岩土工程中的渗流问题与防渗技术研究

摘要：岩土工程中渗流问题贯穿于边坡治理、地基处理、水工建筑等多个环节，是工程安全控制的关键因素之一。由于岩土介质的不均匀性与孔隙连通性，渗流行为具有显著的复杂性，往往成为引发工程结构变形、失稳乃至破坏的主要原因。防渗技术的合理运用，能够有效削弱渗流对岩土结构的不利影响，从而提升工程的稳定性与耐久性。本文围绕渗流问题的形成机制、防渗体系的技术路径及应用场景，展开系统分析与探讨。

关键词：渗流问题；防渗技术；岩土工程

一、岩土工程中渗流问题的形成与表现

（一）地下水渗流作用对岩土结构的影响

地下水在岩土体内流动时，会引起孔隙水压力增高，削弱土体颗粒之间的有效应力，进而改变其剪切强度和压缩性能。在这种应力结构被扰动的情况下，岩土体可能出现整体滑移、局部隆起或地基沉降等工程灾害现象。渗流还可能造成细颗粒迁移，进而在土体内部形成空洞，诱发管涌现象，尤其在堤坝、基础等存在集中荷载部位表现更为严重。对于含有黏性土和砂层的复合地基，渗流加速了不同土层间的剪切破坏进程，促使地层应变累积，最终演化为不均匀沉降或滑动破坏。在降雨或水位升高工况下，渗流作用的影响更为显著，对建筑物和支护结构带来极大的稳定性威胁。

（二）渗流导致土体结构不均匀变形机制

在复杂地质环境中，岩土体中的非均质性和孔隙率差异显著，渗流引起的流体压力差常常导致土体各部分发生不均匀变形。渗流作用下，水流沿着相对疏松或裂隙发育区域优先通行，引起局部颗粒迁移和孔隙结构破坏，表现为膨胀、疏松、压实等多种形态。由于这种变形具有滞后性和不可逆性，使得工程监测与控制难度加大。在地铁盾构、深基坑等地下结构施工中，渗流诱发的应力重新分布常常导致围岩结构松动甚至失稳。对于填方或吹填地基，渗流导致的结构不均匀压密会产生差异沉降问题，进而影响上部结构完整性。此类结构变形通常隐藏于地基深层，难以通过常规手段及时识别，必须依靠地质雷达、应变监测等技术进行动态掌握。

（三）岩体裂隙水对边坡稳定的潜在威胁

裂隙发育的岩体边坡中，裂隙水是造成滑坡及结构破坏的重要因素。裂隙水通过裂缝系统快速渗透，在坡体内部积聚形成水力推力，改变滑动面的力学状态，使原本稳定的结构演化为临界或不稳定状态。水压不仅对裂隙起张开作用，还可促使节理扩展，导致块体间接触面的剪切强度下降。在强降雨或库水位变动阶段，裂隙水对边坡稳定性影响最为显著。裂隙走向与滑动面方向一致时，裂隙水甚至成为滑移通道的启动介质。此外，裂隙水进入后遇温差变化可能导致冻胀破坏，特别是在寒冷地区或高海拔边坡工程中尤为突出。针对这一问题，需要在边坡设计中系统评估水文地质条件，结合排水孔、帷幕灌浆等措施抑制裂隙水渗流行为，确保边坡结构的长期稳定。

二、防渗技术在岩土工程中的应用与优化路径

（一）土工合成材料在防渗系统中的复合应用

在现代岩土工程中，土工合成材料被广泛应用于各类防渗工程，其高强度、高延展性及良好抗腐蚀性能，使其成为构建防渗体系的理想材料。土工膜、土工布与排水网格等材料可通过多层叠合方式形成复合防渗结构，提升系统的整体密封性能。在工程实践中，常采用“土工膜+无纺布+黏土层”的组合模式，以增强结构抗拉性能并提高接缝稳定性。在隧道衬砌、垃圾填埋场、堤坝防渗等领域，该类材料能有效阻断地下水流入结构区域，延缓渗流破坏过程。在铺设过程中，为确保复合材料连续性与粘结性，需严格控制温度湿度条件，采用机械焊接和人工搭接相结合的方式处理接口。为满足不同地质条件下的使用需求，还应选择具有耐酸碱腐蚀性、抗老化性能良好的产品，实现长期稳定防渗。

（二）帷幕灌浆技术在渗透控制中的深化实践

帷幕灌浆技术是通过钻孔注入浆液于地层中构建阻水帷幕，从而形成连续密实的低渗透性屏障，广泛应用于大坝、地铁、地下室等工程中的防渗处理。其主要原理是通过浆液渗入裂隙、孔隙后硬化，形成闭合面，达到截断水流的目的。高压灌浆工艺配合化学浆液的使用，可深入微细裂缝，提高灌浆效率与帷幕质量。在帷幕施工前需通过地质雷达、电阻率成像等手段明确渗流通道和水文地质结构，以精确制定孔位、孔深和注浆压力。在软土层中，应避免浆液过量造成地表隆起或结构扰动。在结构复杂区段，采用多段分区灌浆工艺以提高浆液渗透率与填充率。新型无机复合浆料因其低收缩性、高流动性和环境友好性，正逐渐取代传统水泥浆，在深层地基与高渗透区域中展现出更优异的防渗效果。

（三）防渗墙技术在软土地基处理中的适应性探索

防渗墙技术是通过在地基或围护区构建垂直不透水墙体，实现隔水、防渗及支护功能的复合型工程措施。防渗墙类型主要包括塑性混凝土墙、深层搅拌墙、水泥土搅拌桩墙等，依据工程地质条件与功能要求灵活选择。在软土地基中，地层沉降变形大、结构松散，防渗墙需具备一定延展性与抗裂性能，才能与地层形成稳定嵌固。为保障成墙质量，应采用全套管施工或机械搅拌设备，在成墙过程中控制垂直度和接缝严密性。施工前通过三维地质建模评估地下障碍物与不均匀区域，避免墙体连续性中断。为增强墙体抗压与止水性能，可掺加粉煤灰、膨润土等辅助材料，提升其致密度与抗侵蚀性。此类技术在高铁基坑、沿海围堰与堤坝下游广泛应用，为复杂地基条件下渗流问题提供了有效屏障。

（四）排水与防渗协同系统的集成构建策略

排水与防渗系统的协同集成，能够在控制地下水渗透的同时，快速排除积水，防止渗透压力聚集形成潜在滑动或顶升破坏。防渗结构一方面阻断水源进入保护区，另一方面需与排水系统实现有效衔接，使滞水可控、路径明确，达到“截-排”结合的双重目标。在隧道工程中，常设有围护防渗层、纵向排水通道和集水坑构成的复合体系，依靠重力或抽水装置实现自动排泄。在边坡治理中，通过反滤层、盲沟和渗井配合防渗膜，构建坡体内部稳定的排水通道，提升排水效率。设计时需结合地层渗透系数、水位动态变化及建筑荷载分布综合考量，并设置溢流管与观察井以监控排水性能。监测系统应实时采集渗压、位移、含水率等数据，形成动态反馈机制，及时调整排水计划，保障整体防渗系统稳定运行。

结束语：岩土工程中渗流问题的复杂性与隐蔽性使其成为工程建设中不可忽视的核心控制点。科学的防渗设计与技术实施不仅关乎工程本体的稳定性，更是对区域环境、运营安全的长远保障。结合工程实际应用条件，构建以土工合成材料、灌浆处理、防渗墙及协同排水为一体的复合防渗体系，是解决当前渗流问题的有效路径。未来应加强多学科融合创新，推动智能监测与仿真分析在防渗系统中的应用，持续提升岩土工程渗流治理的技术水平。

参考文献

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