堤坝防渗加固施工技术在水利工程中的应用分析
赵会辉 赵帅 张全
中国水利水电第十二工程局有限公司 310030
引言:
随着我国水利工程建设的快速发展,堤坝数量与规模不断扩大,但部分早期建设的堤坝因设计标准偏低、施工技术落后或长期运行损耗,逐渐暴露出渗漏、管涌等安全隐患,极端气候频发导致水文地质条件变化,进一步加剧了堤坝渗漏风险。防渗加固技术作为解决这一问题的有效手段,近年来在材料、工艺及智能化监测方面取得了显著进展,不同地质条件、工程类型对防渗技术的要求各异,如何选择经济高效、适应性强的加固方案仍需深入研究,系统分析防渗加固技术的应用特点与优化路径,对推动水利工程高质量发展具有重要意义。
1. 采用高压喷射灌浆技术构建连续防渗墙,提升堤坝基础抗渗能力
利用高压喷射灌浆技术构建连续防渗墙,是提升堤坝抗渗能力的重要手段,该技术利用高压喷射设备将特定的灌浆材料注入地下土层,使得原本松散或渗透性较强的土壤颗粒与灌浆材料形成紧密结合,提高土体的密实度和抗渗性能,钻机通过高压喷嘴将水泥浆等固化剂注入地下,同时伴随旋转和喷射的动作,使得灌浆液在土层中形成一个连续的固化体,在堤坝防渗工程中防渗墙的设计和施工质量直接关系到堤坝的安全性和稳定性。高压喷射灌浆技术构建的连续防渗墙,不仅具备了传统方法难以比拟的施工效率,还能够有效避免地下水通过堤坝基础渗透,降低渗漏对堤坝稳定性的影响,与传统的开挖和铺设防渗材料相比,高压喷射灌浆技术具有施工快速、扰动小、适应性强等优势,该技术能够在不破坏现有结构的情况下进行加固,特别适用于需要在已有堤坝上进行加固改造的项目,精确控制灌浆过程中的压力、速度和注浆材料的配比,施工人员能够在不同的土质条件下实现精准加固,确保防渗墙的整体效果和耐久性。
2. 应用复合土工膜斜墙铺设工艺,强化堤身渗漏薄弱环节处理
土工布与防渗膜复合而成的柔性防渗材料,兼具高抗拉强度与低渗透性的特点,可适应堤身变形而不易开裂,施工时需对堤坡进行精确修整,清除表面杂物并夯实基层,确保铺设面平整密实;随后按照设计要求分层铺设土工膜,采用热熔焊接或化学粘接工艺处理接缝,保证接缝部位的密封性;最后在土工膜表面设置保护层,通常采用砂砾石或混凝土预制块覆盖,以防止紫外线老化及外力损伤,对高水位变幅区的堤坝,需选用耐候性更强的高密度聚乙烯或聚氯乙烯膜材,并适当增加保护层厚度。在寒冷地区施工时则应选用低温柔性保持性能优良的专用膜材,避免冬季低温脆裂,施工过程中特别要重视细节处理,如穿堤建筑物周边需采用专用止水环密封,坡顶和坡脚处应设置锚固沟确保端部固定,质量监控方面除常规的焊缝气密性检测外,还需采用电学渗漏探测等先进技术进行整体性检测,随着材料科学的进步,新型自愈合土工膜、智能监测土工膜等创新产品的应用,使得该工艺的防渗效果和耐久性得到进一步提升,为各类堤坝工程提供了更加安全可靠的防渗保障。
3. 实施塑性混凝土截渗墙施工,阻断堤坝渗透破坏通道
采用特殊配比的塑性混凝土材料,具有极低的渗透系数和良好的变形适应性,能够在不破坏原土体结构的前提下实现有效截渗,施工时通常采用液压抓斗或射水成槽等机械方式开挖槽孔,随后浇筑具有适当流动性和自密实性的塑性混凝土,形成连续均匀的防渗墙体,塑性混凝土截渗墙不仅适用于新建堤坝的防渗处理,更在既有堤坝的渗漏治理中展现出独特优势,其施工过程对周边环境影响小,墙体能够与原地层良好结合,且具有长期稳定的防渗性能。塑性混凝土截渗墙施工的关键在于材料性能控制和施工工艺优化,这直接关系到防渗墙的最终质量和工程效果,在材料方面塑性混凝土需要精心设计的配合比,使其既保持足够的强度又具备良好的塑性变形能力,以适应堤坝运行期的各种荷载作用,槽孔稳定性控制是首要技术难点,需采取适当的泥浆护壁措施防止塌孔,同时要保证槽孔垂直度以满足墙体连续性的要求,浇筑阶段要严格控制混凝土的浇筑速度和导管埋深,避免出现夹泥或断墙等质量缺陷。
4. 运用深层搅拌桩加固技术,改善透水地基防渗性能
施工过程中可根据地质条件选择湿法或干法工艺,湿法通过喷浆搅拌形成水泥土桩,干法则采用喷粉搅拌形成固化体,深层搅拌桩既可布置成连续排列的防渗墙,也可按一定间距布设形成桩网结构,均能有效降低地基的渗透性,与传统的防渗帷幕相比,深层搅拌桩技术具有施工振动小、无排土、适应性强等特点,尤其适用于砂层、粉土层等透水性较强的软弱地基处理,深层搅拌桩技术的施工质量控制是保证防渗效果的关键环节,需要从材料选择、工艺参数和过程监测等方面进行系统把控 [1]。固化剂的选用应根据土质条件确定,普通硅酸盐水泥适用于大多数土层,而有机质含量高的软土则可能需要掺入添加剂改善固化效果,施工过程中要严格控制钻机提升速度、搅拌转速和固化剂掺入量,确保桩体均匀性和连续性,重要工程采用复搅工艺或跳打施工顺序来提高成桩质量,质量检测方面除常规的取芯强度测试外,还应采用渗透试验、超声波检测等方法综合评价防渗性能,随着技术的发展,智能化的施工监控系统已开始应用,可实时记录施工参数并自动调整工艺,大幅提高了施工质量的可靠性和一致性。
5. 优化劈裂灌浆工艺参数,修复堤体裂缝及内部隐患
灌浆孔的布置需综合考虑堤体隐患分布特征,采用梅花形或网格状排列方式,确保浆液扩散范围相互搭接,与传统灌浆方法相比劈裂灌浆具有影响范围大、加固效果持久的特点,特别适用于处理堤体内部存在的松散区、空洞等隐蔽缺陷,劈裂灌浆工艺参数的优化是保证施工质量的关键环节,需要建立在对堤体结构特征和隐患类型深入分析的基础上,灌浆压力的确定既要保证足够劈裂土体的能量,又要避免压力过大导致堤体抬动或破坏[2]。通常采用分级升压的方式逐步达到设计值,浆液稠度需要根据灌注阶段动态调整,初始灌注采用较稀浆液保证渗透性,后续逐步提高稠度增强充填效果,灌浆顺序遵循先下游后上游、先外围后中心的原则,利用分序施工实现浆液的合理分布,施工过程中需配备专业监测设备,实时跟踪浆液扩散情况和堤体变形响应,及时调整工艺参数。
结语:
堤坝防渗加固施工技术是保障水利工程安全运行的核心环节,其技术水平的提升对应对复杂环境挑战、延长工程寿命具有深远影响,当前随着新材料、新工艺的涌现及智能化技术的融合,防渗加固技术正朝着高效、环保、精准的方向发展,未来需进一步结合工程实践,优化技术应用模式,加强多学科协同创新,以全面提升堤坝防渗能力,利用持续的技术探索与经验总结,水利工程防渗加固将更好地服务于国家水安全战略,为经济社会可持续发展提供坚实支撑。
参考文献:
[1] 曹学义 . 堤坝防渗加固施工技术在水利工程中的应用研究 [J]. 科技与创新 ,2024,(07):176-178.
[2] 李泽优 . 水利工程施工中堤坝防渗加固技术的应用分析 [J]. 居舍 ,2020,(07): 41+62 .