水库土石坝的防渗技术思考

　　摘要：在新材料、新技术、新工艺高速发展的今天，防渗技术也不断发展和创新，为水库除险加固提供了更多的选择。本文具体分析了四种水库土石坝的防渗技术。
　　关键词：水库；土石坝；防渗技术
　　土石坝在我国水库建坝历史上一直是最主要的坝型之一。施工方便、造价便宜、就地取材是其主要的亮点。土石坝在给人们带来方便的同时，也出现了这样或者那样的事故，给人民的生命财产造成了不可挽回的损失。当前国家对水库的防洪要求一再提高且水库设计和施工工艺也在不断的完善中，发生大洪水垮坝的可能性也在一直降低，但因为施工质量而引起的溃坝率却在不断的增加。因此，土石坝的防渗加固一直是我国乃至全世界水库除险加固措施的重中之重。
　　一、水平铺盖防渗技术
　　将水平防渗与坝体下游排水减压导渗措施相结合，是防止坝基发生渗透破坏的主要方式之一，最常用的方式就是采取粘土铺盖或者结合塑料薄膜覆盖的方法。此方法缺点也很明显，铺盖的长度虽然对减少库区渗漏量有一定影响，但当铺盖长度增加到某个临界值时（约为水头的10倍左右），此时，渗漏量将不会继续明显减少。一般除险加固的水库蓄水位均比较高，而我国大多中小型水库均以承包形式进行租赁。水库施工期蓄水除了要保证下游灌溉用水需求外，还要考虑承包方养殖、库面旅游等影响。如施工期库水位无法放空，则防渗方案的选择时应谨慎考虑在上游做防渗铺盖的方案。
　　水平防渗只能解决坝基渗透失稳，且采取粘土铺盖的施工方案，水库蓄水必须放空处理，此举对于多年调节的水库会严重影响工程效益。因此，本工程不具备水平防渗施工的条件。
　　二、劈裂灌浆防渗技术
　　根据水力劈裂的有关原理，利用冲击式钻机和回转式钻机在需要进行灌浆处理的坝段钻孔，开展加压灌浆形成墙体的施工技术。堤坝体在经过坝轴线劈裂灌浆后，泥浆在自重和浆、坝互压的作用下，与坝体牢牢结合成坚固的防渗墙体堵截渗漏；此外，原有的裂隙及孔洞与劈裂缝相互贯通从而得到填充，也提高了堤坝体的整体稳定性；浆液和坝体之间相互作用，松散的土体也会得到密实，坝体所受的整个应力状态会发生改变，在一定程度上就增強了坝体的整个变形稳定性。劈裂灌浆的方法在一定程度上提高了坝体的密实度，对坝体的渗透稳定起到明显的作用，此外该方法施工简单、造价低、取材方便。该方法具有我国独立自主的知识产权，曾获得国家科技进步二等奖、国家发明三等奖。该理论在一段时间内，对基层为细砂层的堤坝透水渗漏问题的解决提供了另外的一条解决思路，经过近些年的试验研究及工程应用，该项技术己获得成功。
　　该技术建造的堤坝内的防渗墙不仅仅使坝体的防渗能力得到大大增强，还使堤坝的密实度发生了显著变化，一方面除险加固的目标得以实现还产生显著的作用效果。但是，该施工工艺也存在一些显著的缺点，譬如劈裂灌浆在与基岩和刚性建筑接触时需要防止接触冲刷，在与基础混凝土防渗墙或者高压定喷墙结合面结合的问题等等，这些问题都需要进一步的研究解决。
　　劈裂灌浆技术主要适用于土砂夹层或粉细砂层地基的防渗问题，对于由于地下水位下降引起的坝基裂缝作用尤为明显。
　　三、高压喷射灌浆技术
　　高压喷射灌浆法就是通过机具钻孔，将含特别定制材料喷嘴的注浆管下到待防渗处理的土层，接下来高压水或浆液通过喷嘴喷射出去，土体在冲击作用下发生局部破坏，土粒在综合力的作用下与浆液混合后重新有规律的排列开来，待浆液发生凝固后会在土内形成一定形状的凝固体。
　　高压喷射灌浆技术70年代从日本引进中国，在引进之初，主要是应用于软土地基的处理加固。到了80年代末，许多地方将此项技术进行了改进，进一步提高施工工艺、专用设备、喷射形式、设计计算及相应的技术参数，使得该技术得到了迅速的发展。
　　高压喷射具有施工应用范围广的特点，此外喷后形成的墙体属于逐渐过渡型的墙体。该施工方便、高效并有优越的耐久性，比较适用于柳杨水库加固工程。
　　四、混凝土防渗墙技术
　　利用专用开槽机械开挖孔槽，成槽后为防止孔壁内土体坍塌，在槽孔内注入泥浆进行护壁处理，接着用导管将槽孔注满混凝土，由于混凝土比重大于泥浆，因此泥浆被置换出槽孔，待混凝土凝结后墙体就形成了。墙体既可做成刚性也可以做成塑性或者柔性的。刚性墙主要用作建筑基础部分的承重和挡土作用，柔性墙多被用于江河堤坝的防渗加固。
　　进入20世纪末，防渗墙技术己经广泛应用到大型病害水库的防渗加固技术中，随着时代的进步，施工技术不断提高和创新。甚至可以做到20cm以下的超薄连续墙。通过混凝土的科学配比或者添加新型防渗材料，墙体可以依据不同的坝体应力应变要求实现连续墙的定制。
　　混凝土防渗墙之所以有如此大的市场主要是其有如下的特点：
　　a。适用性广。适用于各种地质条件的土层，都可以作为连续墙使用；
　　b。施工条件要求较宽。地下连续墙的施工具有噪声小、振动小、可以昼夜连续施工，在一定程度上提高了施工速度。
　　c。比较安全可靠。自诞生到大规模运用的今天，其渗透性系数甚至可以达到107cms。
　　d。存在问题。总的来说有些连续墙技术对于槽孔的接头和墙体部分开叉的情况还是没有得到很好的解决，这些在一定程度上也影响到了施工进度、造成施工成本虚高等问题。
　　总之，随着当前社会的不断发展进步，各种新方法、新材料以及新工艺的不断涌现，为水库防渗设计提供了大量参考案例，防渗设计必将更趋于合理、科学以及经济、有效。
　　参考文献：
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　　〔2〕刘黎昕。土工薄膜防渗技术的应用克服了土石坝施工的瓶颈〔J〕。建材与装饰，2017（21）：264265。