水利工程土質堤壩滲透分析及防滲加固技術

陳衛紅

安徽省無為大堤長江河道管理局 安徽 蕪湖 238300

引言

堤壩在水利工程的整體建設中起著非常重要的作用，對工程建設的順利進行有很大的幫助。然而，據調查，堤壩在運行過程中經常發生滲水，如果不能及時解決，將損害水利工程的安全。近年來，我國非常重視水利建設，提高了水資源利用率，改善了人民生活條件，防止旱澇災害的進一步的發展。然而，水利工程常受到周圍因素的影響。例如，一些水利工程中堤壩的滲漏問題，影響了過去一般水利工程的安全性和水資源的活動，使居民的正常生活受到影響。因此，在堤壩建設中應及時解決滲漏問題，重視防滲施工，制定有效的防滲方案，大幅度提高水利工程質量，延長使用壽命，做好旱澇災害防治工作。

1 水利工程中防止堤壩滲漏的重要性

在水利工程中采用各種技術防止滲漏是水利工程的主題。堤壩滲漏的問題消耗大量能源和資金，并且影響人員和財產安全，減少水利設施的使用壽命，因此，提高堤壩的防滲技術水平是非常有意義的。

1.1 保證人民群眾生命財產安全

人身和財產安全是所有項目的出發點和最終目標。水利工程與人民生活息息相關，加強土質堤壩防滲技術的研究和開發，可以為人民的生命財產提供良好的保護。水利工程堤壩滲水會帶走地下土顆粒，降低堤壩后房屋地基應力，嚴重時將導致周圍的房屋倒塌。此外，它還會影響附近農作物的收成，減少農民的收入，人們也會面臨各種風險和危險，因此堤壩滲水問題必須解決。解決堤壩滲水問題后，周邊居民不僅可以享受到更多水利工程的益處，農作物可以得到正常澆灌還可以不斷改善生活條件，確保堤壩內的房屋安全，保障人民群眾生命財產安全。

1.2 提高水利工程的使用年限

堤壩的防滲能力決定了穿堤水工建筑物的使用壽命，同時也能促進堤壩的穩定性。例如，應用水利工程已經解決了供水、防洪等問題，如果在較短的使用壽命內出現滲漏問題，將大大縮短水利設施的使用壽命，帶來人力物力的消耗。堤壩在很大程度上取決于地質、材料和環境，因此堤壩的穩定性很難控制，后續維護需要額外的材料和能源。運行期間，隨著水浪沖刷的增加和環境風力的變化，堤壩坍塌和滲漏問題會逐漸出現并發展增加，隨著時間的推移，水利工程的功能下降，使用壽命將大大縮短。此外，堤壩還吸引白蟻、黃鼬等小動物，這些動物會在堤壩內筑巢并帶出黏土， 形成滲水通道，降低防洪能力縮短堤壩壽命，乃至摧毀堤壩。

2 水利工程堤壩滲漏問題的主要原因分析

2.1 設計缺陷

由于部分設計人員對項目區的地質、水文條件了解不夠，測量數據不準確、不完整，堤壩防滲設計存在缺陷，導致堤壩滲漏問題。同時，由于尺寸、坡度設置等相關設計參數計算不準確，設計項目中的一些設計人員對實際的相關要求缺乏實踐的理解，導致設計與實際要求相差甚遠[1]。

2.2 施工質量缺陷

部分水利堤壩在施工過程中，施工質量控制不足，施工管理和監督不嚴格，堤壩填筑碾壓厚度過大和壓實度不足，可能無法滿足設計要求。堤壩沒有科學有效的防滲措施，層狀工程中存在縫隙的問題。同時，一些水利工程完工后，為了滿足新的需求，又進行了一些改建工程，但在施工過程中，結合部處理不好，兩個邊坡可能會與新老層失去有效連接。

2.3 材料缺陷

目前，許多水電項目都建在大容量的工程中。這種堤型設計具有性能好、適用范圍廣、可靠性好、造價低、符合施工規范等優點。然而，隨著時間的推移，由于力的相互作用、巖體的逐漸破壞、巖體顆粒結構的變化和工程結構性能的不斷下降，結構不斷遭到破壞。因此，如果巖層結構具有荷載增大或受強水影響的特點，就會出現滲漏問題，從而產生破壞，造成不必要的損失。此外，當使用的原材料難以達到質量標準時，更容易滲透到含有材料的土壤中，以填充腐蝕性土壤等殘留物，影響質量[2]。

2.4 結構變形

與一般工程設施相比，水利工程位置具有獨特的特點。堤壩長期受兩岸空氣相對濕度、溫差和各種力的影響，會出現變形的問題，隨著時間的推移，當變形變量達到一定標準時，就會導致堤壩結構變形，對結構的防滲性和穩定性造成破壞。因此，在應用水利堤壩階段，不僅要加固防滲結構，采取先進的技術措施，還要對河床變量進行不斷地監測。

2.5 工藝因素

堤壩施工前，應制定科學的施工方案，嚴格按照施工方案組織施工。初步設計階段應充分考慮堤壩的處地質、水文條件，收集現場資料，確保設計合理可靠。此外，設計人員還應重點分析環境因素對堤壩滲漏的影響，并通過有效控制環境因素減少其負面影響。從堤壩的穩定性來看，穩定性受到諸多因素的影響，例如，在基礎施工階段，當黏土不穩定時，堤身會不均勻沉降，影響整體質量。最后，為了避免土壤凍結，填料的總環境溫度必須高于10℃。

3 加強水利工程土質堤壩防滲加固技術有效性的措施

3.1 上堵下排

當土質堤防滲漏出現險情時，應首先考慮采取上堵下排措施控制住滲漏。工作人員應第一時間到上游面查明滲漏原因，可以采用反濾、導滲、壓滲等措施來控制滲漏，防止流質土進一步膨脹。且立即制定一套符合當地實際情況的防滲方案，在救援時應嚴格按照方案實施，確保防滲救助的合理性。在防滲救援工作實施中，應選擇實際經驗豐富的技術人員，保證防滲措施可以在短時間內高質量完成。為了防止險情擴大，地方部門可以提前儲備好救援人員和物資，平日里定期訓練，避免在救援時出現意見分歧和優柔寡斷，錯過最佳防滲時間。

3.2 改善地質條件

為防止土質堤壩滲漏，必須要在施工前做好全面覆蓋性的調查，并在施工過程中做好地質土壤的改善處理工作。在工程初期做好地質技術分析，結合當地的地質特性和土壤特點來制定一套優化措施，提高土質堤防施工質量。工作人員應提高自身專業技能，借助新技術方法的操作簡單、成本低、施工速度快等優點，來降低土質堤防滲漏的可能性。

3.3 臨水截滲、穩定壩坡

土質堤壩出現滲漏時，可采用臨水截滲、穩定壩坡的方法來控制。工作人員需要到上游面進行全面排查，在距堤腳3m左右進行拋石，目的是先穩住堤腳，減緩水流的沖勢。此外，可以選用彩條布或者塑料薄膜來堵住滲水口，保護和加壓回水邊坡泄漏部分的路面。若滲漏水域處的風壓較小，可以用附近的土料自上而下緩慢傾倒，使這些土被淤積固定，達到封堵氣密的目的。在堤壩水位較淺的情況下，可以選用周圍的木樁筑起圍堰，并在內壓實土壤做好標記。該辦法要求最大限度調配并利用勞動力，以保證滲漏區淤積被封堵，達到封堵氣密的目的。

3.4 科學處理堤下基巖

巖溶土質堤壩會根據地區需要設在地貌多熔巖地區，這就要求在施工過程中科學處理基巖巖溶。在地質條件復雜情況下建成的水利工程，更容易遭受到水流壓力沖擊而出現滲漏，并且長時間的水流沖刷容易引發壩基松動，降低堤壩的安全性。針對基巖巖溶情況復雜區域，可以采用灌漿技術，根據水流方向和裂縫形狀選用不同的填充材料，也可以在灌漿配料中加入水泥漿，使配料膠結在一起，把漏水部分堵死。

3.5 合理處理接觸面

壩基和壩體的接觸區是非常容易發生滲漏現象的，可以采用高壓噴射灌漿技術來提前做好預防。但高壓噴射灌漿噴出的水泥漿沖擊較大，控制噴射方向難度較大，需要技術人員針對特定區域進行操作。施工前期要先破壞清除原層結構，可以選擇高壓水槍混合水泥來完成這一操作，保證接觸面無其他雜質干擾，更好地對縫隙進行填充處理。

3.6 加強后期的檢查和維護

土質堤壩的建設時間比較長，并且都具有一定的滲漏特性，需要做好土堤后期的修護工作。河道堤防管理單位，需加強對土質堤防的日常檢查，尤其是在防洪期間，應加強檢查頻次，堤頂和內堤肩以下若干米的堤坡，察看有無跌窩和裂縫，內堤肩至護堤地邊緣察看有無散浸、管涌、滑脫，護堤地以外查看有無管涌險情，特別注意觀察溝塘有無翻砂鼓水等異常現象，及時發現問題并修護，確保土質堤壩功能的完整性，并要加強對穿堤建筑物的檢查，檢查閘邊墩、岸墻、翼墻、護坡等結合部是否有裂縫、跌窩、滲水等現象，巡查涵閘閘門關閉后有無異常，巡查泵站進水前池有無翻砂鼓水及冒泡等現象，嚴格查看可能發生滲水的部位。此外，土質堤防滲漏現象并不明顯，需要檢查人員全方面仔細觀察土堤的變化情況，從根本上改進，以保證周邊人民群眾的生命財產安全。

4 穿堤建筑物的質量控制

4.1 控制好混凝土的澆筑速度

在混凝土防滲墻工程中，應注意檢查管螺紋支架，以便在改造過程中有效可靠地連接混凝土管?；炷翂谑┕み^程中保持高水平的連續性。如果施工中斷，在超過40min的后續灌漿作業中，應按照技術規范的要求進行修復工作。溝槽內混凝土施工時，管道均勻布置在墻體的不同部位，以保證混凝土表面上混凝土的穩定均勻上升。注意混凝土表面不得超過0.5m，且每秒不得小于2m。澆筑過程中，保護槽應防止任何異物脫落，并布置在混凝土地下連續墻內，如果出現問題將影響混凝土質量，降低最終施工質量和施工安全。

4.2 混凝土防滲墻的配合比設計

混凝土材料要經過仔細計算，對于配合比要進行精確的計算，并邀請專家提供防滲效果，根據設計規范，通過對穿堤建筑物混凝土與混凝土墻及相關防滲規范的比較，分析工程所在地的地質條件和材料，確定穿堤建筑物防滲混凝土墻應采用混凝土的強度，這直接影響到混凝土防滲墻的最終強度和防滲效果。因此必須嚴格調整混凝土的比例。混凝土最終成型后，必須滿足穿堤建筑物的實際需要，這也是穿堤建筑物防滲混凝土墻設計的核心內容。除此以外，還要注意正確澆筑混凝土，確保混凝土啟動時不出現滲漏、開孔等施工問題，啟動時必須進行良好振搗，穿堤建筑物的最終施工確?；炷吝^濾屏障符合運行標準。

4.3 加強對原材料的檢驗

原材料是防漏的關鍵。如果原材料的質量得到保證，后續的防泄漏措施也能夠取得成功。在水利工程的作業中，應加強對原材料的控制，并在材料采購現場采購符合施工質量標準的材料，購買材料后也要進行嚴格檢測，入場材料需要全部符合招標標準，嚴格把控材料質量，嚴禁出現不合格材料的使用。到達施工現場，對于沒有達到標準的原材料進行更換，嚴格檢查原材料的質量、重量和數量，確保其完全符合采購要求，施工現場必須嚴格控制原材料，其次，原材料的儲存還要適當的環境條件，防止雨水侵蝕，影響后續的黏度，充分發揮材料的泄漏效果。大多數的水利堤防滲漏問題都是因為材料質量不達標所誘發的，材料的選擇和使用將直接關系到工程整體的質量。各工程單位和施工公司都應結合工程實際情況，建立一套完整的材料質量管理體系及監督和獎勵機制，調動工作人員的工作積極性，培養檢查人員的責任心。管理體系內應標明材料管理實施細則，明確物資質量管理的目標和要求，采取科學有效的措施，切實加強物資管理。并且各材料管理部門應做好材料的儲存工作，避免合格材料變質[3]。

5 結束語

總的來說，為了有效地實施堤壩的防滲工程，必須有效地完成各階段的工程目標，建設精心、有序，高效地控制每個施工階段，嚴格控制工程的建設質量，有效地提高堤壩的防滲性能，增加使用壽命。在認識和分析當前水利堤壩防滲問題的同時，要加強對堤壩防滲問題的研究，促進我國水利工程的有效發展和堤壩建設。為了提高國內堤壩的利用效率，必須加強復雜問題的控制，制定有效的運行方案，為可能出現的滲漏問題提供有效的保護，有效地促進水利工程的整體建設。