坝体工程中防渗施工技术

浅谈坝体工程中防渗施工技术
摘要：我国拥有丰富的水资源以及数量庞大的水利工程设施，它们分布广泛，坝型多样，在防洪抗旱方面发挥着重要作用，同时为居民生活、农业灌溉和工业生产提供水源。

而在许多水利工程中，坝体渗水是普遍存在的一个问题。

本文通过讨论坝体渗水形成的原因以及几种应用广泛的防渗施工技术，为我国的水利工程施工提供参考和指导。

关键词：水利工程坝体防渗施工技术
我国的水电是整个电力供应系统中的重要组成部分，根据中国国家发展改革委发布的2010年电力运行情况显示，2010年全国发电量41413亿千瓦时，比上年增长13.3%，其中水电6622亿千瓦时，增长18.4%。

水利工程的建设和维护将直接影响到水电的供应，以及其防洪减灾能力。

而许多水利工程经过多年的运行，都不同程度地存在一些病险问题，包括坝体开裂、滑坡和渗透破坏等，其中尤以渗透破坏为主，所以坝体的防渗措施是坝体维护和维修的重点工作。

一、坝体渗漏原因
坝体渗漏的原因有多种，并且在同一坝体中可能存在多种渗漏原因，产生耦合作用，使渗漏恶化。

其中，主要原因有如下三种：在加高坝体施工过程中，新老防渗体衔接处衔接不严实，从而产生漏水现象。

由于需要定期维护，坝体经过多次扩建后，新老防
渗体的衔接处理不严，留下隐患。

当坝内水位升高时，其防渗体承受的水力梯度将明显增加，有被击穿的风险。

浸润线抬高使下游坝坡失稳。

由于设计不正确，在已建立的坝体中，常常存在实际浸润线比设计计算的要高，导致坝体的下游坡面长期处于湿润状态，从而影响坝坡的稳定。

心墙、斜墙裂缝漏水。

在坝体工程中，心墙、斜墙都是防渗设施。

由于心、斜墙与坝体其他部分的填筑土料不同，因而变形模量不同，在同一作用力下产生的变形也不一样，导致心、斜墙开裂。

在裂缝处，由于渗透水的水力坡降冲刷心、斜墙，会带走防渗体土料，从而使防渗体失去防渗作用。

二、防渗墙施工工艺
防渗墙施工有多种方法，其中射水法、锯槽法、链斗法和多头深层搅拌法应用最为广泛。

射水法成墙技术。

射水法主要是利用造孔机的高速喷嘴，射出高速水流来切割土层，造孔机成型器的上下运动修整孔壁。

当槽孔成形后，浇筑混凝土形成防渗墙。

防渗墙的垂直精度可以达到
1/350，防渗墙的厚度一般为0.24-0.48m，深度可以达到30m左右。

射水法成墙技术适应于砂土、粘土以及小于100mm粒径的砂石地层。

目前，射水法成墙技术广泛应用于国内大型堤防加固工程中，取得良好的社会经济效应。

锯槽法成墙技术。

采用锯槽机进行开槽，锯槽机的刀杆作上下
往复运动切割土层，并以一定速度向前移动。

待形成槽孔后，浇筑塑性混凝土，形成0.2-0.4m的防渗墙。

锯槽机有机械式和液压式2种，配以不同规格的刀杆，其开槽的范围可以达到0.2-0.5m，深度达到35m左右。

锯槽法的优点很多，可以连续成槽、成墙深、墙体连续、成墙质量高、成墙效率高，并且采用不同材料的混凝土，可以形成不同强度的防渗墙，满足不同的防渗指标。

锯槽法成墙技术同样适应于砂土、粘土以及卵石粒径小于100mm的砂石地层链斗法成墙技术。

采用链斗式开槽机开槽，把链斗式开槽机的排桩打入到成墙深度，开槽机向前运动开挖沟槽，并浇筑塑性混凝土，形成开槽宽度为0.18-0.5m，深度为10-15m的沟槽。

链斗法成墙技术同样适应于砂土、粘土等。

多头深层搅拌成墙技术。

多头深层搅拌机将多个钻头钻进土里，并注入水泥浆，使水泥浆液和土地固结成水泥桩柱，在水泥桩柱之间形成水泥浆和土混合的防渗墙。

多头深层搅拌法的优点是设施简单，便于操作，造价低廉，并且不会产生泥浆污染，其适用范围广泛，对于粘土、淤泥、砂土和砂石层都能适用。

实践证明，多头深层搅拌成墙技术是一项具有发展前景的防渗技术，其投资最经济有效，在地下防渗工程中质量可靠，防渗墙防渗效果明显。

三、灌浆施工工艺
对于不同地质，采用不同的工艺进行灌浆，从而达到防渗的作用。

主要的灌浆方法有如下几种。

土坝坝体劈裂灌浆技术。

对于不同的坝体，其形状和受力均不相同，沿坝体的坝轴线方向将产生漏洞、裂缝和软弱层。

运用坝体应力分布规律，沿坝体的坝轴线方向，用一定的灌浆压力，注入合适的泥浆，形成垂直连续的防渗墙。

通过坝体、泥浆的相互挤压和互相渗透，使坝体内部的应力重新分布，提高坝体的变形稳定性，从而提高坝体的防渗能力。

高压喷射灌浆技术。

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。

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。

防渗帷幕灌浆技术。

防渗帷幕灌浆技术适用于卵砾石层，多采用粘土加少量水泥的混合浆液进行灌注。

由于受地质条件的限制，无法有效的控制浆液的填充范围，导致卵砾石层灌浆难以形成独立的孔洞，故需要其他辅助措施来完成灌注。

因此，目前该方法应用很少，只用于对发生集中渗漏的地点进行渗漏处理的情况下。

控制性灌浆技术。

随着灌浆技术的日益成熟，一种改进型灌浆工艺被提出来了，那就是近年来出现的控制性灌浆技术，它是对传统灌浆工艺的一种补充和调整。

在保证灌浆质量和效果的前提下，
通过控制灌浆的流量和压力，有效的控制灌浆的范围，节约施工时间，提高施工效率以及降低投资成本。

四、防渗墙的设计
防渗墙各项参数的设计将决定防渗墙的质量，防渗墙的造价以及其实际应用价值，在防渗措施中，是相当重要的一个步骤。

首先，要确定防渗墙的设计深度，原则上防渗墙顶部嵌入坝体防渗体中，底部要嵌入相对不透水层1m左右；其次，确定防渗墙体厚度，防渗墙体的厚度要满足墙体应力和变形的要求，要满足墙体抗渗性和耐久性，还要考虑施工能力和地质情况等因素；第三，要选定墙体材料，根据经验以及国内外防渗设施的实例，一般选用塑性混凝土作为墙体材料，它具有很多优点，比如适应变性能力好，极限应变值大，抗渗性能好等。

第四，混凝土防渗墙的施工工艺的确定，对于不同地质条件和施工环境，选定合适的施工工艺。