水利工程中坝体防渗技术方案的优化策略

水利工程中坝体防渗技术方案的优化策略
摘要：科技的进步，促进水利工程建设事业得到快速发展。

在水利施工中，土
石坝最为常见的问题是由于多种原因所造成的渗漏以及裂缝问题，这也是造成土
石坝受到破坏的重要因素。

坝壳堆石体具有更加高的变形模量，而这种比心墙的
防渗体具有更高变形模量的情况，很容易导致非常严重的拱作用。

这种原因导致
在蓄水的过程中心墙出现水力劈裂现象，产生裂缝，严重危及了大坝的安全。

这
种情况会随着大坝高度的增加而逐渐突出。

本文就水利工程中坝体防渗技术方案
的优化策略展开探讨。

关键词：水利工程；坝体防渗；施工技术
引言
为满足水利工程稳定发展的需要，需针对其运作相关问题提出解决对策，实
现水利工程的建设目标。

水利工程渗漏环节的施工控制，对土石坝质量有重要的
影响。

现实工程施工中，由于受施工环境因素影响，坝体防渗工作不理想，不利
于其变形模量环节的有效控制，可能导致严重的拱作用力，产生裂缝问题。

因此
需对水利工程坝体防渗技术方案进行优化，保证工程施工的顺利进行。

1坝体渗漏原因
坝体渗透的原由有很多类型，同时在一个坝体内或许具有很多类型的渗透原由，存在耦合影响，导致渗透更严重。

这里，重要的原由有三点：（1）在增加
坝体高度建筑程序中，新旧坝体连接的位置不严密，进而形成渗漏状况。

因为要
按时维修养护，坝体通过很多次规模的加大，新旧防止渗漏处的连接处置不好，
存在隐患。

如果大坝内水位提升，坝体的防渗结构所负担的水力梯度会增多，存
在击穿的危险；（2）浸润线提升导致下游坝体滑坡不安稳。

因为计算存在差异，导致已经建筑完成的坝体中实际的浸润线要比设计的高，致使坝体的下游滑坡位
置一直处在湿润状况，进而对坝坡的安稳存在影响；（3）心墙以及斜墙缝隙渗水。

在坝体项目中，心墙以及斜墙都属于防止渗漏的手段。

因为心墙以及斜墙和
坝体别的位置建筑使用的物料不一样，所以变形状况不一样，在一个力度下出现
的形状改变也不同，致使心墙和斜墙裂开。

在缝隙的位置，因为渗漏水的水力会
冲击到心墙以及斜墙，冲刷掉防渗物料，进而导致防渗墙体失去其用途。

2土石坝防渗处理技术
2.1劈裂灌浆防渗技术
现行土石坝防渗加固技术主要有劈裂灌浆防渗技术，坝工应用土工合成材料
技术等。

坝体劈裂灌浆是应用水力劈裂原理，外向压力引起钻孔扩张，在土体内
产生裂缝。

劈裂灌浆理论是从产生坝体隐患原因入手，形成垂直连续的防渗帷幕，提高大坝的防渗能力。

应根据土石坝防渗工程具体情况，采用相应的工艺措施，
劈裂灌浆防渗技术主要适用于处理有轻微裂缝等隐患的土坝。

劈裂灌浆防渗技术
质量可靠，能大大改善坝体主要部位的变形稳定，其造价仅达到应用混凝土连续
墙技术的十几分之一，劈裂灌浆防渗技术可应用于很多不同地质条件下的地基防
渗加固。

其优点主要有防渗堵水效果好，施工方法成熟，工程费用低，可分部同
时施工，有加固作用。

2.2高压喷射灌浆技术
高压喷射灌浆技术的原理是利用高压泥浆的高压作用，破坏被灌地层的结构，使高压泥浆和被灌地层中的微颗粒互相渗透，形成高强度的壁状固结体，从而起
到防渗作用。

根据不同的地层结构和对坝体的防渗要求，高压喷射被分为定喷、
旋喷和摆喷三种。

高压喷射管技术的优点是搭接防渗效果好，设备简单，造价低廉，性价比高，效率高；缺点是施工过程中的机具多，并且对被灌地层的地质条
件要求高。

2.3土工合成材料防渗
土工合成材料是新型合成建材，广泛应用于各种岩土工程，可分为土工膜，
土工布与复合土工膜。

世界各国都非常重视土工合成材料技术的发展，土工合成
材料防渗主要应用于土坝的防渗斜墙等方面。

土工合成材料技术在土石坝除险加
固防渗领域具有明显的优越性。

土工膜由高分子聚合物制成，土工膜具有抗腐蚀
与老化等优点，广泛应用于地铁，园林等工程领域防渗。

复合土工膜具有延伸性
能耗，耐腐蚀等特点。

主要应用于加筋防渗工程。

复合土工膜在污水等非正常环
境条件下工作寿命可达40年。

3坝体防渗技术方案优化
3.1坝体防渗模式的优化
在施工环节中，要实行坝体的渗漏环节、裂缝环节运作原理的分析，实现现
实隐患的解决，促进土石坝综合效益的提升，大坝安全体系的优化，离不开实际
运作过程中的两大预防环节，分别是防渗体系及其大坝的安全管理体系，通过对
大坝的地质条件的深入分析，可以避免不均匀沉降地形的应用，实现坝体裂缝的
有效避免。

在日常施工过程中，要实现相关室内外土木试验的应用，促进压实粘
土的抗拉特性的深入分析，通过一系列有限元计算模式的优化，保证内部各个应
用体系的健全，通过其破坏条件的分析，可以实现相关影响条件的分析，对于渗
透破坏机制及防渗土料的自身运作问题，可以得到一系列资料的获取，有利于现
实工作的解决。

研究心墙水力劈裂及坝体裂缝产生、发展的机理，探索高土石坝
抗裂防渗的工程措施。

对心墙堆石坝的计算分析方法和程序进行完善，发展三维
有限元仿真算法，提高心墙水力劈裂可能性和裂缝发生预测分析的可靠性。

3.2坝体防渗体系的优化
水利工程建设的稳定运行，离不开对工程施工环节的分析，需要做好相关的
施工方案工作，实现其相关防渗加固技术的应用，促进工作人员的综合控制，只
有这样才能实现防渗效果的有效提升，促进工程建设整体应用质量的优化。

为此，要促进加固应用方案的应用，实现内部各个环节的有效协调，实现相关防渗墙应
用体系的健全，实现各个技术的有效配合。

通过应用新型防渗墙技术，可以有效
提升土木膜防渗环境的综合效益，提升工程质量效益。

套孔冲抓法防渗技术主要
适用于水体上施工，对填筑松散的坝体容易坍塌。

通过对劈裂帷幕灌浆模式的分析，此技术应用条件要求较高。

展开复合土工膜设计系统的完善非常必要，满足
起始高程的应用需要。

通过规范土工膜工序，满足水利工程施工要求。

复合土工
膜整平层抗滑系数K=1.6>1.4，满足要求。

蓄水后水压力对下垫层产生很大压力，
能够满足要求。

土坝劈裂灌浆技术的应用，可以优化土坝应力，实现内部各环节
的有效协调。

要深入分析坝体应力分布规律，促进灌浆压力的有效控制。

坝体建
设中，需对相关轴线开展相关泥浆灌注，提升坝体防渗能力。

通过各劈裂灌浆部
位优化，保障提升坝体应用质量。

造孔深度较隐患部位增加3m，泥墙厚度可设
计为5~20cm，根据土坝土质等合理确定。

泥墙设计容量，根据不同灌浆方法，
灌浆一年后为 1.4t/m3，可掺入适量水泥，加速浆液凝固，必要时通过实验确定，灌浆应用注浆全灌注。

结语
通过大量的实验得出来的水库坝体防渗技术在实际运用中收到了良好的效果，
防渗漏效果良好，为其他水利工程的施工提供了借鉴。

合理分析研究各种防渗漏技术，了解各种技术的优缺点，并根据实际的情况，选择合理的防渗漏技术运用到实际的水利工程中，是每个水利工程相关技术人员的责任。

参考文献
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