茂名市鉴江流域水利工程管理局良德工程管理所 525232
摘要：水库大坝防渗有水平防渗和垂直防渗两种方式，由于垂直防渗效果好，目前已得到广泛应用。但垂直防渗类型多，应结合工程实际情况及每一种类型的特点，选择最适宜的类型，为此本文对垂直防渗的主要类型和施工特点进行了分析。
关键词：垂直防渗；类型；施工
渗漏威胁水库大坝安全，所以要进行防渗加固处理。防渗的方法分为水平防渗和垂直防渗两大类。水平防渗一般是在大坝上游做黏土铺盖或者进行放淤、吹填，通过延长水平渗径达到控制渗流的目的，由于水平渗径的增加有一定限度，因而必须配合减压排渗措施。垂直防渗是采用各种手段在大坝、坝基中做一道垂直的防渗幕墙，通过截水、阻水达到防渗的目的。通常，垂直防渗对渗流控制的能力更强，故而垂直防渗应用越来越广泛，因此本文对水库大坝垂直防渗的主要类型与施工特点进行了分析。
1 垂直防渗的主要类型
垂直防渗经过多年的发展和应用，产生了各具特点的众多类型，也形成了不同的分类方法，比较简单的分类方法是分为三类，即灌浆、防渗墙和垂直铺塑[1]，下面分别进行分析。
1.1 灌浆
灌浆是指将具有胶凝性的浆液，通过灌浆机械送至待灌浆部位（通常需要钻孔），充填坝体或坝基内的空隙，达到防渗目的一种技术。灌浆有多种分类方法，例如按灌浆用途可分为固结灌浆、帷幕灌浆、回填灌浆和接触灌浆等；按灌浆机理分为充填灌浆、劈裂灌浆和喷射灌浆；按灌浆所使用的材料分为水泥灌浆、水泥黏土灌浆、水泥-水玻璃灌浆、化学灌浆等；按灌浆压力分为高压灌浆、中压灌浆和低压灌浆。灌浆法具有施工简便、经济、适用范围广的特点，几乎各类型的大坝和地层都能找到适宜的灌浆方法。但灌浆属于隐蔽性工程，无法直观地看到施工效果，而且地下的情况往往比较复杂，所以在正式施工以前要进行灌浆试验，以确定灌浆方法和工艺参数。
1.2 防渗墙
防渗墙是采用各种方法通过开槽并浇灌适当材料，在坝体、坝基中形成一道连续的防渗墙体的技术。防渗墙的种类也很多，并有多种分类方法，例如按墙体材料分为钢筋混凝土防渗墙、塑性混凝土防渗墙、水泥土防渗墙、自凝灰浆防渗墙等；按成墙工法特征分为深层搅拌防渗墙、振动沉模防渗墙、冲抓套井回填防渗墙、射水法防渗墙、液压抓斗成槽防渗墙等[2]；按成墙机理分为置换法防渗墙、挤压法防渗墙、深层搅拌法防渗墙等；按结构形式分为槽孔防渗墙、桩柱防渗墙、组合防渗墙等。防渗墙的优点是防渗效果可靠、适应各类地层条件、施工方法多样，尤其是处理坝基渗漏、坝体渗透变形等隐患效果良好，但相对灌浆帷幕可能造价较高，近年来国外有人提出将防渗墙与灌浆结合起来形成一种混合防渗墙的技术，以便在造价与防渗效果方面更为均衡。
1.3 垂直铺塑
垂直铺塑是应用开槽机开出垂直槽孔，再将土工膜或塑料板放入槽孔中展开并形成防渗体，最后在土工膜或塑料板两侧回填土的一种技术。垂直铺塑防渗效果好、施工工效高、造价低廉，但目前土工膜的搭接技术还不够完善，对防渗效果造成一定影响，而且处理深度一般比较浅。
2 垂直防渗的施工特点
由于垂直防渗方法较多，下面仅对最常用的劈裂灌浆、高喷灌浆、深层搅拌防渗墙、抓斗成槽混凝土防渗墙、垂直铺塑技术的施工特点进行分析。
2.1 劈裂灌浆
劈裂灌浆技术是利用土坝轴线附近挤压力最小乃至为拉应力（最小主应力作用面）的特点，施以压力灌浆并将土坝劈开，泥浆填塞坝体裂缝、洞穴、软弱层等，从而形成平行于坝轴线的垂直防渗泥墙帷幕。主要适用于碾压质量较差或存在大量隐患的土坝、心墙坝以及黏性土、沙性土坝基，防渗泥墙厚度一般10～50cm，处理坝基深度约为大坝高度的一半，造价约50元/m2，工效大约200m2/（台•班）。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆工艺流程为：布孔→造孔→制浆→压力灌浆（每孔分5～10次灌浆）→终孔→封孔→顶面处理。灌浆压力50～300kPa，但常采用50～100 kPa。灌浆材料为黏土泥浆，可掺入约1%的水玻璃提高流动性，掺入约15%的水泥提高泥浆强度。
2.2 高喷灌浆
高喷灌浆的全称是高压喷射灌浆，通常泥浆泵喷嘴压力≥30MPa。按喷射方式分为旋喷、摆喷、定喷，按施工管数分为单管法、双管法和三管法。主要用于处理坝基，并适用于所有第四系地层。防渗体厚度可达80～270mm，处理深度可达70m。施工可灌性好，连接可靠，布置灵活机动，但造价较高，对砾石层约200～350元/m2，卵砾石层约450～650元/m2，工效约150～250m2/d。工艺流程为：布孔→钻孔→下放注浆管→制浆→喷射→提升→成墙→管路冲洗→孔口充填灌浆。除单管法，另两种均采用压缩空气，气压一般0.7～0.8 MPa。灌浆材料主要为水泥浆和水泥黏土浆，水灰比通常不超过1：1。
2.3 深层搅拌防渗墙
深层搅拌法防渗技术是在搅动土层的同时喷入水泥，从而形成圆柱状的水泥土桩，各个水泥土桩搭接成墙即为水泥土防渗墙。根据掺入的是水泥浆或水泥粉，而分为CDM工法（水泥浆）和DJM工法（水泥粉），一般前者常用；按搅拌头数，分为单头搅和多头搅；按工艺，分为一喷两搅、两喷两搅、两喷四搅等形式。主要用于加固坝体与坝基接触面、坝基浅层，适用的土层有黏土、砂土、粉质黏土、淤泥等。成墙厚度20～30cm，处理深度22m以内。工效约250～350 m2/d。工艺流程为：测量放样→吊装主机→预搅下沉→喷浆提升→转下一桩。CDM工法的水灰比一般在0.7～1.2，水泥掺量≤15%。
2.4 抓斗成槽混凝土防渗墙
抓斗成槽防渗墙技术是先浇筑混凝土导墙，再采用机械抓斗或液压抓斗抓取导墙内的土体，抓土的同时以泥浆护壁，槽孔深度达到设计深度后，放置钢筋笼，浇灌混凝土。按混凝土弹性模量大小，分为刚性混凝土和塑性混凝土，由于后者可减少水泥用量，并改善防渗墙力学性质和运行条件，所以目前应用更为广泛。按钻孔与抓土的工艺，分为纯抓法、纯钻法及钻抓法，后者又分二钻一抓、三钻两爪、四钻三爪等工法。墙体厚度≥45cm，处理深度不超过38m，主要适用于含卵石地层或软岩地基。工效较高，30m以内可达350～450m2/d。以钻抓法为例，工艺流程为：场地平整→导墙施工→钻机打主孔→抓斗抓副孔→清孔、槽孔验收→下放钢筋笼及浇筑用导管→浇灌混凝土。
2.5 垂直铺塑
垂直铺塑适于坝体、坝基防渗处理，包括各类土层以及小于10cm的砂卵石层，处理深度≤18m。造价低（只有16元/m2），工效高（600～800 m2/d）。工艺流程为：施工定线→开挖导沟→泥浆固壁→开槽机开槽→铺塑→回填土。开槽宽度一般不小于0.3m，成槽后下膜可采用重力沉膜法或膜杆铺膜法。对砂性地层，由于回淤快，槽底浓浆多，宜采用重力沉膜法；而对黏土、粉砂地层，宜采用膜杆铺膜法。土工膜的连接一般采用黏结方式，多采用热黏法，并且搭接宽度0.8～1.0m。土工膜在槽内展开30m以上即可开始回填，通过回淤结合填土填满槽孔。
3 结语
垂直防渗类型较多，每一种类型适用范围、工艺特点各不相同，应根据工程地质条件、功能要求、规模大小、环境影响、施工条件、投资造价等因素来综合考虑。没有一种类型可以“通吃”所有施工场合，最适宜的类型才是最好的。
参考文献：
[1] 庞琼，王士军，谷艳昌，等.土石坝垂直防渗加固措施综述[J].水利水运工程学报，2014（4）：28-36.
[2] 陆明志，孙远见.垂直防渗加固处理方法在水利堤坝工程中的选择[J].西部探矿工程，2015（5）：167-169.
论文作者:刘志龙
论文发表刊物:《基层建设》2016年8期
论文发表时间:2016/7/15
标签：防渗墙论文; 防渗论文; 坝基论文; 抓斗论文; 水泥论文; 类型论文; 黏土论文; 《基层建设》2016年8期论文;