水利工程堤坝防渗及加固措施探讨

1、水利工程堤坝防渗及加固措施探讨摘要：多年来，水利工程在我国国民经济高速发展中发挥了重要作用，它的正常运行直接影响着国计民生。防渗加固工作作为水利企业工程施工项目管理活动中关键的一环，对维护水利工程系统的稳定性和安全性具有非常重要的作用。关键词：水利工程堤坝防渗滑坡锥探灌浆改革开放以前，我国堤坝防渗加固技术还比较落后，加固技术的配套性也存在很大缺陷，加固材料的质量也参差不齐，较多采用传统的粘性土截水槽、混凝土防渗墙、灌浆惟幕等措施。随着我国社会主义现代化建设的不断深入，通过大量的工程实践和科学实验，防渗加固技术发展极为迅猛，设备简单、操作方便、安全可靠；外观工艺质量好，施工效率不断提高，目前在这

2、方面的研究已跨入世界先进行列，对于水利工程的设计、施工等都具有重要的现实意义。1.水利工程中堤防出险的主要种类及施工方案1.1堤防出险的主要种类堤防出险主要有漫顶、渗透破坏、滑坡和开裂等失事形式，其中渗透破坏在堤防工程中最普遍。渗漏破坏包括四种形式，它们是流土、管涌、接触流土和接触冲刷。堤防渗透破坏险情可分为三种情况：首先，堤身内部遗留有屋基、墓穴、阴沟、暗道、腐朽树根等，导致堤身产生险情，主要表现为散浸、浪坎、坝身裂缝、坝内崩塌、漏洞等。其次，穿堤建筑物与堤身、堤基接触带产生接触冲刷，导致的险情，由于筑堤时普遍清基太浅，甚至没有清基，堤身堤基接触带物质较混杂。第三，堤基管涌险情，主要是由于堤

3、基土为黏土或壤土，层厚分布不均匀，局部夹层有较强的透水性所致。1.2堤防防渗的施工方案（1）堤身的防渗处理，可采用堤身锥探灌浆、堤基水泥土截渗墙、土工膜斜墙等防渗体。必要时还可堤身加高、培厚或翻挖重新填筑堤身。（2）堤防工程的特点，对堤防截渗墙，关键是要采用薄墙和保温性能好、保温材料廉价易得的材料才能有效地降低工程造价。目前常用的配料混合、浇铸、振动压缩、挤压造墙均可达到这一要求，其中深沉法最方便、最低成本。（3）对于在粗砂卵砾石含量较高地段，则应考虑采用冲击钻机配合液压抓斗成槽法开槽，采用塑性混凝土作为墙体材料，当然造墙成本也会大大提高根据堤防工程的特点。2.防渗加固技术分析2.1堤坝防渗处

4、理堤坝防渗施工中所出现不同形式的防渗处理方法。针对上述几种情况，我国防渗一般采用混凝土防渗墙与帷幕灌浆结合的方案来处理渗透或降低浸润线，前面才用木桩以防滑动，后面加压重以防倾覆等措施来提高抗滑稳定性安全系数。滑坡是最难处理的部分，要从滑坡的起因上解决问题。最好的途径是降低坝体浸润线，排除坝体和坝基渗水，提高板桩墙后复合土体的强度指标。近些年来，随着聚合物迅速发展而发展，采取边挖、边铺、边夯、边护的土工膜或复合土工膜防渗提高土体稳定性，以其重量轻、比强度高、耐腐蚀、易加工等优点得到越来越广泛的应用。2.2灌浆防渗的种类（1）所谓劈裂式帷幕灌浆，就是采用孔底注浆、全孔灌注的策略，用于加固堤身，防止

5、新的险情发生。其方法是根据堤坝曲直高低，河水之宽窄深浅，流速之快慢的不同情况，用岩石钻机，冲击回转式钻机或更简单的钻具，分别采用梅花形、孔排距为2.5m2.5m的布孔方式，沿堤坝轴线从大堤堤顶距背水堤肩1.5m处钻孔，一般孔距3m，孔深根据堤身情况分别从堤身险情、填土物质组成、密实度、渗透性等方面填土或穿过堤身钻入基础12m为宜。并采用自下而上分段灌浆施工方法，少灌多复；先导孔仍应自上而下分段进行压水试验；使得压力由大到小，灵活掌握。这样，可以较好地处理灌浆中出现冒浆、串浆、漏浆、涌水、灌浆段注入量大等各种问题，使灌入的泥浆沿堤的轴向的偏差不能够超过10cm，形成一道帷幕，最大限度地提高堤身的

6、工作效率和质量，防止渗漏的目的。（2）低压速凝式灌浆法一般用于堤身灌浆封堵洞穴管涌，它可根据工程所处的地理位置及地上、地下各种管线情况（即粘土层或砂砾层）分别采用ZQS50型气动手持式钻机钻孔，然后将搅拌好的浆体注入膨胀物体孔内，再以小于49kPa的压力向孔内灌入加进粘土水泥浆、粘土水玻璃浆、水泥粉煤灰混合物。（3）高压填充式灌浆主要用于地基灌浆托换加固，亦用于堤身单薄，蚁穴多的填充。用于基础灌浆时，须用KSZ-40型锚固工程钻机在需灌的堤段从堤顶钻孔，一期孔距为3m，二期也加密到1.5m。灌浆时压力限制：127.40166.60kPa功耗：静态功耗3.混凝土防渗墙技术（1）高压喷射防渗墙是借

7、助于高压水和高压气的混合射流冲击扰动地层土体，同时灌入水泥浆，使水泥浆液与被灌地层搅动的土石颗粒掺混，形成水泥凝结体。（2）自凝灰浆防渗墙是在性能良好的柔性防渗墙材料的基础上发展而来的。在水泥浆液中掺入少量膨润土即可制成稳定性“自凝灰浆，其性能特点是析水很少，在凝固前可作为造孔中的固壁泥浆，全部完工后再进行5-10分钟的自然风干，形成墙体起防渗补强作用。该技术在国、英国、法国、澳大利亚各均已使用，我国尚处于起步阶段。（3）垂直铺塑是利用一连串带有挖斗的斗链，通过链条及链斗连续挖掘出渣，使用一定浓度的泥浆固壁，开槽机连续不断地沿墙体轴线作业前移，成槽铺设后，随即回填保护层，以免应力集中和人为造损

8、伤。开挖深度为815m，槽宽为1530cm。（4）水泥土搅拌桩防渗墙。利用水泥作为固化剂，通过深层搅拌机把水泥浆喷入土体并搅拌，使水泥土土体强度大大提高，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应，硬结成墙，它的设计控制指标为：单轴抗压强度不小于1.0MPa，渗透系数K（5）帷幕灌浆是将一定配合比的浆液通过施加一定的压力压到岩层裂隙中，经过硬化胶结以后，形成结石，达到防渗或加固的目的。小浪底帷幕灌浆一律采用孔口封闭灌浆法，国际上一些高效率的施工方法，如GIN灌浆法是近十多年来流行的一种新型水泥灌浆法，促进了我国灌浆技术的发展。GIN灌浆法是一个科学的有使用价值的灌浆方法，由前国际大坝会议主

9、席隆巴迪博士首先提出的。隆巴迪认为，对任意孔段的灌浆，其所损耗的能量比例是相当小的，能量的消耗近似地同最终灌浆压力P和单位灌浆段吸浆量V的乘积成正比，PV就叫作灌浆强度值，即即PV=GIN值。4.结束语我国有许多水利堤坝需要进行防渗处理，堤坝防渗是加固土堤坝的一项重要技术措施。随着我国社会主义现代化建设的不断深入，通过大量的工程实践和科学实验，防渗加固技术发展极为迅猛，设备简单、操作方便、安全可靠；外观工艺质量好，施工效率不断提高，目前在这方面的研究已跨入世界先进行列，对于水利工程的设计、施工等都具有重要的现实意义。参考文献：1吴德文，汪桂芹，王秋.杨旗山水利枢纽大坝基础防渗墙施工J.黑龙江水专学报，2010，33（2）：142，145.2李志华，陈德汉，梁元宇.向阳山水库坝基高压喷射