m²，起到保护土工膜和反滤作用。（3）施工控制要点：①基础处理：铺设基面应平整，平整度偏差不大于5cm/m，清除所有尖锐石块、杂物，基面坡度不陡于1:2；②铺设要求：土工膜采用从下向上顺序铺设，预留5%~10%的余幅，避免受张拉变形破坏，不得张拉过紧；③拼接处理：采用热合焊接，双焊缝工艺，每条焊缝宽度不小于10mm，焊缝间隔10mm~20mm，搭接长度不小于15cm，焊缝采用充气法检测，充气压力0.15MPa~0.2MPa，保持5min压力降不大于0.02MPa为合格；④锚固与保护：土工膜周边应锚固在周边混凝土齿槽或岩土锚固沟内，锚固深度不小于0.5m，土工膜上方应设置保护层，采用壤土保护层时厚度不小于30cm，水下部位保护层厚度不小于50cm，防止土工膜被尖锐物刺破。（4）质量控制要点：每1000m²焊缝抽取3个检测点，不合格加倍检测，所有焊缝100%进行外观检查，无虚焊、漏焊。2.7填筑式防渗体技术（1）黏土心墙/斜墙防渗：适用于当地有充足黏土料源的新建土石坝、堤防，黏土防渗体渗透系数不应大于1×10^-5cm/s，有机质含量不大于5%，塑性指数15~25；分层填筑，每层铺土厚度200mm~300mm，1级、2级坝压实度不小于98%，3级及以下坝不小于96%，相邻填筑段搭接碾压宽度不小于1m，与岸坡、混凝土结构连接部位设置齿槽，涂刷黏土浆保证结合紧密。（2）沥青混凝土防渗：适用于面板堆石坝防渗面板、大型渠道防渗，沥青混凝土渗透系数不大于1×10^-7cm/s，马歇尔稳定度不小于5kN，流值20~40（0.1mm）；分层摊铺，每层摊铺厚度100mm~150mm，碾压初压温度不低于130℃，终压温度不低于70℃，施工缝横向错开不小于1m，纵向错开不小于2m，保证接缝密实。三、不同部位防渗处理技术选型3.1坝基防渗：深度大于30m的深厚覆盖层坝基优先选择塑性混凝土防渗墙；深度10m~30m的覆盖层优先选择高压喷射灌浆或水泥土搅拌桩防渗墙；基岩坝基优先选择帷幕灌浆；局部透水层渗漏优先选择高压喷射灌浆补漏。3.2坝体防渗：均质土坝坝身渗漏优先选择劈裂灌浆；黏土心墙/斜墙渗漏缺陷优先选择高压喷射灌浆补墙或迎水面土工膜防渗；混凝土面板堆石坝面板渗漏优先选择柔性防渗涂层修补或复合土工膜面板覆盖；坝体与岸坡、混凝土结构接触渗漏优先选择接触灌浆+表面防渗处理。3.3堤防防渗：堤身渗漏优先选择劈裂灌浆；堤基渗漏深度小于25m优先选择水泥土搅拌桩防渗墙，深度25m~50m优先选择高压喷射灌浆防渗墙；迎水面防渗可采用复合土工膜铺设，适用于低水头堤防。3.4渠道与库区防渗：流量小于10m³/s的中小型渠道优先选择混凝土衬砌防渗；流量大于10m³/s的大型渠道、水库库区优先选择复合土工膜整体防渗；局部渗漏点优先选择灌浆处理。四、质量检验与验收4.1过程检验：所有防渗工程每道工序完成后必须进行过程检验，工序不合格不得进入下一道施工，主控项目合格率应达到100%，一般项目合格率不应低于70%。4.2完工检验：防渗工程完工后，应针对设计要求的防渗性能指标进行专项检测，包括：现场压水试验、注水试验检测渗透系数，钻孔取芯检测防渗体完整性和强度，土工膜焊缝气密性检测等，不合格部位应进行返工处理，局部缺陷可采用补灌、补打桩、补缝等方式处理，重新检测合格后方可验收。4.3验收：单元工程验收应提交工序检验记录、材料检验报告；分部工程验收应提交单元工程质量评定资料、专项检测报告；竣工验收应提交防渗工程专项安全检测报告，满足设计要求后方可投入运行。五、运行维护5