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摘要：近年来随着我国经济以及科学技术都获得了极大的进步，在很大程度上促进了我国水利事业的发展。但是由于很多水利工程建设年限较早，需要对其实施防渗处理。本文首先分析了如何选择水利工程中堤防防渗施工方案，然后重点阐述了几种常用的堤坝防渗以及加固技术，以期能够推动我国水利事业的进步。
关键词：水利工程；堤坝；防渗加固
引言
近年来我国国民经济以及人们生活水平都得到了快速提升，同时科学技术也获得了质的飞跃。这些背景条件为水利工程的建设打下了坚实的基础，我国建设的水利工程项目越来越多，水利事业的良好发展为经济发展作出了重大贡献[1]。但是水利工程中的渗水问题一直是影响水利工程稳定运行的难点，如何采取有效措施对水利工程中堤坝防渗以及加固是该行业重点关注的问题[2-3]，本文主要介绍了一些常用的水利工程堤坝防渗加固技术，以期能够推动我国水利事业的进步。
1.水利工程中堤防防渗施工方案
（1）堤身防渗处理，可以采取劈裂灌浆、锥探灌浆以及截渗墙等防渗体。也可以对堤身进行加厚甚至是翻挖重新填筑堤身；（2）堤防截渗墙，为了有效控制工程造价，需要采取薄墙或者廉价材料，当前阶段常用的深沉法、开槽法、挤压法造墙都能够满足这一要求，造价最低的是深沉法，当墙深不超过20m的时候最有竞争力，高喷法造价相对比较高，适用于低下障碍物较多且施工场地狭窄的场合；（3）砂卵砾石粒径较大其含量比较高地层，可以采取冲击钻再加上其他开槽方式配合施工，这样会增加造墙成本，结合堤防工程特征，对这种地层险工段进行防渗处理的时候还可以采取盖重排水减压反滤保护等方法。
2.堤坝工程防渗加固技术分析
2.1 堤坝防渗处理
我国防渗通常情况下采取灌浆或者防渗墙措施来进行处理渗透或者降低浸润线，而通过压重或防滑桩等措施来提升抗滑稳定性安全系数。一般而言滑坡处理较为复杂，应该找到引起滑坡的根本原因。较好的处理方法就是减小坝体浸润线或者提升土体强度指标。土工合成材料近年来得到了一定发展，通过复合土工膜或土工膜来防渗、加筋材料来提升土体稳定性等应用较为广泛。在处理坝基渗漏方面的原则为：上游“铺、截、堵”，下游“导、减、排”，也就是在上游建造帷幕灌浆、防渗墙、铺盖等以降低渗漏量，在下游建造减压井、导渗反滤体以及排水沟等以减小扬压力。
2.2 堤坝灌浆防渗的几种方法
如图1所示为常用的堤坝灌浆防渗的几种方法。
图1 几种常用堤坝灌浆防渗方法
（1）劈裂式帷幕灌浆法。该种方法主要就是为了加固堤身，避免出现堤身渗漏。综合考虑堤坝曲直具体情况，通过浅孔轻便钻机或者更便捷的钻具，以直线布孔或者梅花形布孔的形式，沿着堤坝轴线从堤顶距离堤外肩1.5m的位置钻孔，通常情况下个孔之间的距离为3m，孔深通常都是以钻透堤身填土或者是穿过堤身钻入基础1～2m最为合适。采用自下而上、少灌多复的方式进行灌浆；首先使用较稀释的泥浆，然后慢慢替换为较稠的泥浆，以此循序渐进；压力从大变小，需要灵活掌握。通过上述措施能够很好的解决灌浆过程中出现的串浆、冒浆、局部隆起、滑坡等各类问题，这样灌入泥浆便沿着堤的轴向构成了一道帷幕，能够在很大程度上强化堤身质量、提升其坚固度，实现防渗的效果。
（2）低压速凝式灌浆法。该灌浆方式通常用在高危水位下实施抢险堵塞管涌，按照管涌所在位置地质状况的差异（如砂砾层或粘土层）需要采用不同类型的钻机进行钻孔，对于砂砾层或粘土层应该分别使用50型钻机和30型钻机。首先向孔内灌入泡水之后能够膨胀的物质，比如大米、黄豆等，然后向孔内注入速凝剂和水泥浆，压力不得超过49kPa。向孔内注入膨胀物质的目的体增大管涌内阻力，以此来减缓管涌内的水流速度，避免水泥浆和水一起流出；在此基础上加入水泥浆和速凝剂能够使得水泥浆快速凝固起到堵塞管涌的效果。
（3）高压填充式灌浆法。在堤基基础灌浆中主要用到高压填充式灌浆法，也适用于填充堤身溶洞、蚁穴等。具体操作时，需要在堤顶上用到50m工程钻机实施钻孔，通常情况下各孔之间的距离为1.5-2.0m，孔深应该钻入基础并且穿过砂层直至砾石层大约2m为最佳。灌浆过程中采用的压力通常为127.40-166.60kPa，套管下到填土层确保堤身的干燥，将水泥浆灌入基础部分砂砾层，再慢慢提升至土层，利用黄泥浆实施封孔。
（4）灌浆加固。浆砌石重力坝中适合采用该种方法，在坝的上游面实施灌浆加固，对缝隙和漏洞进行封堵，达到加固坝体以及提升防渗能力的目的。坝下游面追踪固结灌浆，如果下游坝面存在漏水或者溶蚀物出逸问题，在对应位置钻出水平孔或者斜孔，再埋注浆管实施灌浆，封堵漏水通道以及坝体裂缝、空洞，对坝体进行加固。适用于支墩坝和拱坝工程，对于重力坝工程最好是先明确扬压力同时设置排水孔，同时最好是坝前无水。
2.3 混凝土防渗墙技术
（1）高压喷射防渗墙。这种技术就是利用高压射流对坝基覆盖层实施冲击扰动，与此同时灌入水泥浆，使得被灌地层土颗粒和浆液掺混，构成防渗墙。
（2）自凝灰浆防渗墙。这种技术基于塑性混凝土墙技术。利用膨润土、水泥再配以适量缓凝剂制成自凝灰浆，可以作为造孔时的固壁泥浆，在完成施工之后能够自行凝固，构成墙体起到防渗加固效果。在法国、美国等地方这种技术已经得到了广泛应用。
（3）垂直铺塑。通过链斗式挖槽机连续挖掘出渣，以此形成连续槽孔，然后再利用泥浆固壁，成槽之后立即辅设防渗薄膜，在用粘土进行回填。通常挖槽深度不超过15m，槽宽大约在15～30cm范围内。这种方法适合用在砂壤土层中。
（4）水泥土搅拌桩防渗墙。将水泥浆利用深层搅拌桩机喷入土体中进行搅拌，使土体和水泥混合，经过一连串反应之后便硬结成墙。在2002年长江堤防防渗工程中就用到了该种方法，造墙面积总共为98×104m2，占到所有成墙面积69%。这种方法的优势在于成本较低，一般在90-130元/m2。在细粒料的土砂层或者含少量砾石的砂砾石层中最适合用该种方法。
（5）帷幕灌浆。这种方法就是通过钻孔将一定配合比的具有胶凝性和流动性的浆液压入岩层裂隙中，浆液经过胶结硬化之后能够提升岩基强度，使得岩基的抗渗性和整体性得到改善。孔口封闭灌浆法是我国常用的方法，另外，也有一些国际上效率较高的施工方法，比如自下而上纯压式灌浆法、GIN灌浆法等国内也有使用。所谓GIN法，其基本概念为：在对任意孔段进行灌浆时需要消耗的能量都是一个定值，该能量消耗值接近于该孔段最终灌浆压力P和灌入浆液的体积V之间的乘积PV，即为灌浆强度值（GIN）。因为在对裂隙岩体实施灌浆的时候，对于大裂隙时常注入量大所用压力小，相反，细裂隙时常注入量小所用压力高，所以，如果能够控制GIN为定值，碰到宽大裂隙时可以自动加大注入量，碰到致密地段时可以自动提升灌浆压力。欧美很多国家都广泛应用GIN法，使用效果较好。
3.结束语
我国有很多水利工程由于修建年限较长，其堤坝都需要实施防渗处理，以提升水利工程的防渗能力及其整体稳定性能。如何采取有效措施对水利工程中堤坝防渗以及加固是该行业重点关注的问题，对于我国水利工程来说具有重要的现实重大。
参考文献：
[1]叶德双.探讨水利工程堤坝防渗加固技术[J].黑龙江科技信息，2013（6）：235.
[2]霍建国.堤坝的防渗加固技术在水利工程中的应用[J].科技创新与应用，2013（28）：167.
[3]张伟，陈立.试论水利工程堤坝防渗加固技术[J].中国科技博览，2015（38）：24.
论文作者:黎开理
论文发表刊物:《基层建设》2016年6期
论文发表时间:2016/7/6
标签：防渗论文; 堤坝论文; 水利工程论文; 防渗墙论文; 水泥浆论文; 技术论文; 泥浆论文; 《基层建设》2016年6期论文;