浅谈堤坝渗流及防渗措施

浅谈堤坝渗流及防渗措施

作者：张树军李训军范媛媛

来源：《山东工业技术》2016年第06期

摘要：近些年来不断研究出了很多切实有效的防渗新技术、新工艺。本文主要介绍堤坝防渗的观测、维护，及防渗措施中的一些新技术、新方法的应用。在工程实际应用中，根据具体情况选择相应防渗方法，使堤防施工更科学、经济、合理。

关键词：堤坝渗流；防渗；措施

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.06.115

堤坝又称堤防，是在江河、湖、海、水库、水渠等周边或两岸修建的挡水建筑设施。堤坝有各种分类，比如根据修建位置的不同分为江堤、河堤、海堤等，根据修筑功能目的不同分为干堤、子堤、防洪堤、防潮堤等，按建筑材料分为土堤、石堤、混凝土防洪墙等。堤坝就是控制水的建筑，具有蓄水、防洪、防水患等功能，一旦堤防失效会造成严重的灾害和损失，所以堤坝的设计、制造、维护都需要执行严格的标准。堤防维护的重要一项内容就是堤坝防渗，堤坝渗漏不仅会造成水资源流失的经济损失，对堤坝的安全也是巨大隐患。本文就着重介绍堤坝防渗的观测、维护，防渗措施中的一些新技术、新方法的应用。

1 堤身表面观测和渗透观测

观测的目的是为了尽快发现和了解堤坝安全状况，帮助我们制定合理的防渗措施等工作方案。

1.1 堤身表面观测

（1）观测目的。通过堤身表面的检查，发现裂缝后有必要进一步观测其发展情况，以便分析裂缝产生的原因、发展趋势、以及对工程安全可能产生的影响，以利于采取有效的处理措施。

（2）堤身裂缝观测的内容。堤身裂缝观测可以根据情况，对全部裂缝观测，也可以选择重要裂缝区域或选择有代表性的裂缝进行观测。一般情况下，对横向裂缝、缝宽大于5mm或缝宽虽小于5mm但长度较长的纵向裂缝、弧形裂缝、有明显垂直错距的裂缝、以及堤防与混凝土或砌石建筑物结合部的裂缝，都应进行观测。

堤身观测的主要内容有裂缝的位置、走向、长度、宽度及深度等。

1.2 渗透观测

（1）测压管水位观测。观测测压管水位即直接观测或利用观测仪器来测量测压管中的水面高程。现在常用的观测仪器有电测水位器、测深钟、遥测水位器等。

（2）渗流量观测。1）观测目的：通过渗流量观测，可以计量渗流量的大小，分析比较渗流量的变化，了解工程的防渗效果、计量水量损失，便于及时发现处理防渗措施出现的问题，或及时采取新的措施，确保工程防渗安全和减少水量损失；2）观测方法：通常采用容积法、量水堰法或测流速法。在进行渗流量观测时，应结合上下流水位、气温、水温及降雨量的观测。

2 堤坝防渗措施

2.1 防渗措施类型

土石坝发生病害是多种因素共同作用的结果。根据对应的加固原理，有以下几种主要加固措施。

（1）前堵型防渗：即在临水侧采用防渗铺盖、前戗、防渗斜墙和铺设上工膜等。但往往因为受水位影响而受到一定限制。

（2）后排型防渗：主要指在堤坝背水侧采用压渗、导渗沟、减压沟和减压井等措施。

（3）中间截型防渗：指在堤身中进行粘土灌浆、劈裂灌浆、混凝土截渗墙和高压喷射灌浆等。

2.2 堤坝防渗的一些方法

堤防渗漏一般都是堤身或堤基出现裂缝、溶洞、鼠、兔等动物巢穴、局部塌陷或堤坝质地酥松等原因造成。

（1）灌浆法：一般应对裂缝、溶洞等通常使用灌浆法。灌浆防渗又分为劈裂式灌浆法、高压填充式灌浆法、低压速凝式灌浆法，对于加固堤身、堤基、堵塞管涌都有很好的效果，具体方法相关介绍很多，这里不再重复。

（2）开挖回填法：这是一种对堤坝裂缝较为彻底的一种施工方法，适用于不会发生滑坡的纵向裂缝处理。开挖时灌入过滤的石灰水或煤水方便施工时掌握裂缝深度、宽度等信息。主要办法的根本是完全挖开原有裂缝部位，重新填土、夯实，重造坝身。

（3）橫墙隔断法：适用于堤坝橫向裂缝的处理施工。具体方法和原理与开挖回填法类似，不同之处在于沿裂缝每隔三到五米再挖一条与裂缝垂直的沟槽，施工完毕后一起回填。

（4）盖堵法：在汛期，对于发现的较大裂缝不能采用开挖回填法、灌浆法等方法，容易造成堤防险情，这时使用盖堵法通过覆盖土工膜或复合土工膜之后再用土帮坡或铺压土袋等方法起到截渗作用。

2.3 截渗墙防渗法

以上介绍的是我们处理渗漏的常规方法，近年来，黄河河务局等一些单位开始研究截渗墙防渗法的新工艺。该方法的本质是在堤坝中施工加固一层混泥土墙以起到截渗、加固作用。具体施工设计有的是将水泥浆喷入堤坝土体搅拌形成水泥土墙、有的是开挖深坑后灌入混泥土形成截渗墙，但都存在截渗效果不佳、施工困难等问题，这里介绍一种由高层建筑打桩施工用桩机改造后的截渗墙桩机施工方法。

（1）桩机的改造。高层建筑打地桩用的桩机具有安装调整简单、便于移动、打出的地桩偏差小、作业深度大和动力强等特点。只是施工作业中一般打圆柱形地桩，如果用于堤防防渗墙施工，圆柱体具有施工慢、耗费材料多问题，所以桩机施工模具必须改造成长方形截面。

我们曾制作2.5米×0.25米的模具试验，打桩深度30米，偏差变形不超过0.08米，土坝连续作业形成10米宽30米深防渗墙，交叉部位吻合良好，用时2.5小时，只要搅拌站混凝土供应及时，施工能力超乎想象。当然，在土石混合坝施工时要根据石料密度大小等情况加厚模具和酌情减少施工宽度。

（2）优缺点分析。1）桩机截渗墙法具有施工快、质量高的优点，且效用长久，一次施工可以管十年甚至几十年有效；2）可以用于堤坝的连续防渗墙施工、局部重点部位加固施工，也可以用于局部裂缝处理，夯实堤坝基础等施工，堤防用途广泛；3）该方法的缺点是消耗混凝土量较大，成本相对高。

3 结语

我国近些年来不断研究出了很多切实有效的防渗新技术、新工艺。比如现在有专门为水库铺设耐久型防渗材料的方法，效果非常好，当然施工成本也非常高，其实成本也是相对的概念，简单施工重复多了也是浪费，一次施工获取长久效能，甚至造福子孙后代也许反而更经济。在工程实际中，根据具体情况选择相应防渗方法，多研究、思考，使堤防施工更科学、经济、合理。这是在当前以及今后堤坝防渗方案选择中值得深入研究的课题。

参考文献：

[1]杜云岭.河道修防工[M].黄河水利出版社，2012（09）.

[2]胡新德.堤坝灌浆防渗的几种方法[J].中国农村水利水电，1999（02）.