关于水利工程堤坝除险防渗加固技术的相关探讨

【摘要】堤防除险加固属于水利工程防护的重要环节，堤坝工程隐患层出不穷，严重会给国家财产和人们生命带来极大的损失，文章分析了堤坝工程出险种类及施工方案，对堤坝防渗加固技术进行了探讨。

【关键词】水利工程；堤坝；防渗加固；分析与研讨

一、对水利工程堤防出现险情的分析

水利工程出险的种类主要包括滑坡、渗透破坏、裂缝、没治，而其中尤其以渗漏破坏最为严重；水利工程的渗漏破坏主要表现在一些几种的流土、接触流土、接触冲刷、渗漏、管涌等；此外，我们根据堤防渗漏破坏险情的不同，可以将其分为三类，第一，是由于堤防自身所产生的渗漏险情，主要是由于堤坝本身所建造物质的不均匀性、建造密度的不均匀性等原因所造成的，例如，一些堤坝的堤身筑造过程中，土壤为粉细砂、沙壤土，这就导致其存在一些裂缝和孔洞现象，进而导致堤防的漏洞、跌窝、散侵等；第二，就是由于堤防地基和堤坝接触带产生的渗漏险情，一些堤坝在建造时，没有进行清基，使得堤坝和堤防地基的接触带较为混杂；第三，就是由于堤基所产生的渗漏险情，该类险情出现的原因主要是由于一些地基中存在透水性较强的砂层或是土壤。

二、对水利工程堤防渗漏施工方案的选择分析

在堤坝工程施工过程中，针对险情在堤坝中的表现，提出针对性的解决措施。目前使用较为广泛的防渗处理是锥探灌浆、截渗墙以及劈裂灌浆的方式，首先对堤身进行处理。若是必要还需要对堤身进行加厚或者是翻挖重新对堤身进行填筑。

其次，对工程的造价评估。对于水利工程的堤坝进行防渗处理除了要考虑效果之外还需要对工程造价进行有效的控制，防渗的截渗墙有效降低造价的关键就是廉价材料以及薄墙的使用。目前深沉法、开槽法以及挤压造墙等几种方式均可以对造价进行控制。而这些方法中深沉法造墙的成本最低，并且墙身的深度在二十米以内时具有着无可比拟的价格优势。高喷法较为适宜使用在一些施工场地受限的地方，像是场地内空间狭小以及障碍物较多，虽然有着良好的适应性，但是造价要相对较高。

最后，在一些粒径较大的地层中，大多含有大量的砂卵石，因此需要采用冲击钻以及其他开槽方式相互配合进行，但是造墙的成本也会随之提高。但是根据提防工程的特点不同，所采用的方式必然也会不同，这类型的地层的防渗处理也可以通过减压反滤等措施进行保护。

三、水利工程堤防除险加固技术分析

（一）堤防除险加固的前期工作

堤防除险加固是一项长期且艰巨的任务，要做好除险加固应收集掌握除险加固所需的基本资料，所需资料主要包括：

1、工程及水文地质资料，包括该工程的土的物理性质指标和力学性质指标，堤身和堤基的土层分布、分层厚度，地下水的分布、运动规律及边界条件等；

2、工程监测、检查及隐患探测资料，堤防沉降及水平位移观测、堤身雨淋冲沟、陷坑、渗压观测、堤身结合部的变形、裂缝、渗漏、淘空等缺陷、水下地形观测、裂缝（滑坡）监测等方面的内容；

3、堤防建设和出险情况的历史资料，建设资料包括复堤、改建、扩建、加固等方面的设计与施工技术资料，历史险情类型及巩固措施等有关材料。以便为堤防的安全评价和除险加固措施的选择提供科学依据，避免盲目性。必要时有针对性地开展堤防的安全复核工作，应有针对性地进行工程地质勘察工作。进行堤防除险加固工程设计和选择施工方法的科学基础。

（二）堤防防渗处理

堤防的防渗方案的选择应考虑堤防工程性质、条件，应达到满足工程防渗目的和要求，有一定的防渗标准，工程费用较低等因素。防渗一般采用灌浆或防渗墙措施来处理渗透或降低浸润线，采用防滑桩或压重等措施来提高抗滑稳定性安全系数。随着土工合成材料的发展，用土工膜或复合土工膜防渗和用加筋材料提高土体稳定性得到越来越广泛的应用。采用截水槽、截渗墙等防渗体时，材料可采用粘性土、土工膜、固化灰浆、水泥、水泥砂浆、混凝土、塑性混凝土、沥青混凝土、化学材料；施工可采用人工开挖、机械开挖、铺设、冲击钻、回转钻、抓斗、轮铣、射水、锯槽、斗式、多头钻、定摆喷、灌浆、板桩、搅拌桩等技术；其厚度和设置方式应满足材料允许渗透坡降要求；其防渗性能、效果应符合防渗要求和适应防渗体的布置。对坝基渗漏的处理一般依据上游“铺、截、堵”，下游“导、减、排”的原则，降低扬压力。

（三）地基加固除险

根据工程状况建筑物对地基的要求和地基条件，应分析采用天然地基的可行性，确定需要进行处理的范围和处理要求，如有可能应尽量采用天然地基。地基处理方法必须满足堤防对地基的设计要求，主要指天然地基经处理后应能达到的物理力学指标。可通过以下几种方案：

1、换土垫层法。挖除浅层软弱图或不良土，分层碾压或夯实土，按回填的材料可分为砂（石）垫层、碎石垫层、粉煤灰垫层、干渣垫层、土（灰土、二灰）垫层等。它可提高持力层的承载力，减小沉降量，消除或部分消除土的湿陷性和胀缩性，防止土的冻胀作用及改善土的抗液化性。采用边强夯、边填碎石、边挤淤的方法，在地基中形成碎石墩体，它可提高地基承载力和减小沉降。

2、深层密实法。利用强大的夯击能，迫使深层土液化和动力固结，使土体密实，用以提高地基承载力，减小沉降，消除土的湿陷性、胀缩性和液化性强夯置换是指将厚度小于8m的软弱土层，边夯边填碎石，形成深度为3～6m，直径为2m左右的碎石柱体，与周围土体形成复合基础。利用挤密或振动使深层土密实，并在振动或挤密过程中，回填砂、砾石、碎石、土、灰土、二灰或石灰等，形成砂桩、碎石桩、土桩、灰土桩、二灰桩或石灰桩，与桩间土一起组成复合基础，从而提高地基承载力，减小沉降，消除或部分消除土的湿陷性或液化性。

3、排水固结法。通过布置垂直排水井，改善地基的排水条件，及采取加压、抽气、抽水和电渗等措施，以加速地基土的固结和强度增长，提高地基土的稳定性，并使沉降提前完成。

4、加筋法。在人工填土的路堤或挡墙内铺设土工合成材料、钢带、钢条、尼龙绳或玻璃纤维作为拉筋，或在软弱土层上设置树根桩或碎石桩等，使这种人工复合土体，可承受抗拉、抗压、抗剪和抗弯作用，用以提高地基承载力，减小沉降和增加地基稳定性。

（四）堤防灌浆防渗措施

用于堤防工程的灌浆技术是利用压力将能固结的浆液通过钻孔注入岩土孔隙或建筑物的裂隙中，压力越大，吸浆量及浆液扩散距离就大，使其物理力学性能改善的一种方法。浆液必须满足地层的可灌性条件，浆液的颗粒尺寸必须小于土的孔隙尺寸，浆材选型尤为重要。灌浆施工技术应采用“围、挤、压”的原则，就是先将灌浆区圈围住，再在中间插孔灌浆挤密，最后逐序压实，这样易于保证灌浆质量。最好采用分序灌浆的办法。

四、结语

为确保堤坝的安全运行及使用，提防加固除险防渗处理技术尤为重要，我国许多水利堤坝需要进行防渗及加固除险处理，应根据堤防工程状况，必要时进行滑坡勘探、土工试验及观测工作，只有根据实际情况进行详细分析，才能做好提防加固处理工作，确保堤坝运行的安全性，促进我国水利工程防护技术的进一步提高