水利工程中坝体防渗技术分析

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇水利工程中坝体防渗技术分析范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘 要：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。文章以某个水库的大坝出现渗漏现象为例，通过分析现有防渗技术，得出最为合适的某水库施工工程防渗措施。

关键词：水库；渗漏；高压喷射灌浆

1 某水库坝体状况简述

某个水利工程建设周期较长，其水库施工的问题相较更多，其质量也并不是很高，并不符合施工的设计要求。在水库建设成功后，质量跟不上，经常带病作业，目前，在主坝的坝体、右坝肩等部位都出现了非常严重的渗漏现象，严重的危及了水利工程的安全，同时也制约了水位的高度，使水库无法做到正常的蓄水，严重影响了灌溉的面积。这样的水库没有发挥水库应有的作用，降低了使用的效率，提升了成本。通过实地的考察分析发现，目前该水库具有以下几种问题。第一，由于黏土斜墙出现了并不均匀的沉降开裂问题，使得坝体出现渗漏现象。第二，大坝主体的右坝肩部位出现了严重的绕坝渗漏的现象，且现象非常的严重。第三，排水因为溢洪道的底板和尾端出现严重的水毁问题造成了失效。在上述的各种危害中，渗漏现象为这些问题的主要现象。由此可见，防渗漏和抗渗漏现象是整个水利工程维护中的核心问题之一。

2 坝体防渗技术方案确立

通过上述描述，水库大坝常见的问题是坝体渗漏和裂缝的问题，这也是导致坝体破坏的重要原因。这种贯穿整个大坝的裂缝和渗漏现象，危及了大坝的安全。同时，由于水利工程施工的地基多为软土地基，因此，很容易出现大坝的沉降变形问题，或是出现坝体与岸坡相连接的位置产生裂缝，威胁整个大坝的安全。另一方面，心墙的土料与堆石料之间的变形模量的差距变大，导致了心墙的上下游出现了大量的剪切变形，造成了裂缝的产生。对于这种情况，通过对现有技术的分析，制定了以下的方案。第一，研究分析压实黏土的抗拉性。这种抗拉性的研究，我们通常是通过大量的室内外的土工试验进行的。第二，通过科学合理的计算，运用有限元的方式，研究不同细粒含量的心墙的破坏方式、破坏发生的因素以及产生的条件等。同时，对其发生劈裂和渗透的机制进行分析研究。第三，通过提前进行物理实验，模拟在水利工程施工中的坝体施工条件与蓄水的条件，研究分析坝体产生裂缝、渗漏的机理，并根据实验所获得的数据制定有效的防渗漏的措施，有助于实际水利工程施工的进行。第四，完善心墙堆石坝的分析计算和程序，将三维有限元的方法应用于坝体计算中，提高预测坝体出现渗漏现象和裂缝现象的可能性，及时做出相关的应对。第五，在根据上述各种实验所得到的理论结果的基础上，与现场施工中的实际情况进行结合，做出最为合适的防渗和抗渗的具体设计方案，争取在设计阶段减少坝体出现问题的可能性，增强坝体的安全性，提高水利工程施工的最终质量。

3 坝体防渗设计实施

经过多年的水利工程施工，众多技术人员根据实际的情况，总结出多种防渗加固技术，具体有以下几种方法：第一，通过机械造槽法制作混凝土防渗墙来防止坝体渗漏。第二，通过在坝体中运用高压的喷射来灌制浆体防止渗漏。第三，通过劈裂帷幕灌浆的技术加固坝体，填充空隙防止坝体出现渗漏裂缝现象。除了以上的三种外，还有诸如建设土工模来预防渗漏、通过振动沉模来防止渗漏等等。

（1）混凝土防渗墙技术和高压喷射灌浆防渗技术可在坝体内形成一道渗透系数可达10-6～10-7cm/s的防渗体，本工程主要对此两种方案进行比较，两方案均具可操作性，施工技术均较为成熟、安全、可靠，工程经验较丰富。从投资方面看，两方案投资相差较小。但就本工程而言，根据大坝钻孔资料，175-185m高程区段粗粒径含量明显大于上、下相临区段，坝体中粒径8～20cm含量为10-30%。由于高喷技术的要求较高，在施工中很难把握，因此，主要采用混凝土防渗墙来进行防渗的工作，而且效果较为理想。因此，坝体采用混凝土防渗墙防渗，对于坝基采用帷幕灌浆相结合的方案。

（2）复合土工膜设计。复合土工膜的铺设范围是主坝死水位以上的全部上游面及周边3m范围内。具体为主坝轴线180m外的左右各3m，共186m；起始高程270.00m，顶部达到坝顶310.00m高程。某水库校核洪水位308.70m，铺膜最低水位270.00m，土工膜工作水头较高，达38.70m。根据规范SL210-98要求，本工程选用PE材料的二布一膜型复合土工膜。参照类似工程，依据厂家试验资料和数据选用对应厚度的材料。设计选用的复合土工膜特性为：PE膜厚度为0.5mm（可大于0.5mm），总厚度不小于1.5mm。参数为：450g/0.5PE/450g。复合土工膜的渗透系数至少为1×10-11～1×10-12cm/s。完全满足要求。根据规范要求，进行抗滑计算。

复合土工膜与坝坡整平层的抗滑稳定性计算，施工期抗滑系数：K=1.6>1.4，水位降落期K=1.26>1，均满足要求。蓄水后水压力通过土工膜对下垫层产生很大压力，抗滑安全系数必定很大，能够满足要求，不做计算。复合土工膜与保护层的抗滑稳定保护层的底层为沙壤土，根据相关资料，采用无纺布与碎石土的摩擦系数：干-摩擦角30.4°，湿-28.9°。施工期：K=2.04；蓄水期：K=2.45；水位降落期：K=1.8>1.4，满足要求。

（3）土坝劈裂灌浆技术是提高坝体防渗能力和改善土坝应力状况的一种加固坝体的技术措施。其技术要点为：第一，通过研究分析坝体的应力规律，运用灌浆压力劈裂坝体的轴线方向，并及时灌注适当的泥浆，组成垂直的泥墙，堵塞缝隙，提高防渗能力。第二，造孔深度应较隐患部位增加2～3米，泥墙的设计厚度一般可采用5～20厘米，应根据土坝土质、坝高情况等合理确定。泥墙的设计容量，可根据不同的土坝，不同的灌浆方法和浆液中粘粒含量多少提出要求，灌浆一年后应为1.4～1.6吨/立方米。为加速浆液凝固和提高后期强度，可掺入适量水泥，水泥掺量可为15%左右，必要时通过试验确定。第三，并不是随便的压力就可以进行灌浆，所采用的灌浆压力必须通过严格的现场试验与计算。

4 结束语

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

[1]杨志波，姜彩霞，孟佳宁.截渗墙在干渠堤段除险加固中的作用[J].水利科技与经济，2007（4）.

[2]李国齐，赵厥瑞.劈裂灌浆法在处理土坝裂缝中的应用[J].安徽水利水电职业技术学院学报，2003（3）.

[3]张正根.横排头渠首枢纽坝基高压摆喷防渗墙围井试验的施工情况[J].安徽水利水电职业技术学院学报，2004（3）.