浅谈水利工程中堤坝防渗加固的应用方法与实施意义
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摘要：在水利工程施工中，堤坝的防渗加固问题一直是极其重要的环节之一。堤坝工程作为防御洪水与蓄存水源的主要设施，其施工的安全与质量十分重要。堤坝发生渗漏会致使工程内部结构发生变化，降低开展水利工程的安全性。笔者针对堤坝防渗加固开展了具体的分析与研究，进而探讨其开展的意义与应用的方法。
关键词：水利工程；堤坝；防渗加固
中图分类号：TV 文献标识码： A
堤坝是水利工程中的重要组成部分，它与人类生活和社会生产有着密切的联系，因此，做好堤坝的施工质量工作，可以保证工业和农业的正常生产[1]。随着社会科学的发展，堤坝工程中防渗加固技术也逐渐发生了日新月异的变化，保证防渗加固施工的正确开展，不但是抵御洪水的主要手段，也是合理保证丰富水资源的重要举措，有利于社会的进步与经济的发展。
1 堤坝工程中主要的出险种类
开裂、滑坡、渗透破坏等都是水利工程堤坝遭遇险情的几种情况。其中，渗透破坏是最主要出险种类，其主要表现为冲刷、流土和渗漏等具体情况，会对国家财产和人民生活安全都造成极大威胁。如果对堤坝渗透破坏情况处理的不够及时或不够到位，就有可能造成灾难性、毁灭性的险情。通过实践与理论相结合的研究，结果表明堤坝渗漏问题主要可引起三种险情：第一，堤身渗漏问题引发的堤坝险情，这一险情要追溯到堤坝建设时期对工程建设掌控是否到位，如果在施工建设过程中，对堤身物质分布不均，填筑密度没有严格控制在标准程度内，就有可能诱发此类险情。第二，坝基险情，这与坝基处物质条件有关，透水性较好的物质在日积月累的情况下，经过长时间的慢慢渗透，最终导致堤坝发生渗漏。第三，渗漏点位于坝基和堤身之间接触地带，其主要原因是清基工作不够彻底。
2 我国堤坝工程的现状
我国的堤坝防渗建设中多利用防渗墙或者灌浆的开展来控制渗透的发生，以压重或防滑桩为主要措施来提高其稳定程度。关于滑坡的处理一般较为复杂，主要通过提高土体强度指标或者降低坝体浸润线来实现。随着建筑工程材料的不断发展，土工合成材料也逐渐应用在堤坝防渗中，开展土工膜保证防渗再利用钢筋材料将土体的稳定性提高，能够保证堤坝的有效加固。在坝基渗漏方面，施工的原则主要是在上游的增加防渗墙、铺盖与帷幕灌浆减轻渗漏情况，在下游修建减压井、排水沟与导渗反滤体使水流压力降低。我国早在上个世纪80年代起就开始了堤坝防渗加固技术的研究，并且研究的效果较好，依据地域特点提出多种配套体系技术，包括土坝坝体、喀斯特质、坝下覆盖层等多种环境的相关技术，达到了国际领先水平。
伴随社会与科技的不断进步，人类对自然界改造的能力逐渐增强，水利工程便是人类改造自然环境中的一种常见工程。堤坝渗漏一直是开展水力工程过程中面对的重要问题，是堤防、大坝工程中最普遍的质量安全隐患，如何对其进行有效的治理控制是管理者必须长期为之奋斗的问题[2]。一旦发生渗漏不但影响堤坝的工程稳固，还会对周边生活的居民造成威胁，严重危害了居民的生命安全和经济财产。所以，加强堤坝防渗加固的建设极为重要，它可以保证水利工程正常开展、周围居民安全生活的基础条件。最近几年，我国对水利工程建设的关注力度也逐年增加，保证工程的正常运行关系到整个国家的发展和民的生稳定。水利工程施工中，防渗加固工作是最为关键的环节，能够保证水利工程的安全性与稳定性。
4 防渗加固的应用方法
4.1 混凝土防渗墙
上个世纪60年代开始在堤坝防渗加固中逐渐应用混凝土防渗墙技术，它是一种通过垂直防渗来保证坝体稳固的方式，是当前粒状地层的主要开展方法。利用混凝土防渗墙技术不但能够长久的保证坝体不发生渗漏，在存在潜在险情或发生险情的坝体种也能够合理起到防渗作用，另外对基坑防渗或施工围堰的工作中也可开展利用防止渗漏。利用这种技术保证了对墙体厚度的控制，使墙段间联系的更加紧密、稳固、可靠。随着科技的发展，防渗墙的施工中新兴了多种新的技术，如造孔、多造墙等；墙体的材料也愈发丰富，出现了普通混凝土、钢筋混凝土、塑性混凝土、自凝灰浆等等；施工中采用的造孔机具也日益丰富，将冲击钻机、挖槽机、锯槽机、抓斗技、射水成槽机、振动切槽等机器合理的用于施工中。
在开展施工时一般根据墙体的深浅程度来确定防渗墙的厚度。江河堤防工程一般水头较小，坝基的厚度较薄，这种工程中主要以浅薄型的防渗墙为主，该防渗墙的深度在20cm左右，最深不超过30cm，其厚度在25cm左右，最厚不超过30cm。险要地段或大型堤坝中的承受水头较大，墙体深度较厚一般超过30m，这类大型工程中多采用深厚型防渗墙，厚度在80cm左右，最厚不超过130cm。所选择的材料以普通混凝土和塑性混凝土为主，具体开展时还要结合地质因素和具体防渗要求来决定。
4.2 高压喷射灌浆技术
高压喷射灌浆技术是一种利用射流切割技术在地层原位对土体进行加固的方法[3]，在水利工程基础建设中开展，尤其是在堤坝防渗漏建设工作中，是十分正确且有效的一项技术，被广泛应用在加固防渗工程中，这种施工方法主要是用于对堤坝基础灌浆，同时也适用于对蚁穴和溶洞的填筑[4]。该项技术具有占用施工面积小、方便、造价费用低、附近建筑受影响程度小、开挖量小等明显优势。在开展灌浆时，利用钻机对指定区域开展钻孔，保证孔间距在1.5～2m，孔深为砾石下2m左右，具体操作时需要对压力进行控制。将套管置入填土层时需要确保堤坝的干燥，置入套管后进行灌浆，填满后做好封孔工作。
当前开展水利工程建设时，广泛应用这项技术有效缓解了防洪减灾的压力，江、湖、河、水库的堤坝和其他水利设施避免了渗漏险情出现，给国家和人民生命财产安全提供了强有力的技术保障。在施工中，这项技术也是因地制宜的，因地形地貌的不同，施工地所处环境变化，其高喷方式也不尽相同，技术参数设置也随之调整，提升速度随灌浆压力变化而变化。在不同地层中，采用相同施工方法对气压、水压、浆压的改变程度不显著，应合理的提升速度才能保证高喷的最佳质量。这就要求我们在一般的实践操作过程中，想要提升速度就不能忽视以下几点：第一，提升速度随分序不同而变化，后序孔稍快而先序孔相对较慢；第二，注意孔内返浆量，如果呈现减少趋势，提升速度也应随之放慢；第三，随施工不同地层变化而变化，砂卵石层慢而砂层快，尤其注意如果出现大粒径石块，或者是在石块较为集中的位置，提升速度更不能快，以慢为宜。
4.3 帷幕灌浆技术
帷幕灌浆是把一定配合比的具有流动性和胶凝性的浆液，通过钻孔压入岩层裂隙中，经胶结硬化后提高岩基的强度，改善岩基的整体性和抗渗性[5]。针对闸坝工程建设中遇到的岩砂砾石或岩石地基层特殊物质，采用灌浆办法进行加固防渗，能够选用的最佳方法就是应用帷幕灌浆技术建设工程。这种技术主要是将帷幕上顶和坝体或闸底板相连，下底为缓解闸坝因为渗漏水体而产生的压力，以深入到相对物质材料透水性差的岩层面进行灌浆达到防渗减压目的。这一项技术的应用成为水利工程地基防渗加固的主要方式，对保障国家经济持续健康发展和水利设施安全运作具有积极且深远的影响。帷幕灌浆技术在实践的具体应用中，针对土石坝岩基和混凝土坝岩基所采用的具体实施办法是不完全一致的：对前者灌浆时，可从岩基顶面开始灌注，再对坝体进行填充，也可以在坝基内廊道中或坝体内灌注，这样做能不仅不会影响到坝体填筑，而且能在工程完工后对帷幕进行实施观测和及时的补灌；对后者灌浆时，位置通常都会选择在坝体内廊道或两岸坝肩平洞处。采用帷幕灌浆技术时，钻孔很关键，技术开展时将按照钻孔灌浆，依次根据设定顺序进行，逐渐增加密度。
5 结束语
综上所述，水利工程对社会经济发展有较大的推动作用，合理、高效的开展水利工程建设能够有效避免洪水潜在的危害，还能保证生产和生活的正常用水。堤坝的防渗加固在水利工程建设中十分重要，只有充分的重视防渗加固的开展才能提高水利工程的效果。当前我国的堤坝防渗加固中已出现了众多新型技术，各种技术都具有自身的特征、原理与适应性，在开展堤坝防渗加固施工时，需要根据具体情况来决定具体的应用方法，保证施工的合理性与科学性。