浅谈防渗技术在水利工程中的应用

　　[摘要]水利工程土石坝（水库）渗漏类型及成因分析，土石坝防渗处理技术在工程中的应用。
　　[关键词]水利工程，渗漏，防渗，应用
　　一、简述
　　随着国民经济的不断发展，综合国力的加强，生产力的不断提升，水利工程建设步入了一个大的发展时期。云南省是我国土石坝工程比较多的一个省份，追其原因，(一)我省地处活动板块的区域，地震比较频繁，土石坝是散粒土体结构，适应变形及抗震性能好的特点；（二）高原地区土料比较丰富，材料的就地取材可以降低工程建设投资；（三）施工方法灵活，施工技术简单，易为群众掌握，管理方便，加高扩建较为容易。选择土石坝工程建设经济性比较合理。早期我省修建的水库多为均质土坝。现如今较多的存在安全隐患，并降低了经济效率。尤其因渗漏引起的病险土石坝占有较大的比例。随着社会的发展，原有的许多加固技术逐渐暴露出缺陷，为了解决这些问题，工程技术人员及勘测设计研究人员，不断探索，提出了许多防渗加固处理技术。
　　解决土石坝渗漏问题，传统的防渗施工技术：（一）坝基采用固结、帷幕灌浆；（二）坝体多数采用多排多孔的帷幕灌浆，虽然在一定时限内能解决渗漏问题，但是该技术存在一定的周期性，不能根本解决土石坝的长期运转的安全性和经济性。为有效的解决水库渗漏，首先我们应对病险工程渗漏常见的类型、渗漏成因进行分析，才能切合实际的进行防渗技术设计应用及处理。合理应用防渗加固施工技术。
　　二、水库渗漏常见类型
　　（一）坝体渗漏：水体透过坝身渗流而造成水量流失，加上白蚁危害，洞穿坝体，最后在高水位时发生下游坝坡渗漏、长期运行、粘土流失，会引起坝体的渗流变形破坏，形成渗流通道，严重时会引起坝体会塌滑，有溃坝的安全隐患。
　　（二）坝基渗漏：渗流水沿着坝基和坝肩透水岩层渗流而发生渗漏。在最高水位时渗漏通道会逐渐增大（产生管涌或流土），坝体挡水承压力降低，出现大坝的运行不安全隐患。
　　（三）出水涵管渗漏：由于地震、坝体或涵管不均匀沉降导致涵管破损；涵管与坝体接触周边止水失效，引起水量流失。也会产生坝体的安全隐患。
　　（四）接触性绕坝渗漏：水体沿坝体与山体结合部或风化岩层处向下游地区渗漏；当水库大坝加高蓄水位升高时，溢洪道与坝体导水墙之间、溢洪道底板与建基结合部未作有效的防渗处理或溢洪道底板渗流水处理措施，导致渗流水向坝体一侧渗流。
　　三、渗漏成因分析
　　（一）坝体渗漏主要成因：一是填筑土料的不均匀性（如土料粘黏含量、颗粒级配等差异）、施工质量（碾压不密实）。二是坝体单薄（早期工程注重造价因素而形成），导致渗径过短。三是坝体排水体淤塞失效或根本未设排水体。四是坝下原封堵埋管漏水。
　　（二）坝基渗漏主要原因：一是透水层清基不彻底或根本未清基，土坝建成后，不久便漏水。二是设计中未考虑截水槽或者设计的截水槽尺寸不合理，在水库运行中截水槽被击穿。
　　（三）出水涵管渗漏主要原因：多数输水设施设于坝体内部，涵管的建筑材料多为脆性材料，土坝产生不均匀沉降或涵管自身沉降时，导致涵管破损；涵管进水口截流未做好或涵管与坝体结合部位碾压不密实。
　　（四）绕坝渗漏主要原因:一、两岸岩体破碎、节理发育、透水性较大。二、建筑时岸坡未设截水槽，或截水槽深度不够。三、施工中岸坡开挖不符合要求（倒坡、丢台产生凸效应，阻碍坝体均匀沉降，形成横向裂缝）。四、施工质量（与岸坡结合处漏压或碾压不密实，超压导致填筑土体与岸坡分离，形成横向裂缝）。
　　四、防渗处理技术在工程中的应用
　　一般处理防渗的原则是“上堵下排”。“上堵”是指在上游不使或少使来水渗入坝体或坝基；“下排”是指渗入坝体或坝基的水在下游通畅排出，但不能带走坝体或坝基的小颗粒和不改变坝体变形和强度。根据加固机理与加固位置的不同，分为坝前水平防渗技术、坝体垂直防渗技术和坝后排渗减压技术三类。
　　（一） 坝前水平防渗技术
　　加固方法的原理是上游不使或少使来水渗入坝体或坝基，并使渗水在下游通畅排出。现阶段对中、低坝水库中由于原坝体设计单薄，一般采用后坝坡培厚，前坝坡采用斜墙粘土防渗、复合土工膜加粘土保护或铺盖进行施工处理。复合土工膜的运用一般应注意，对材料的选择，幅间连接的形成，周边封闭的形成，铺设、粘贴的方法以及复合土工膜保护。复合土工膜上面的护坡要进行抗滑稳定分析，护坡可用现浇混凝土、混凝土预制板、干砌块石。斜墙粘土防渗应控制好粘土的渗透系数指标、粘土填筑的厚度及压实度。铺盖防渗主要应注重渗径长短及铺盖有效距离，土料填筑的施工工艺与斜墙粘土防渗相同。
　　（二） 坝体垂直截渗技术
　　现阶段一般多采用灌浆技术工艺施工。如混凝土防渗墙、深搅桩、振动沉模板墙、往复或高压喷射灌浆、托底灌浆技术等。加固方法基本原理是在把坝体内形成垂直防渗帷幕，对坝基、坝身的裂隙及渗漏通道进行堵塞，使用标准浆液进行加压扩散固结形成稳定持力层。该项防渗技术的运用首先不改变坝体或坝基的变形和强度，并能增强坝体的承载能力，解决水的渗漏问题，增加土坝的稳定及安全性能。
　　（三） 坝后排渗减压技术
　　水利工程中土石坝褥垫、堆石棱体、岸坡贴坡垫层，岸坡排水砂带等设置，其功能就是解决“下排”排渗减压的问题。在工程施工中应注意，首先填筑材料应符合设计指标，其次施工中应注意设计轮廓尺寸，并连续通畅。现阶段病险工程处理设计中比较注重“下排”的功能设置。使早期的工程更符合“上堵下排”的防渗原则，提高水库的安全性能及使用周期。
　　五、结束语
　　土石坝水库的防渗技术是随着科学技术的发展而不断提升。水库渗漏的原因是多方面的，应正确分析水库渗漏原因，采取有效的防渗处理具有十分重要的意义。没有哪一种加固处理方案是完美无缺的，需根据具体情况合理选择。设计与施工不能脱节，由于施工人员比较注重施工中开展的合理性及连续生产的效能、质量、安全性能等，依据设计防渗技术方案和施工工艺进行施工。施工技术管理人员在多年水利工程建设中积累了一定的经验。并有很多体会。通常设计人员比较注重方案的科技含量及经济指标比较及分析。水利工程建设中施工人员应将施工中的异常情况多向设计人员及时反馈，以便进行设计方案的优化和调整，达到工程建设的设计、施工、运行及工程使用的合理性。从而使水利工程达到预期目标。
　　总之，从事水利工程建设的人员怎样提升水库防渗技术的运用是长期研究探讨的问题，新建工程中也存在防渗新技术的应用和开展，如堆石面板坝防渗技术、粘土心墙与土工模配合应用的防渗技术，增强水利工程防渗技术相对合理性，从而延长水利工程使用周期，提高经济效能。
　　参考文：
　　（1） 福庆水库除险加固设计文件
　　（2） 西龙潭水库除险加固设计文件
　　（3） 羊龙潭水库除险加固设计文件
　　（4） 水利工程施工管理
　　（5） 土石坝工程

《浅谈防渗技术在水利工程中的应用》

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