土石壩工程壩體防滲技術綜述

趙炎志

摘 要：在土石壩工程中，防滲技術一直被認為是最為關鍵的技術之一，但是在我國的土石壩工程中，時常會出現防洪標準過低，施工質量較差的問題，造成防滲體系的破壞，最終發生水庫失事問題。在文章中，就將對土石壩壩體的防滲漏技術體系進行介紹，從而為我國土石壩工程的施工提供參考。

關鍵詞：土石壩工程；壩體；防滲技術

1 概述

從我國全國范圍來看，已經建成或者在建的水庫主要就是使用土石壩，而水庫的質量與安全將關系著整個城市的防洪、發電、供水以及水產養殖等多方面的效益。但是通過報道與數據調查可以了解到我國在二十世紀六十年代時期建設的水庫，在土石壩的質量以及防滲方面都是非常落后的，對人民的生命財產安全以及國家的發展產生了直接的影響。但是隨著我國科學技術的不斷發展，在土石壩防滲技術方面取得了顯著的發展。接下來的內容中就將對我國土石壩工程中所使用的防滲技術進行總結。

2 土石壩壩體防滲技術

2.1 劈裂灌溉防滲技術

所謂劈裂防滲技術就是在土石壩施工過程中，使用一定的壓力間將壩體沿著軸線小主應力進行劈開，在劈開的縫隙中灌溉泥漿，從而形成一個十公分左右厚的連續泥墻。在灌溉泥漿的同時，泥漿對壩體起到了一定的濕化作用，從而使壩體發生沉陷，提高壩體的密實程度。通過劈裂灌漿技術的應用，不僅僅使得土石壩的防滲效果得到提高，同時也對壩體進行了加固。作為一種有效的防滲技術，劈裂灌溉技術的應用也是非常簡便的，能夠就地取材，施工過程較為簡便，施工成本小，所以成為了土石壩工程施工中最為常用的防滲技術。

在劈裂防滲技術推廣的最初，技術規范要求土石壩為五十米以下的均質壩以及寬心墻壩，施工過程中也需要在低水位的時候進行。但是隨著該技術的不斷優化與改善，施工規范與施工環境也得到了提高，現在在超過五十米的壩體中也能夠進行應用，同時也實現了高水位的施工，在對壩體進行劈裂的基礎上，也能夠對壩基進行劈裂灌溉。并且應用該技術的土石壩不僅僅局限于均質壩與寬心墻壩，在沙壩、濕陷性黃土寬頂壩以及其他心墻壩中都能夠進行施工。通過研究與實際應用發現，只要是沿著堤壩軸線布孔，進行泥漿的灌溉都是可以實現定向劈裂的，并且防滲效果也是非常好的。

2.2 高壓定向噴射灌溉防滲技術

高壓定向噴射灌溉防滲技術是對險庫壩進行防滲的，在日本噴射防滲的基礎上進一步改善而取得較好效果，同時隨著我國工程施工經驗的增加與施工技術的進步，在高壓定向噴射的施工技術、專用設備、噴射形式以及設計計算等方面都有了長遠的發展。在高壓定向噴射防滲技術應用的最初，只能夠實現在砂卵石、砂卵漂石以及堆石碴層等土層中使用，但是隨著該技術的推廣，我國目前所使用的最為先進的高壓定向噴射技術就是“沖擊帶管鉆孔，泥漿護壁提管”的鉆孔方式。這種高壓定向噴射防滲技術有著以下的優勢：首先就是能夠實現在最短的時間內成孔，孔斜率也比較容易進行控制；其次噴射的過程中，護壁泥漿不會發生盲目的擴散，使得噴射能量消耗減少，成墻的效率也就得到了提高；第三，提高了施工速度，與旋轉鉆機相比較，泥漿護壁造孔的工效要高達七倍之多，并且板墻的防滲直徑得到了擴大，防滲效果提高；最后就是對機具的磨損較小，鉆具的消耗降低。在我國的黃沙灣大壩、四川武都引水工程中，高壓定向噴射防滲技術得到了很好的應用，不僅提高了壩體的防滲效果，同時也節約了施工成本。

2.3 土工合成材料的應用

土工合成材料的質量普遍是非常輕的，運輸量較小，施工方法簡單，與黏土或者砂礫防滲材料相比較，造價也是相對較低的，在保證防水效果的基礎上，降低施工成本，因此成為了土石壩工程中常用的防滲材料。在福建省的犁壁橋水庫施工中，土工合成材料的應用是非常典型的事例，犁壁橋水庫的壩高為38.3米，并且背水壩長年處于大面積濕潤狀態，在土石壩施工中，將土工合成材料作為迎水壩的防滲層，總共鋪設面積達到一千八百多平方米，工期為三十天，每平方米的造價為16元，這個單方造價僅僅為黏土斜墻方案的1/3。這種土工合成材料的若軟性非常好，能夠更好的適應壩體的變形，耐腐蝕性也非常好，至少能夠抵擋三個汛期的考驗。應用土工合成材料的犁壁橋水庫的背水坡沒有出現濕潤現象，所以也可以說明防滲效果是非常好的。

2.4 振沖加固防滲技術

在我國的水利工程中，心墻沙壩的數量是非常多的，而這種壩體在施工中，若是沒有將沙殼完全碾壓，或者是對某些壩體存在的細沙層沒有進行處理，從而導致壩體在受到外界擾動的時候發生滑坡現象，從而完全失去抗滲的作用。所以，防止土石壩地震液化問題成為了我國容易受到地震影響地區的土石壩施工中非常關鍵的內容之一，其中振沖加固技術對這個問題有著很好的應對作用。針對內蒙古紅山水庫土壩進行分析，該水壩高度為31米，覆蓋層為40～60米深，為均質土壩。通過對紅山水壩在地震設防烈度為七度的時候進行測驗，可以發現液化深度達到了17米之深。所以在保留原有的排水井的基礎上，對地基進行加固，并且用八米高的堆石進行覆蓋，從而有效的緩解壩基的液化。對于下游的壩體設置一個寬度為二十米，深度為十米的振沖加密區，來維持壩體的穩定。通過這種方式，在很大程度上提高了壩體的穩定性，能夠更好的應對周圍環境的擾動，達到較好的防水抗滲效果。

2.5 射水造孔技術

所謂的射水造孔就是使用高速的射流來建造槽孔。具體的施工工藝中使用水泵以及成型器而產生速度非常高的射流，從而利用高速的射流所帶有的沖擊力對土層結構進行破壞，使得水土混合的回流泥沙溢出，在此過程中使用卷揚機控制成型器進行上下沖動，從而對土層實現進一步的破壞，對孔壁進行修整切割，從而形成槽孔，并且利用泥漿來進行護壁。結束了槽孔的施工之后就進行水下混凝土的澆筑，進而形成鋼筋混凝土或者混凝土槽墻，這時候再利用成型器側面的裝置進行施工，將混凝土槽墻連成連續的防滲墻。這種射水造孔技術施工速度是非常快的，同時使用的設備也相對簡單，施工造價也非常低，所以在壩體施工中也可以進行廣泛的應用。

2.6 沖抓套井回填防滲技術

所謂的沖抓井回填防滲技術就是使用沖抓式的打井機具，在土石壩的壩體上造孔，并且使用粘性的土料分層進行回填與夯實，從而能夠形成一個連續的防滲墻，對滲流通道進行截斷。在我國目前已建以及在建的土石壩中，有幾百個工程都是采用這種方式進行施工的。這項技術之所有得到了廣泛的利用，主要就是由于它能夠更好的解決壩體積水的“堵”與“排”問題，在施工工期短，造價低的基礎上，實現了壩體防滲效果的提高，所以在我國絕大多數的土石壩工程中都應用到了這種技術，將該技術與其他的防滲技術進行綜合使用，所達到的效果將是更加突出的。

3 結束語

水利工程不僅僅關系著人民的生命財產安全，同時也能夠進一步提高人們的生活質量，所以對土石壩工程的質量投入更多的精力是非常必要的。隨著土石壩工程數量與要求的提高，不斷出現了多種防滲技術、防滲材料以及防滲工藝，在施工的過程中需要結合工程實際概況選擇最為合適的防滲技術與防滲材料，從而保證土石壩更好抵擋水流的侵蝕。

參考文獻

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