水利工程堤壩防滲漏技術探究

鄒文勝

惠州市水電建筑工程有限公司 廣東 惠州 516100

我國水利資源較為豐富，為保證資源可以得到高質量應用，自改革開放后水庫建設力度不斷加大，水利堤壩數量越來越多，在民生經濟發展以及抗洪防旱等各個層面發揮著重要影響。但是水利堤壩建設運行較為復雜，容易受到環境氣候、土壤條件以及其他各種因素的影響，出現滲漏問題，誘發不同程度安全隱患，甚至會引發決堤事故，對于人民群眾財產與生命安全都產生威脅。因此為確保水利工程運轉安全性，必須要針對堤壩防滲漏技術展開研究，依托高質量的防滲漏技術來增強堤壩安全性，讓堤壩使用壽命可以被有效延長。

1 水利工程堤壩滲漏主要原因

水利工程堤壩建設會帶來較為顯著的經濟與社會效益，但是在建設中極易受到不利因素影響，產生嚴重安全隱患問題，還會威脅其他水利工程的發展，甚至影響地方社會發展穩定性。以下就結合具體工程案例以及當前工作標準，對水利工程堤壩滲漏常見原因進行分析。

1.1 水利工程容易受到水體嚴重侵襲

從表面層面進行分析，建設現代堤壩時，會使用較多的設備與材料來完成，不會出現比較嚴重的問題，但是在后期長時間蓄水后，水體本身具備的壓力會增加，再加上外部環境與水汽的影響限制，堤壩出現滲漏幾率會持續提升[1]。此外，水利工程一般建設區域環境氣候不夠穩定，地基主要為土質地質，而土體本就有一定滲漏記錄，在施工或者設計時期，若是沒有使用符合相應標準的材料展開地基建設，就有可能造成滲水率明顯增加，加快腐蝕速度，進而引發滲漏現象。

1.2 堤壩物質結構不夠穩定

水利工程堤壩建設施工時期對于技術工藝有著嚴格要求，若是技術工藝達不到相應標準，堤壩結構以及組成的物質穩定性缺乏，就會造成堤壩密度與實際標準之間不符合，可能會使得堤壩在運行后出現一些細小縫隙，受到水體侵蝕與影響，最終誘發滲漏現象。其中對土石堤壩、混凝土碾壓堤壩組成材料選擇不恰當，密度較為欠缺就會引發此類問題[2]。

1.3 堤壩接縫處理問題

水利工程堤壩在運行時期，堤壩基礎地帶區域經常會出現滲漏情況，產生這一現象的最主要原因就是建設時期地基處理不合格，接觸面存在殘留雜質進而形成裂縫，這些裂縫經過水體長時間侵蝕會形成比較大的滲漏通道，威脅堤壩使用穩定性[3]。同時，因為一般堤壩體積都比較大，受到施工溫度、條件的限制，需要針對堤壩實施混凝土分塊澆筑或者展開土方填筑，在填筑過程中堤壩塊、層、段連接處相對較為薄弱，可能會產生滲水裂縫。雖然在堤壩施工時期會針對接縫處實施灌漿處理、設置止水設施，但具體質量難以得到有效管控，容易出現裂縫。

2 水利工程堤壩防滲漏技術研究

水利工程滲漏問題出現原因較多，依托防滲漏理論策略雖然可以讓水利坡度、滲透壓力減輕，增加滲流長度，進而降低滲漏問題發生。但是若是要想防滲效果增強，仍舊需要結合滲漏問題發生情況選擇針對性技術內容。小金河金雞塅河道工程，因為其處于交通樞紐地帶，涉及的村鎮相對較多，存在河道寬度較低、提防年久失修情況，防滲性能不夠優異。因此為保證堤壩防滲效率，以下就結合工程具體情況，對防滲技術使用方式與優勢進行研究。

2.1 水平防滲

水平防滲主要就是指在堤壩臨水一側合理鋪設不透水的土工膜或者混凝土，并在背水一側覆蓋相應土壤。這種形式可以讓壩體滲透水流線長度有效提升，適當降低壩體滲漏問題出現后壩體后破壞程度，讓滲透水流具備坡降減少，進而維護水體運行安全程度[4]。在具體組織開展防滲漏施工中，臨水一側水平防滲一般被稱之為鋪蓋，背水一側則被稱之為蓋重。其中鋪蓋主要就是使用混凝土層、黏土層實施壓實操作，材料為體型相對比較小的材料；背水一側實施蓋重操作，則可避免壩基出現變形問題，水利工程發生滲漏情況后，就可采取蓋重手段，能夠起到壓滲功能。若是范圍比較大，則需要將壓蓋寬度縮短，一般而言壓蓋寬度控制在100m內最為合適。

2.2 灌漿防滲技術

灌漿防滲技術存在工程造價比相對較低，可操作性程度較高的特征，能夠讓壩體當中出現的裂縫被去除，起到整體加固壩體作用，比較經濟合理，被廣泛應用到各類工程當中[5]。一般在應用時期，為避免對周圍環境帶來嚴重破壞，需要盡量從當地獲取所需的灌漿材料，將灌漿孔設置到壩軸線平行位置，核心灌漿孔和前面堤壩間隔距離為2m左右，同時灌孔深度保持在8m左右，輔孔、主孔距離為5m，這種孔道結果可讓大壩應力狀態得到改進，進而增強大壩具備抵抗能力。灌漿防滲技術類型相對較多，包括劈裂式、高壓填充、灌漿加固、速凝式等幾種常見的措施。具體如圖1所示。

圖1 堤壩灌漿防滲技術

（1）劈裂式灌漿技術。在壩身位置發生滲漏情況下可采取劈裂式灌漿手段，通過滲漏裂縫模式，讓泥漿可以逐步在堤壩裂縫當中凝固，進而達到防護功能。在正式施工開始前，需要針對堤壩曲直度進行調查，之后采取鉆孔施工操作，主要分為梅花形、直線鉆孔形式，大部分工程都采取直線鉆孔模式，跟隨堤壩縱向軸線在堤壩頂部區域鉆孔，堤外與鉆孔之間距離保持在1.5m，與孔洞之間距離則保持在3m左右，結合堤壩高度明確鉆孔實際深度。灌漿需要從上到下實施，遵循少量多次的灌漿原則，避免一次灌漿量太多。灌漿之前需要適當增強泥漿粘稠度，提升實際注漿壓力、管控維護泥漿用量，時刻觀察是否存在鼓包、冒漿、串漿等各種問題，若是存在問題則需要及時將其解決，維護與保障灌漿水平[6]。通過這一技術能夠在堤壩軸線區域形成一個優異的防水帷幕，讓堤壩防滲性能增強。

（2）高壓注漿技術，壩基位置發生滲漏則可選擇高壓注漿技術手段，借助高壓注漿所需的機制設備將砂漿逐步壓入到相應結構內，進而起到填充結構，讓滲漏縫隙減少功能[7]。機械設備主要為大型鉆孔機器，在堤壩最頂部位置鉆孔，實際鉆孔間距保持在2m（為防止因為鉆孔壓力較大使得結構被破壞，需要盡量將鉆孔壓力管控制啊0.15MPa左右）。后將套管放入到砂石層內，向砂石層當中壓入適量砂漿，一邊注射砂漿一邊提升，直到全面提升到土層當中后，用黃泥漿徹底封堵孔洞，讓堤壩受潮幾率能夠減輕。

（3）灌漿加固，所謂灌漿加固主要就是有效強化堤壩具備的承載性、抗滲性，在滲漏周圍實施鑿孔操作，形成一個可以傾斜的孔槽，把孔槽內部存在的雜質徹底清理干凈。在孔槽當中插入相應注漿管，灌注一定量漿液，直到孔槽內部沒有形成氣泡均勻溢出后停止，可以讓堤壩具備的抗滲性能有效增強[8]。

（4）速凝式，主要就是結合管涌位置情況，選擇各種類型鉆機實施鉆孔操作，把遇水之后可能會出現膨脹材料在鉆孔內灌注，灌注壓力盡量保持在49KPa，以此來達到增強管涌實際阻力、讓水流流速有效減慢以及全面減輕泥漿流出概率的目的。

在選擇灌漿防滲技術時，需要注意，防滲材料盡量選擇固結比較快、可灌性強的材料，通過就地取材的方式，一般為當地常見的粉質土壤，此類灌漿材料具備相對較為優異抗滲能力，對于附近生態也不會帶來嚴重危害。為獲取較為優異防滲性能，需要在主排孔當中設置連續的防滲帷幕，帷幕厚度保持在15公分往上，灌漿材料的實際容重超過1.6cm3。具體需要結合現場環境以及施工情況來選擇。

2.3 混凝土防滲技術

水利堤壩防滲施工過程中，混凝土防滲施工主要就是使用混凝土材料來完成防滲操作，確保水利工程可以穩定、正常運轉，常見的混凝土工程堤壩防滲墻包含四種，即自凝灰漿防滲墻、水泥攪拌樁防滲墻、高壓噴射防滲墻以及垂直鋪塑防滲墻等。

2.3.1 水泥攪拌樁防滲墻

在針對水泥攪拌樁防滲墻展開施工作業前期，需要合理使用深層攪拌機械充分攪拌土體、水泥，通過硬化、水化等不同步驟，讓水泥可以固結成為水泥攪拌樁防滲墻。近年來，隨著科技以及施工技術快速發展，水泥攪拌防滲墻造價越來越低廉，施工便捷程度明顯提升，整體厚度可以達到30公分左右，因此在堤壩施工當中，水泥攪拌樁防滲墻使用較為廣泛，占據整個防滲墻的70%左右。

2.3.2 自凝灰防滲墻

即在膨潤土、水泥當中適當加入一定的緩凝劑，形成混合液體，自凝灰漿在徹底凝固前期可以當作護壁泥漿應用，凝固之后則可形成防滲墻，可以全面降低水利工程滲漏問題出現概率。不過目前我國使用自凝灰漿防滲墻的次數較少，沒有被廣泛推廣。

2.3.3 高壓噴射防滲墻

此類防滲墻主要就是使用高壓射擊流來對大壩基層直接進行沖擊，之后在大壩基層最內部灌注水泥砂漿，讓砂漿緊密貼合堤壩 覆蓋層，形成一道比較牢固的高壓噴射防滲墻。

2.3.4 垂直鋪貼

使用挖槽機械將殘渣挖出，之后有規律、有目的的鉆孔，鉆孔后使用提前配置好的水泥砂漿實施護壁操作，鋪設專屬的防滲膜，并回填土層，以此來形成一個垂直鋪貼。一般挖槽深度保持在15公分以內，防滲帶寬度則為30公分左右。

防滲墻在堤壩工程中主要起到隔離水流功能，是一種連續墻體，不會直接作用在堤壩當中，具備防滲性能優異、結構比較可靠特征，在多年發展與改善中成本也逐步降低，工藝越來越成熟。不過為保證防滲墻實際施工效率，一是在施工前需要實施清孔、鉆孔操作，孔內雜質可以選擇抽桶法，徹底清除孔內余漿和雜質，1h之后觀察孔內部換漿質量，孔內泥漿或者淤泥厚度保持在10cm內，含沙量則為5%以內，則表示合格。二是連續墻施工中，常見的施工技術手段包括鉆鑿施工、接頭管連接施工方法，在孔位中間將鉆鑿接頭有效套接，鉆孔深度盡量小于墻體厚度，保持在墻體厚度1/3左右。同時，在二期槽清孔換漿結束之后，要將槽壁當中覆蓋的泥漿清理干凈，用鋼絲刷等類工具將表面泥漿皮去除，墻體連接位置不可以出現石硝、淤泥等各類雜質，不得產生裂縫或者孔洞，避免連接位置在后期出現滲漏現象，可以用2個雙管高壓噴旋柱，讓墻體具備防滲性不斷增強。并在施工結束后積極檢查施工質量，采取鉆芯取樣方法，針對試樣防滲、抗壓系統進行監測，以此來保證防滲墻具備的性能可以與防滲加固性能要求相符合。

3 水利工程堤壩防滲漏技術選用原則

水利工程堤壩一旦出現滲漏現象，將會限制與影響人民群眾財產與生命安全，威脅工程具備的社會與經濟效益，進而誘發地面塌陷事故，對于農業、生態業發展會帶來不利影響。必須要結合具體工程內容，選擇科學化的堤壩防滲漏技術，讓工程實際投入成本能夠減少，高質量落實安全操作，這樣才可讓下游群眾財產與生命安全得到保障。根據實踐工程來講，若是水利工程堤壩受到破壞的程度比較淺，可以采取防滲墻；若是工程發生集中滲漏現象，則可選擇高壓噴射注漿手段將其解決，若在新老堤壩交接位置出現滲流現象，可及時實施封堵、開挖操作，或者直接進行灌澆，以此來讓堤壩具備的防滲性能可以有效增強。同時，除去上述幾種方法之外，還可在堤角部位合理設置減壓井，適當讓大壩壓力減輕。在具體選擇使用中需要結合不同滲漏情況，綜合評定與研究防滲漏工程優點與缺點，采取各種不同防滲技術手段，將技術有效銜接，這樣才可創造出更加充足的經濟效益。

4 結束語

綜上所述，水利工程堤壩建設對于社會經濟以及民生經濟發展有著極大促進作用，為保證堤壩具備的綜合效益與經濟收益能夠有效提升，維護堤壩具備的耐久性、防滲性以及實際使用壽命，避免受到病害等各種問題限制。必須要結合堤壩滲漏問題發生原因，選擇針對性防滲技術與防滲手段，讓堤壩具備的防滲能力可以全面增強，為堤壩長期穩定運行奠定一個牢固基礎。