水利工程中防渗技术的应用分析

董京刚，杜国强

(1.哈尔滨市滩涂开发管理办公室，哈尔滨150076;2.黑龙江农垦勘测设计研究院，哈尔滨150090)

随着现代科学技术的发展以及人民生活水平的不断提高，人们对于现代的水利工程的施工质量以及使用性能都提出了更高的要求，这也对水利工程中的防渗处理措施提出了更高的要求。因此，十分有必要对水利工程防渗技术进行科学的分析和研究［1］。

水利工程的渗透问题主要包括地基渗透和坝体渗透两个方面。在水利工程中最常采用的施工处理方法是防渗墙法和灌浆法［2］。

1 灌浆的种类特点及应用

在土石坝坝体和坝基防渗处理中最常采用的灌浆方法有坝体劈裂灌浆法、坝基卵砾石层防渗帷幕灌浆法、高压喷射灌浆法、控制性灌浆法以及膨胀浆塞法灌浆法［3］。

1.1 宽心墙坝及均质土坝的坝体劈裂灌浆法

土坝坝体劈裂式灌浆法的施工原理是依据坝体所受应力的分布规律，在灌浆时通过施加压力，使坝体结构沿着坝轴线方向产生劈裂现象，在施工同时，向坝体灌注配比合适的泥浆，进而形成连续的铅直的防渗泥墙，从而达到堵塞漏洞、裂缝或切断软弱层以及提高坝体的防渗能力的目的。

对于裂缝的局部灌浆，在施工结构中可能出现裂缝的区域，采取均匀布置大量类似于固结灌浆的灌浆孔群的结构，这些结构对于保证坝体施工质量差，以及出现上下游贯通的横缝的情况，一般可以选择采取全线的劈裂灌浆的方法。

1.2 卵砾石层防渗帷幕灌浆法

在施工过程中由于受到地质条件的限制，浆液的填充范围不能得到有效的控制，施工中常常采用3排以上的灌浆孔从而达到相对水平较高的防渗标准。卵砾石层采用的防渗帷幕灌浆法对整个水利灌浆的质量产生直接的影响，所以在施工过程中要高度重视。

1.3 高压喷射灌浆法

高压喷射灌浆防渗法的工作原理是利用高压水泥泵所产生对水泥浆液射流的巨大冲击力，进而达到破坏被灌土层结构的目的，与此同时会使被灌土层土颗粒与水泥浆液之间掺混凝固进而形成具有一定性能和形状的固结体，进而起到防渗的作用。

高压喷射又分为定喷、旋喷和摆喷3种。高压喷射灌浆的防渗处理方式具有设备简单、材料来源广、工程造价低，工程效率高以及搭接防渗的效果好等众多优点。

1.4 膨胀浆塞法

大坝横缝渗漏主要应用的防渗方法是灌浆浆塞膨胀法，这种防渗方法具有施工效果良好，浆液填充饱满等众多优点。

1.5 控制性灌浆法

控制性灌浆是一项新型的灌浆工艺，在最近几年才被提出的。这种施工工艺实现了对传统灌浆工艺的改进，在施工过程中可以通过一系列措施控制浆液的压力以及流量，进而实现对灌浆范围的有效控制，从而达到节约时间和投资的目的。

2 防渗墙的种类特点以及应用

防渗墙的设计特点是墙体厚度比较小、渗透系数比较低、柔性比较强、耐久性比较好及单位面积造价水平比较低［7］。主要包括:锯槽法、多头深层搅拌水泥土、链斗法、射水法、薄型抓斗和倒挂井法等众多成熟的成墙工艺。

2.1 多头深层搅拌水泥土墙工艺

这种成墙工艺要求在施工时搅拌机一次多头进行钻进工作，同时将水泥浆喷入深层土体进行搅拌，进而使水泥浆与土体相互混合凝固形成水泥桩，最后将桩与桩连接起来，进而形成水泥土防渗墙。

现在在施工中最大成墙深度达到22 m，水泥土渗透系数 ＜10 em/s，抗压强度 ＞0.3 MPa。施工特点为:施工方便、无泥浆污染、工程造价相对较低。普遍适用于砂土、黏土、淤泥以及砾层中。

2.2 锯槽法成墙工艺

这种成墙工艺中，进行上下往复切割的锯槽机，要以一定的倾角和速度操控刀杆使之向前移动完成开槽工作;最终被锯切割下来的土体要通过排渣系统排出槽外，在施工过程中要采取泥浆护壁的措施，最后浇筑塑性混凝土，进而形成宽度为0.2～0.3 m的防渗墙体结构。

锯槽机由行走底盘、刀杆及支架加压系统、动力及传动系统、起重设施、排渣系统以及电气控制系统等多个部分组成;传动切割方式包括机械式与液压式2种。刀杆进行不同规格的组合，开槽宽度可达0.2～0.5 m、深度40 m左右。锯槽法适应于黏土和砂土以及卵石粒径＜100 mm的砂砾石地层。锯槽法具有成槽连续、墙体连续、工作效率高、质量好和成墙深等众多工艺优势。

2.3 链斗法成墙工艺

链斗法要选用链斗式开槽机进行旋转链斗取土，与此同时要将斜放的排桩下放到恰当的成墙深度，开槽机在开挖沟槽的同时要做好泥浆护壁的工作，浇筑混凝土的方法与锯槽法类似。链斗式开槽机的开槽宽度在16～50 cm，开凿深度可达10～15 m。这种施工方法适应于黏土、砂土以及粒径小于槽厚、含量＜30%的砂砾石地层。

2.4 射水法成墙工艺

射水法成墙设备包括浇筑机、混凝土搅拌机和造孔机3个部分。射水法成墙工艺就是通过造孔机成型器内的喷嘴，射出的高速水流进行土层切割的工作，成型器上下运动进行切割和修整孔壁的工作，正循环或反循环方式出渣。最后，浇筑水下混凝土或塑性混凝土，进而形成薄壁防渗墙结构。

2.5 倒挂并法成墙工艺

这种施工工艺的主要特点是人工挖井，每井浇成一个混凝土井，各井柱之间互相搭接，最终形成整片的混凝土墙，这样能够切断透水地层，从而达到防渗的目的。

防渗质量的高低会直接关系到整个水利工程的正常的投入使用，甚至会牵涉到人民大众的生命和财产安全，因此在施工过程中要严格依照相关的规范和要求，积极做好防渗工作。

［1］朱方丽.水利工程防渗处理施工技术探讨［J］.科技博览，2010(32):459.

［2］邱灏.水利工程防渗处理施工技术综评［J］.黑龙江水利科技，2011，39(01):113-114.

［3］肖异智，俞毅，张辉能.灌浆技术在水库大坝渗漏处理中的应用［J］. 黑龙江水利科技，2007，35(06):158-159.