水利工程堤壩防滲漏技術研究

曹瑛輝

摘要：水利工程是重要的國民經濟基礎設施，水利工程由于其自身環境的特殊性在堤壩建設中容易受到滲漏問題的困擾。本文從工程實踐出發，對水利工程堤壩防滲漏技術現狀進行了探討，并且闡述了幾種堤壩的防滲施工方法，明確了防滲施工的原則，希望能夠提高我國水利工程堤壩防滲漏技術的研究和發展，提高我國水利工程堤壩施工的質量，為國民經濟發展提供更多的經濟和社會效益。

Abstract： Water conservancy project is an important national economic infrastructure. Due to the particularity of environment， water conservancy projects are easily plagued by leakage problems in the construction of dams. Based on the engineering practice， this paper discusses the current situation of anti-leakage technology for hydraulic dykes， and expounds the anti-seepage construction methods of several dams， clarifies the principle of anti-seepage construction， and hopes to improve the research and development of anti-leakage technology of dams in China's water conservancy projects， improve the quality of dam construction in China's water conservancy projects and provide more economic and social benefits for the development of the national economy.

關鍵詞：水利工程；堤壩；防滲漏技術

Key words： hydraulic engineering；dam；anti-leakage technology

中圖分類號：TV543 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）33-0221-02

0 引言

水利工程能夠創造可觀的社會價值以及經濟價值，但是由于水利工程自身的特性，其堤壩長期在水中容易產生滲漏問題，一些水庫堤壩建成年代較為久遠，存在較多的安全隱患。特別是堤壩的滲漏問題直接影響到水庫下游群眾的生命財產安全。因此在水利工程堤壩施工中開展適合的防滲漏施工技術研究能夠有效預防在后期工程投入使用后的堤壩滲漏現象，能夠有效保障水利工程的正常運轉，保障水利工程堤壩的安全運作，為社會發展提供更多的經濟效益。

我國是一個水力資源豐富的國家，大大小小水庫遍布于江河湖海之中。根據有關部門統計，我國境內各類水庫約有9萬多座，水庫的堤壩加起來有將近30萬公里。水庫堤壩在國民經濟建設以及調節水量抗洪防旱等工作中都起到了極其重要的作用。但是隨著水利堤壩建成年代逐漸久遠，許多水利堤壩年久失修，都出現了不同的安全隱患，嚴重的時候會出現決堤事故，對下游人民群眾的生命和財產安全造成了嚴重威脅。因此為了確保水利工程正常安全運轉，必須要對水利工程的堤壩防滲漏技術進行研究，提高水利工程堤壩的防滲漏水平，這樣才能夠保障水利工程安全有效運轉。

對于水利工程堤壩發生決堤的原因進行分析，主要的原因有以下幾種：預先埋設的滲漏管發生破損、壩體由于長期受壓而產生裂縫、壩體出現坍塌。在這幾個原因中，滲漏管發生破損以及壩體出現裂縫是主要的安全事故原因。從目前實際上來看，我國水利堤壩均存在嚴重的滲漏問題，因此必須加強對于水利堤壩防滲漏技術的研究工作，為保障水利工程的正常運轉。

1 常用的水利工程堤壩防滲漏技術

1.1 灌漿防滲技術

灌漿防滲技術由于其施工造價比較低，可操作性較高，因此在實際施工中得到了廣泛的應用。灌漿防滲技術能夠有效去除壩體中存在的裂縫，還能夠對壩體起到整體加固的作用，因此較為經濟合理。為了減少對周圍環境的破壞，灌漿所采用的材料一般從當地獲取，這樣也能夠盡可能降低工程的施工成本。根據大壩時間裂縫情況，需要在平行于壩軸線的位置設置灌漿孔，主要的灌漿孔與前面的壩之間相隔兩米左右，同時灌孔深約八米，主孔與副孔之間相距五米，兩者之間相距三米，這種孔道結構能夠有效改善大壩內部的應力狀態，提升大壩的整體抵抗能力。

1.1.1 灌漿材料

灌漿材料主要選用性能較穩定可灌性較強以及固結較快的材料，用這種灌漿材料制成的漿液才具有較強的抗滲能力。在實際工程施工中，灌漿材料一般就地取材，基本上是以當地的粉質土壤為主。為了得到更強的防滲灌漿材料，需要在主排孔上形成連續的防滲帷幕，帷幕的整體厚度要在15公分以上，并且灌漿材料的整體容重要大于1.6，滲透系數要盡可能減小。主要的關鍵步驟是鼓泡壓密，然后進行劈裂流動，最后借助于被動土壓力進行填縫。

1.1.2 工程施工

進行施工的原則是先從兩邊進行施工，然后進行中間施工，先進行外圍的灌孔灌漿，外圍灌漿三天以后，對其中水分進行調整，這樣能夠使得壩體應力狀態恢復。然后再對中間主孔進行灌漿。進行施工作業時可以采用間格成孔的灌漿方法，因為如果采用整體成孔方法，容易在壩體上造成穿孔，使得原有技術不能夠發揮實際的應用。在單孔進行灌漿的同時，相對于灌漿孔的下部進行壓力灌漿，然后灌漿達到一定標準以后，再將導管拔出，進行純壓灌漿方法。

1.2 混凝土防滲施工

水利工程堤壩防滲漏施工中，混凝土防滲施工主要是利用混凝土達到防滲效果，保障水利工程的正常運轉。常見的水利工程堤壩防滲墻一般分為四種，一種是水泥攪拌樁的防滲墻，一種是自凝灰漿防滲墻；一種是高壓噴射防滲墻；一種是垂直鋪塑防滲墻。下面分別對這幾種防滲墻進行介紹

1.2.1 水泥攪拌樁防滲墻

在進行水泥攪拌樁防滲墻作業之前，首先需要利用深層攪拌機將水泥與土體進行充分攪拌，然后水泥經過硬化以及水化作用之后，固結成為水泥攪拌樁防滲墻。在長江大堤上，廣泛使用水泥攪拌樁防滲墻，占據整個防塵墻面積的70%。水泥攪拌樁防滲墻施工較為簡單，造價較為低廉，使用的施工設備較為簡便，水泥攪拌樁防最強的整體厚度約為30公分左右。

1.2.2 自凝灰漿防滲墻

自凝灰漿主要是在水泥與膨潤土中加入適量的緩凝劑形成的混合溶液，自凝灰漿在凝固之前可以作為護壁泥漿使用。如果自凝灰漿產生凝固作用之后，形成的墻體能夠有效預防水利工程堤壩的滲漏現象。自凝灰漿防滲墻在我國應用還較少，一般存在于西方發達國家。

1.2.3 高壓噴射防滲墻

這種防滲墻是利用高壓射擊流直接沖擊大壩基層，然后在大壩基層內部灌入水泥砂漿，使得水泥砂漿與大壩的覆蓋層進行緊密結合，形成一道極為堅固的高壓噴射防滲墻。

1.2.4 垂直鋪貼

垂直鋪貼主要是利用挖槽機挖出殘渣，然后進行有規律的鉆孔，鉆孔之后利用水泥砂漿進行護壁，挖槽機存好之后鋪設防滲膜，并且進行回填土作業，這樣就形成了垂直鋪貼。挖槽深度一般小于15公分，整個防滲帶的寬度約在30公分左右。

1.3 水平防滲

水平防滲主要是指在壩體的臨水一側鋪設混凝土或者是不透水的土工模，并且在背水一側覆蓋土。這種方法可以有效提高壩體的滲透水流的流線長度，并且能夠有效降低壩體在發生滲漏時對于壩體的破壞程度，減小滲透水流的坡降，從而能夠維持整個水利工程安全運行的目的。在水利工程中，一般將臨水側的水平防滲稱為鋪蓋，背水一側的水平防滲稱為蓋重。

鋪蓋主要是利用粘土層或者是混凝土層進行壓實，這些材料一般是體型較小的材料。背水一側的蓋重能夠有效防止壩基變形，如果水利工程堤壩出現滲漏現象，可以及時采用蓋重的方法，這樣就能夠起到壓滲的作用。如果范圍較大時，需要及時縮短壓蓋的寬度。一般來說壓蓋的寬度控制在一百米的范圍內比較適宜。

2 水利工程堤壩防滲漏技術的選用原則

水利工程堤壩一旦發生滲漏事故，將會極大影響人民群眾生命和財產安全，影響水利工程的經濟和社會效益，引發地面塌陷，因此不利于農業以及生態的發展。必須要根據水利工程堤壩實際的工程效果，選擇合理的堤壩防滲漏技術，盡量減少工程投入的成本，做好水利工程的安全操作，這樣才能夠保障水庫下游人民群眾的生命和財產安全。根據工程實踐來說，如果水利工程堤壩破壞程度比較淺，可以采用防滲墻；如果水利工程堤壩出現集中滲漏的現象，可以采用高壓噴射注漿的方法來解決。如果在新的堤壩與老的大壩接合的位置發生滲流，可以及時進行開挖和封堵，或者是進行直接的灌澆。如果在分壩上出現滲流，可以進行采取臨水坡截流的方法。

如果壩基出現滲漏，而且透水層厚度比較厚，可以采用鋪蓋防滲的方法。如果壩基的覆蓋層較淺，并且透水厚度較大時，可以在背水側進行蓋重壓線的方法。以此來提高壩基的防滲性能。同時還需要注意除了以上幾種方法，還可以在堤角位置設置減壓井，減少大壩壓力的作用，能夠有效提升堤壩的防滲性能。

應當針對不同的滲漏現象，采用不同的堤壩防滲漏施工技術。綜合評定防滲漏工程的優點和缺點，然后結合大壩的實際條件以及具體情況，將技術進行有效銜接，這樣才能夠創造更多的社會與經濟價值。隨著水利工程蓬勃發展，人們更加關注水利工程的堤壩防滲漏問題。因此需要加強水利工程堤壩防滲漏技術的研究，努力提高水利工程堤壩的施工質量，有效維護人民群眾的生命財產安全。

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