水利工程施工中堤坝防渗加固技术的探讨

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　　摘  要：堤坝作为水利工程项目建設的重要部分，其在整个工程项目中所起的作用不可小觑。然而，水利工程堤坝施工建设以及应用过程中存在着很多的问题，其中渗漏问题应当加强重视和采取有效的措施予以防控。文章先对现阶段堤坝工程渗漏原因进行分析，并在此基础上就防渗加固措施和技术的合理选择和具体的技术要点谈一下个人的观点与认识，以供参考。
　　关键词：水利工程;堤坝建设;防渗加固技术
　　中图分类号：TV871         文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）05-0153-02
　　Abstract： As an important part of water conservancy project， dam plays an important role in the whole project. However， there are many problems in the construction and application of DAMS in water conservancy projects， among which leakage should be paid more attention and effective measures should be taken to prevent and control. This paper first analyzes the causes of seepage in dam engineering at present stage， and on this basis， discusses the reasonable selection of anti-seepage reinforcement measures & technologies and specific technical points in personal views and understanding for reference.
　　Keywords： water conservancy projects; dam construction; anti-seepage reinforcement technology
　　堤坝工程的防渗加固环节是至关重要的，其关系着整个水利工程项目的施工建设效果，而且直接影响着该工程项目施工建设质量及其服役实效。虽然在以往的水利堤坝工程防渗施工处理中，采取了一些措施和方法，但是部分堤坝防渗处理效果并不理想。基于此，实践中应当立足实际，结合工况条件和特点，认真分析堤坝渗漏成因，并在此基础上合理选择堤坝防渗以及加固处理的技术手段。
　　1 水利工程堤坝渗漏原因分析
　　水利工程项目施工建设过程中，尤其是堤坝工程施工时堤坝渗漏问题较为常见。调查发现，目前国内很多堤坝工程建于上世纪七八十年代，因当时技术和施工设备等条件有限，所以无法有效确保工程项目最终的施工建设质量达标。同时，因受到社会各种环境因素影响，长期失修而导致很多堤坝工程出现渗漏问题，甚至存在垮塌风险。对于以往的堤坝工程而言，很多工程项目规划与施工建设同步，导致出现施工标准性和专业性缺失的问题。在这一时期，为数不少的施工单位为了追求工期，在并未充分考虑工况条件的情况下，最大限度地缩短施工时间。因堤坝工程施工缺乏规范性，所以导致堤坝渗漏等弊端和问题层出不穷。值得一提的是，导致出现堤坝渗漏问题的另一个原因是施工机械设备。通常情况下堤坝渗漏不只是施工所致，施工过程中所使用的机械设备也是一个非常重要的影响因素。比如，堤坝工程建设实践中，未能严格进行质量监管，也未做好监理工作，导致较为普遍地出现各种质量问题。比如，堤坝夯实时缺少碾压设备，导致碾压质量受到影响，无法达到预期的目标和效果。再如，填料操作过程中有杂质混入其中，土块未完全粉碎或者土层过厚等，都会影响堤坝施工质量及其服役年限。其中，如果接头、分段处理时搭接不到位，则会导致新旧结合施工质量不达标，结构层分层导致水利工程堤坝防渗性能差，堤坝渗漏问题严重。同时，后期维护工作落实不到位也是堤坝渗漏的一个重要原因。堤坝维护时多采用承包制方式，导致堤坝未安排专人负责管理，久而久之也就导致机械设备破损或者锈蚀，旱季或雨季难以安全运行，严重时部分堤坝有决堤风险。
　　2 水利工程堤坝渗漏加固处理措施的基本原则分析
　　针对上述不同类型的堤坝渗漏成因分析，作者认为实践中应当针对性采取一些措施，加强防渗加固处理，并且在方式和方法上应合理选择最佳防渗方案，对整个施工流程重新进行科学规划。实践中无论采取何种防渗加固处理技术手段，都应当保证堤坝的原有状态，不能对其造成二次破坏。举例而言，如果堤坝出现了有害的渗水问题或者病害，则可以采用机械推填以及透水后堵的处理措施，在靠近水域处适当增加一些防渗斜墙，并且利用压实法来增强堤坝结构的防渗效果;对于因流水冲刷而造成的堤坝渗漏问题，建议采用贴坡反渗技术和方法对其有效处理，并且配合应用垂直防渗墙来有效增强堤坝结构自身的防渗性能和效果;对堤坝基础建设面渗漏问题，在加固处理过程中建议选择降压注浆、高喷注浆等模式，这有利于堤坝邻水面整体防渗效果的增强。诸如此类的选择方案很多，但无论采用哪种具体的防渗措施和加固处理方法，都必须综合考虑堤坝情况，并在此基础上选择科学合理的防渗加固处理方案，以免对堤坝结构造成损害。这不仅是堤坝防渗加固处理的有效措施，而且也是应对堤坝渗漏问题的基本操作方案和原则。
　　3 水利堤坝防渗加固处理技术要点分析
　　目前堤坝渗漏处理过程中可采用的方式方法很多，本文针对其中应用效果较好的几种技术方法分析如下：
　　3.1 渗漏涌水处理技术 　　实践中可以看到，一旦堤坝出现涌水问题，则会造成各种突发性事故或者灾害。从目前国内外研究现状而言，涌水应急抢险过程中可采用的技术手段有限，技术瓶颈主要体现在水反应材料会导致涌水冲散;比如，日本核电站建设过程中的核泄漏问题造成的影响较大，采取了一定的补救措施，水反应材料就是其中的主要封堵技术手段。就本工程和类似项目而言，作者认为应当采用高聚物材料以及施工技术方法，确保水反应以及扩散机理和膨胀扩散机理较为显著，特别是使用水下和膜袋技术等使处理效果更加显著。
　　3.1.1 导管注浆措施
　　就局部渗漏问题而言，实践中多采用的是导管注浆法进行施工作业，并且将适量的高聚物注浆材料布设在预定位置并使其膨胀，以此来实现土体空隙以及接触缝隙填充之目的。就其挤密作用而言，土体可以更为密实，而且最终成为稳定、坚固的防渗体系，在防渗堵漏方面具有显著的应用效果。导管注浆技术多用于坝基、坝肩渗漏以及涵闸等位置的渗漏处理。
　　3.1.2 膜袋注浆以及封堵管涌措施
　　该项技术主要利用膜袋膨胀作用对涌水进行快速封堵，并且采用适当的注浆材料进行袋内膨胀，然后填充管涌入口。膜袋注浆措施的有效应用，对管涌通道可以进行有效的封堵，以此来实现防渗漏目的。
　　3.2 防渗墙技术
　　3.2.1 高压喷射方法
　　从实践来看，该种施工技术手段主要是基于高压喷浆机械设备的应用，将水泥浆由高压喷嘴进行喷射，利用其高压冲击力对堤坝基部的覆盖物产生扰动，在喷射过程中，水泥浆灌入堤坝根基，同时对砂砾和土产生一定的搅拌作用，水泥浆凝结后会从堤坝根基向上形成一道防渗墙，从而达到阻止水渗透的效果。这项技术在施工实践中应用较为广泛，同时随着科技水平的不断提升，也为本项技术的创新发展起到了基础性的促进作用。虽然该技术的应用难度要求不高，而且施工中的成本也相对较低，但是其整体防渗效果较为理想。
　　3.2.2 自凝灰浆法
　　对于该种技术方法而言，其起步相对较晚，现阶段国内仍处于探索阶段，目前的技术仍不够成熟。就施工技术工艺而言，主要是在水泥以及膨润土中掺入适量的缓凝剂，由此制作的自制灰浆在施工时通过自凝灰浆的凝固即可形成防渗墙。需注意的是，在具体施工时若要造孔，则应当在灰浆尚未凝固前就要完成，以避免孔沿对防渗墙性能产生不利影响。
　　3.2.3 水泥搅拌桩法
　　该项技术在堤坝建设过程中较为常用，其主要施工技术方法是搅拌机对水泥充分搅拌，在搅拌水泥过程中会产生一定的化学反应，而且凝结时逐渐变坚硬，这样水泥与土融合在一起，形成非常坚固的防渗墙。该项技术多用于填充砂砾以及土质地基，防渗墙防渗效果非常显著。值得一提的是，该技术广泛应用于堤坝工程，不仅可以起到很好的防渗效果，而且能够有效改善地基基础质量。
　　3.3 灌浆防渗措施
　　3.3.1 劈裂式帷幕灌浆技术
　　该项技术方法主要是基于加固堤身和有效防止堤身出现渗漏而产生的。因坝体自身曲直程度不同，钻机采用形式也存在一定的差异。对于浅孔钻机，通常采用梅花形布孔模式，沿堤坝直线由顶部向外钻孔1.5米，孔距控制在3米左右。在实践中，会基于工程项目的实际情况进行调整，上下控制在1至2米之间。在实践中，还可以选择直线布孔方法，灌浆方式为自下而上，逐渐注浆，这有利于缓解压力和有效防止灌浆时出现漏浆或者滑坡等问题。上述方法的应用，可以有效提高堤坝质量及其坚固度，以此来防止堤坝渗漏。
　　3.3.2 低压速凝式灌浆法
　　该项技术方法主要应用于高危水位的堤坝抢险，并根据管涌情况合理选择钻孔。先向孔中灌注水泥浆，确保选择的水泥浆待膨胀后不超过49kPa压力，并且注入适量的膨胀物质，这样可以使管涌内阻力增大，以免水泥浆流出。同时，还可以加入适量的速凝剂，这有利于水泥浆快速凝固，然后将管涌堵塞。
　　3.3.3 高压填充灌浆技术
　　针对堤基的实际情况采取高压填充的灌浆措施，可有效填充堤身漏洞。灌浆操作过程中利用50米长度的工程钻自上而下进行钻入，同时孔距保持在1.5至2.0米。由于此时需确定最佳钻孔深度，因此灌浆过程中压力需控制在127.4至166.6kPa之间，而且套管入底层时应当保持堤身干燥性。砂砾层逐渐灌入适量的水泥浆，再慢慢将其提升，从而实现填充堤身漏洞的目的。
　　3.3.4 灌浆加固措施
　　该项技术多应用于浆砌石重力坝，其目的在于对坝上油面灌浆进行加固，避免漏洞以及裂缝变大，而且能够有效稳固坝体以及提高其防渗性能，从而最终增强其承载力。如果坝体不稳固，则很可能会造成非常严重的不利后果。比如，下游位置不牢固，则容易导致出现斜孔、水平孔问题;并在灌溉過程中出现堵塞漏水管道以及坝体空间等问题。实践中为有效避免此类问题的出现，建议利用反向灌注法来稳定坝面以及提升抗冲刷力。
　　4 结束语
　　总而言之，水利工程堤坝防渗加固处理过程中可采用的技术方法有很多种，实践中应当立足实际，结合工况条件和特点，采取有效的措施和方法进行技术要点控制，这样才能有效确保堤坝防渗效果，保障堤坝以及水利工程能够实现其价值。
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