水利工程水库防渗技术

浅析水利工程水库防渗技术
摘要：渗流问题是水库常见问题，渗水成因复杂、环节众多，而且环环相连，只要其中有一个环节没有处理好而出现问题，都可能产生渗水，因此，建筑物渗水问题应引起各方面、各环节足够重视。

论文分析了水库渗流的诸多成因，并给出了不同工况下的合适的防渗施工与技术。

关键词:水利工程防渗探讨
1、水库渗漏及地下连续墙概述
1.1地下连续墙含义
地下连续墙是指在地面以下用于支承建筑物荷载、截水防渗或挡土支护而构筑的连
续墙体。

由于目前挖槽机械发展很快，与之相适应的挖槽工法层出不穷，墙体的材料已
由过去以混凝土为主而向多样化发展。

1.2水库渗漏概念
水库渗漏是指水库蓄水后，库水沿岩石的孔隙、裂隙、断层、溶洞等向库岸分水岭外的沟谷低地渗漏。

水库渗漏减低了水库效益，有时并引起盐渍化、沼泽化等现象，威胁水库的安全。

因此，采取有效的防渗处理措施是十分必要。

2、水库地下连续墙渗漏成因
不同的地质地貌形成不同种类的水库渗漏，应从水库的地质地貌等条件进行全面的调查水库渗漏的原因，并以此进行防渗控制。

2.1地形地貌因素
水库渗漏与地形地貌密切相关。

以下地形地貌都有可能产生水库渗漏：水库岸边一侧山体单薄，有邻谷且切割较深：水库处于基岩山区河谷急拐弯处，河湾间的山脊有的地方很狭窄；水库位于平原地区河曲发育地段，且河间地块比较单薄等。

2.2岩层因素
岩层可分为透水与隔水两大类，强透水层可以导致水库渗漏，隔水岩层则有防渗作用。

砂砾石、砾石、卵石层空隙大、透水性强，如果库区存在这些强透水层，就可以成为水库渗漏的通道，水库很容易发生渗漏。

2.3水文地质因素
库岸有无地下水分水岭以及地下水分水岭的高程，对水库的渗漏起着决定性作用。

水库地段的河水补给地下水或天然河床向邻谷渗水；水库两岸地下水的分水岭高程低于水库正常水位时，且岩层是强透水。

当水库的水文属于以上两种情况中的一种时，一旦水库蓄水都有可能造成水库的永久性渗漏。

2.4地质构造与断裂因素
地质构造主要有裂隙密集带、断层破碎带、背斜及向斜构造、岩层产状等。

断层的存在，特别是未胶结或胶结不完全的断层破碎带，都是水库渗漏的主要通道。

有的断层贯通大坝上下游，有的则从库区延伸至库外低谷，造成水库渗漏。

2.5坝体结构不合理造成渗漏
在一定情况下，不合理的坝体结构将直接或间接的导致水库渗漏。

以下几种情况都属于不合理的坝体结构：坝内涵管与坝体结合不严密；均质坝坝坡陡，反滤层设计不当；坝身的涵管的强度和基础变形考虑不周而造成涵管的断裂；复式断面土坝的黏土防渗体与下游透水坝壳间缺乏适当的过渡层等。

3、水库地下连续墙防渗技术与措施
3.1混凝土连续墙防渗
使用专用机具，在建成的坝体或覆盖层透水地基中建造槽型孔，以泥浆固壁。

接着将泥浆压入孔底，携带岩渣。

采用直升导管，向槽孔内浇筑混凝土，形成连续的混凝土墙，这种防渗墙适应不同材料的坝体和复杂的水文和地质条件。

只要严格控制施工质量，就可实现彻底截断渗透水流的目标。

当水库为平原水库时，可采用连续槽法地下连续墙技术。

该技术利用开槽机沿墙体轴线全断面切削剥离土体，并反循环排渣，连续切削前移至墙体末端，形成连续规则的长形槽孔。

在槽孔内，使用柔性隔离体将槽孔分隔为继续开槽段和混凝土浇筑段，开槽机在前面开槽，后面浇筑成墙，最后形成连续的地下混凝土墙。

该方法开槽连续，不存在施工误差所导致的墙体单元接缝裂开现象，防渗效果更好。

3.2高压喷射灌浆防渗
按设计布孔，利用钻机钻孔，将喷射管置于孔内，由高压射流冲切破坏土体，同时随喷射射流导入水泥浆液与被冲切土体掺搅，
喷嘴上提，浆液凝固，与地基结合成紧密的凝结体，起到防渗作用。

根据灌浆材料的不同，一般可分为黏土灌浆、水泥灌浆、化学灌浆等。

黏土浆适用于坝身和非岩性坝基的堵漏和截流。

通过钻孔向地下灌注水泥浆或其他浆液，填塞岩体中的渗漏通道，形成阻水帷幕，实现防渗目的。

水泥灌浆适用于对大流量的松散堆石体的堵漏。

化学灌浆是将一定的化学材料配制成真溶液，并将其灌入地层或缝隙内，使其渗透、扩散、胶凝，以增加地层强度、降低渗透性、防止地层变形，并可防水堵漏，改善混凝土缺陷。

3.3倒挂井连续墙防渗
在土石坝均质坝和心墙坝的防渗体中用人工开挖井孔。

先在顶井口浇筑锁口梁，以固定井口位置，然后由上向下逐段开挖，逐段浇筑混凝土圈。

具有单井施工，土压力小，施工安全度高，单井工程量小，造价低等优点。

3.4劈裂灌浆防渗技术
在重力灌浆的基础上，在土坝中采取劈裂灌浆，将坝体沿轴线小主应力面劈开，灌注泥浆，浆坝互压，形成10-50cm厚的连续泥墙,起到防渗目的。

同时湿化的坝体密实度得到提高。

3.5冲抓套井粘土回填连续墙防渗
利用冲抓式打井机具，在土坝内造孔，用粘性土料分层回填夯实，形成连续的粘土防渗墙。

在回填夯击时，对井壁土层挤压，使其井孔周围土体密实，提高坝体质量．达到防渗加固的目的。

该方法具有机械设备简单，施工方便，工艺易掌握，工程量小，工效高，
造价低，防渗效果好等优点。

但该项措施仅适用于坝体渗漏处理。

3.6土工合成材料防渗
土工合成材料可分为不透水的土工膜或土工复合膜和透水的土工织物。

前者可起截渗隔水作用，后者起到排水和反滤作用。

它的重量轻，运输量小，铺设方便，重叠部位可以粘接或焊接，节省造价，缩短工期，容易保证施工质量。

土工膜与坝基、岸坡的连接：沿迎水坝面与坝基、岸坡接触边线开挖梯形沟槽，并埋入土工膜，用粘土回填。

土工膜与坝内输水涵管连接：在涵管与土坝迎水坡相接段，增加一个混凝土制成的截水环，其迎水坡面平行于土坝的迎水坡，将土工膜粘在斜面上，再回填保护层土料。

土工膜与坝基、岸坡、涵洞的连接以及土工膜本身的接缝处理是整体防渗效果的关键，应加强施工以确保质量。

3.7射水造孔浇筑混凝土防渗墙
该方法主要用于在砂质、软土地基建造地下混凝土连续墙。

具有速度快、设备简单、造价低等优点。

该方法利用高压水泵及成型器中射流的冲击力破坏土层结构，水土混合回流泥沙溢出地面。

同时操纵成型器不断上下冲动，进一步破坏土层，切割修整孔壁，造成有规格的槽孔，且用一定浓度的泥浆固壁，接着采用水下混凝土浇筑，建成混凝土或钢筋混凝土连续墙。

这项防渗措施，仅用于均质土沙地基，不能应用于砂砾石或砂卵石层地基。

3.8超薄型防渗墙技术
该技术施工方式是成槽灌注固化灰浆形成防渗墙。

成槽装置进
行竖向往复运动，对原始地层挤压碾碎，地层颗粒通过浆液循环发生位置的移动或置换出地面，形成槽孔。

在成槽过程中注入固化浆材，成槽后自行凝固，形成防渗体。

该技术为连续施工，不存在接缝问题。

施工深度一般为20m以内，适合挡水水头15m以内的水工建筑物的渗漏治理。

结束语；
地下连续墙的使用是水库主要防渗措施。

随着科学技术的发展，越来越多的施工技术与技巧被开发和采纳。

在进行工程施工时，要因地制宜的选取最佳的防渗技术与施工手段，提高水库的安全水平，减少水库的安全隐患。