水利工程中堤防防滲施工技術的應用

摘 要：水利設施具有儲水、灌溉以及防洪抗旱的作用，然而其長時間浸泡在水中，容易發生滲漏問題。基于此，針對部分水利工程堤防存在的施工管理不到位、材料質量不高以及設施年久失修等問題，合理使用劈裂灌漿技術、帷幕灌漿技術、混凝土防滲墻技術等堤防防滲施工技術進行處理，解決各種滲漏情況。延長水利堤防工程的使用年限。

關鍵詞：水利工程；堤防；防滲施工技術

中圖分類號：TV543 " " " " " " " " " " " " " " "文獻標識碼：A " " " " " " " " " " " " " " " " " 文章編號：2096-6903（2024）12-0096-03

0 引言

堤防是流域防洪減災工程體系的重要組成部分，經過長期持續建設，基本形成了覆蓋全國大中小河流的堤防工程體系。據統計，截至2022年年底，全國共建成5級及以上各類堤防33.06萬km，保護人口6.82億人、耕地6.29億畝。近年來，在大型水庫、河流治理和灌溉系統中投入了大量資源，進行了大規模的水利基礎設施建設，然而在遇到復雜的地質條件或者極端的氣候時，依然會出現如水工建筑物漏水、滲透，甚至部分工程設備會發生破壞情況，造成巨大的經濟損失和生態環境問題的現象。為此，要不斷提升水利工程地方防滲施工技術水平，這樣才能更好地應對后續可能會發生的洪災干旱等自然災害現象，并且能夠在不斷完善原有老化的水利工程設施時，減少工程資金投入，保障人民生命財產安全。

1 水利工程堤防防滲施工的重要性

水利工程中堤防的防滲施工直接關系到堤防的穩定性和防洪能力，是保證防洪安全，讓水資源管理工作能夠有效開展的基礎。

1.1 防止洪水侵襲

堤防作為水體與陸地之間的屏障，其穩定性直接關系到上游洪水的控制與下游地區的安全，防滲施工的主要目的是阻止水體通過堤防體滲透，除了要保證堤防本身的結構安全，也要保證周邊環境和居民區的防洪安全。

實施過程中，需要根據地質條件、水文數據及堤防所承受的最大可能水位，來精確設計防滲層的厚度和覆蓋范圍，確保在極端氣候條件下堤防的防滲功能不會失效。

1.2 保護農田及人類居住區安全

滲水大量進入農田會導致土壤過濕，農作物根系呼吸受阻，生長受到抑制，嚴重時會發生農作物減產或絕收的問題，直接影響農業產出。且過濕的土壤環境易誘發病蟲害，增加農田管理難度和成本。過度的水分滲透會使地基土壤含水量增加，地基承載力下降，容易引發地基沉降，導致房屋出現裂縫甚至倒塌。除了會給建筑物本身造成損害，還嚴重威脅居民的生命財產安全。因此，堤防防滲施工成為水利工程中的重要環節，需通過科學合理的技術手段來有效控制水分滲透[1]。

1.3 配套實現水利工程渠系保養和維修工作

堤防防滲施工的過程中，應根據地質條件和工程特點，選用科學合理的防滲材料和施工工藝，以期達到最佳的防滲效果。比如，可采用黏土心墻、土工布復合膜等材料，通過嚴格的施工管理和質量控制，讓工程各環節無縫銜接，達到滴水不漏的狀態。大多數情況下防滲施工必須與水利工程渠系的保養和維修工作密切配合，相輔相成，才能真正實現水利工程的長久運行和效益最大化。

水利工程渠系的保養和維修工作是確保水利設施正常運轉的重要一環，良好的保養和及時的維修不僅能延長渠系的使用壽命，還能有效防止各種安全隱患的發生。渠系在長期運行過程中，常會出現淤積、損壞等問題，如果不及時處理，勢必會影響水流通暢和水資源的合理利用。

水利工程的管理者應定期組織專業人員對渠系進行全面檢查，發現問題及時采取措施，防患于未然，尤其在防滲施工完成后，更要注意渠系的養護，確保防滲效果不會因施工疏忽而大打折扣。

2 水利工程堤防防滲施工現存問題

2.1 施工管理問題

水利工程施工規模大，施工作業復雜，常常采用外包形式進行部分施工。外包施工單位的管理水平參差不齊施工質量難以保證，部分外包單位為了追求利益，存在偷工減料、以次充好的情況，影響防滲施工的整體質量。施工過程中，若外包單位與總包單位之間的溝通協調不暢，將使施工進度和質量控制難度加大。在整個水利工程項目中，防滲施工雖然是確保堤防功能的重要環節，但由于其隱蔽性強、見效周期長，容易被忽視。施工管理人員對防滲施工的重視程度不高，未能全面監督和指導，導致施工過程中存在質量隱患[2]。

2.2 原料質量問題

材料質量的好壞決定了防滲效果的優劣，防滲材料質量不過關，很容易引發堤防滲水開裂等問題。大部分施工企業通常對施工工藝和完成質量比較重視。然而，很少對建筑原材料進行嚴格的檢驗和審查，甚至有些水利工程施工企業為了追求最大化的經濟利益，在施工期間使用不合格的低劣材料，雖然減少了施工費用，但也留下了嚴重的安全隱患。

2.3 年久失修問題

大規模堤防工程建成以后，如何加強堤防管理，確保工程安全并發揮應有功能和效益，仍是面臨的嚴峻問題，“重建輕管、只建不管”“積病成險、小病大治”現象依然存在。部分堤防建成時間較久，維修養護不足，存在堤身塌方、滑坡、滲漏病險等問題，造成工程安全隱患。

3 水利工程堤防防滲施工技術的具體應用

3.1 劈裂灌漿技術

劈裂灌漿技術是在堤防或基礎中注入高壓漿液，使土體或巖體產生裂縫，并在裂縫中充填漿液形成有效的防滲層。該技術適用于存在裂隙或孔隙發育的堤防、壩體及基礎處理，尤其在老舊堤防和存在滲漏隱患的工程中，具有顯著的效果。

老舊堤防長期受自然環境和外力作用的影響，堤防土體和基礎可能出現裂隙和孔洞，劈裂灌漿技術可以通過在裂隙中充填漿液，修復堤防結構。若地質條件復雜，巖土層可能存在裂隙發育，通過劈裂灌漿技術，可以在裂隙中形成連續的防滲層，提高工程的整體穩定性和防滲效果[3]。

操作時要進行現場勘察和工程設計，根據堤防或基礎的地質條件，確定灌漿孔的位置和深度。再使用鉆孔設備在堤防或基礎中鉆設灌漿孔，孔徑和孔距根據設計要求確定，然后選擇老舊堤防適合的漿液材料，并按照設計要求進行配制。

將灌漿管道和高壓泵等設備安裝到位，確保灌漿過程中漿液能夠順利注入。在灌漿過程中進行試驗灌漿，通過小范圍的灌漿試驗，確定最佳的灌漿壓力和漿液配比。然后進行正式灌漿，將漿液注入灌漿孔內，通過高壓將漿液擠入裂隙中，使土體或巖體產生劈裂，并在裂縫中充填漿液。

3.2 帷幕灌漿技術

帷幕灌漿技術是在堤防或基礎中鉆設灌漿孔，沿堤防或壩體縱向或橫向灌注漿液，形成一條連續的防滲帷幕。該技術注重整體性和連續性，適用于大面積防滲。劈裂灌漿技術側重于在局部區域通過高壓灌漿使土體或巖體產生裂縫，并在裂縫中充填漿液，形成局部的防滲效果。劈裂灌漿更適合于處理存在明顯裂隙或孔隙的區域，解決局部滲漏問題。

帷幕灌漿施工時，要根據堤防或壩體的地質條件和防滲要求，合理確定鉆孔的位置、深度和間距，以確保灌漿孔能夠有效覆蓋需要防滲的區域。帷幕灌漿需要較高的灌漿壓力，讓漿液能夠充分滲入土體或巖體中形成連續防滲帷幕。但過高的壓力可能導致地層破壞或漿液外溢，因此需要根據現場情況實時調整灌漿壓力[4]。

3.3 混凝土防滲墻技術

水利工程堤防防滲施工中的混凝土防滲墻技術，是通過在堤防或壩體內部構建一道連續的混凝土墻體，阻止水流滲透的技術。它利用混凝土的高強度和低滲透性，通過澆筑或注漿等工藝，在堤防或壩體中形成一道堅固的防滲屏障。一般情況下，防滲墻的厚度在0.6～1.2 m，深度可達數十甚至上百米。

根據設計要求，先在堤防或壩體的預定位置開挖導槽，導槽的寬度和深度需滿足施工要求。導槽開挖完成后，利用鉆孔設備在導槽底部進行鉆孔，鉆孔深度需達到防滲墻的設計深度。在鉆孔完成后，開始進行混凝土澆筑或注漿。對于澆筑混凝土防滲墻，需在鉆孔內放置鋼筋籠，并分層澆筑混凝土。

3.4 高壓噴射灌漿技術

高壓噴射灌漿技術中常見的固結體形狀有3種：旋噴（固結體為圓柱狀）、定噴（固結體為壁狀）和擺噴（固結體為扇狀）。在單管法中，僅使用高壓水泥漿液作為介質。雙管法中同時使用高壓水泥漿液和壓縮空氣。三管法則結合高壓水流、壓縮空氣及水泥漿液3種介質。由于這3種噴射方法在結構和介質上的差異，處理范圍也有所不同，其中三管法的處理范圍最大，雙管法次之，單管法最小。實踐中，旋噴技術可以采用單管法、雙管法或三管法。定噴和擺噴技術則通常使用雙管法和三管法進行注漿。

施工時要根據設計要求進行鉆孔施工，通過鉆孔設備在堤防或壩體的預定位置鉆設灌漿孔，鉆孔完成后進行高壓噴射灌漿。再將高壓噴射灌漿設備安裝到位，通過高壓泵將漿液以高速噴射入鉆孔中。漿液通過噴嘴以高速射流形式進入土體或巖層，利用高速噴射產生的剪切力和沖擊力，將土體或巖層切割、破碎，并在切割面上形成連續的漿液帷幕或加固層。噴射灌漿結束后，進行封孔處理。將灌漿孔封閉，確保漿液在孔內充分固結，形成堅固的防滲帷幕或加固層。封孔處理需嚴格按照施工規范進行，確保封孔質量，防止漿液外漏或孔口坍塌。

施工過程中一定要注意3個要點：①嚴格控制漿液配比和性能，確保漿液具有良好的流動性、黏結性和強度。漿液配制過程中需根據現場試驗結果進行調整，確保灌漿效果和工程質量。②合理控制噴射壓力和流量，避免因壓力過高導致地層破壞或漿液外溢。③噴射過程中需實時監測壓力和流量，根據地質條件和施工進展情況進行調整[5]。

3.5 復合土工膜施工技術

復合土工膜是由土工織物和防滲膜復合而成的材料，具有優異的防滲性能和較高的機械強度，因此在堤防防滲工程中得到廣泛應用。該技術通過將復合土工膜鋪設在堤防或壩體表面或內部形成連續的防滲屏障。

復合土工膜鋪設時需注意膜與基面的貼合度，避免出現褶皺和空隙。鋪設方向應與水流方向垂直，鋪設過程中應保持一定的松弛度，以適應溫度變化引起的膜的收縮和膨脹。各條膜之間需進行搭接，搭接寬度一般為10～20 cm。應采用專用熱熔焊接設備進行焊接。

鋪設完成后進行接縫處理和質量檢查。接縫處理是保證防滲效果的關鍵環節，需嚴格按照施工規范進行，焊接完成后應對接縫進行質量檢測。隨后進行覆蓋和保護層施工，復合土工膜鋪設完成并通過檢測后，需在其上使用細砂、黏土或無紡布等材料鋪設一層保護層。保護層的厚度和材質應根據工程設計要求確定，施工過程中需確保保護層均勻覆蓋，避免出現裸露和破損。

3.6 垂直鋪塑防滲施工技術

垂直鋪塑防滲工藝涉及使用鏈斗式挖掘機在堤壩或其基底開挖溝槽，接著鋪設塑料防滲膜并完成回填作業。經過水分析和固化作用，這些回填材料與塑料膜共同構成了一個以塑料膜為核心的綜合防滲屏障。

垂直鋪塑防滲施工技術的優勢在于構筑的防滲結構無縫隙，具備出色的適應能力和良好的一體化與連續性，極大地增強了堤壩的防滲效果。這種技術的挖槽作業深度一般不會超過15 m，槽寬通常在15～30 cm，主要適用于平原地帶，對于水庫、江河、湖泊及海洋等地區的淺層截滲防滲十分有效。垂直鋪塑防滲施工完成后，還需進行工程驗收和維護管理，驗收時需對鋪設質量和保護層施工進行全面檢查。日常維護中需定期檢查防滲材料的完整性和防滲效果，發現問題后一定要及時修補和處理。

3.7 自凝灰漿防滲墻施工技術

自凝灰漿防滲墻施工技術是從塑性混凝土防滲技術衍生而來的一種改進技術，主要利用水泥和膨潤土為基本原料，在其中加入少量緩凝劑制成所謂的“自凝灰漿”。這種技術通常不單獨使用，而是作為其他防滲墻施工技術的補充。

在需要使用泥漿護壁的防滲墻施工中，自凝灰漿用作護壁泥漿，在鉆孔施工過程中填充，隨后在無需外力干預的情況下自行凝結和硬化，形成堅固的防滲層，從而增強了防滲墻的整體防滲性能。施工團隊需要對施工現場進行詳細的地質勘察，確定最適合的施工點位和深度，勘查完成后根據設計要求進行精確的鉆孔作業，鉆孔的精度直接影響到灌漿的效果和防滲墻的質量，鉆孔后立即將預先調配好的自凝灰漿注入孔中。

施工完成后需要對防滲墻進行質量檢驗，通過視覺檢查、滲透測試和核磁共振成像等方法，檢查防滲層的連續性、密封性和均勻性。對重要設施、極端氣候或地質活動頻繁的區域，還要做好長期的監測工作。

4 結束語

在當前的水利工程中，堤防的防滲施工技術直接關聯到堤防的穩定性及其防洪能力，是實現有效水資源管理的基礎，后續堤防防滲施工技術的發展會更加注重與實際情況的緊密結合，不斷優化材料質量并提升施工工藝，進一步提高堤防的防滲效率和持久性。

參考文獻

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[2] 李青.加強水利工程管理 發揮水利工程效益[J].中華建設， 2021（11）：110-111.

[3] 孫占勝.堤防護岸工程常用技術及建設的對策[J].河南水利與南水北調，2021，50（8）：35+47.

[4] 余琳.水利防洪堤壩施工中的技術要點[J].內蒙古水利，2021 （8）：57-58.

[5] 王發兵.水利工程堤防護岸工程施工技術的相關探討[J].四川水泥，2021（8）：296-297.