基于现代技术的水利工程堤防加固与防渗施工方法研究

中图分类号： TV871 文献标识码：A

引言

堤防作为水利系统的重要组成部分，长期承担着防洪、排涝、蓄水等关键功能，其安全稳定直接关系到流域的社会经济发展与生态环境保护。相比传统方法，现代技术在施工效率、环境适应性、结构持久性等方面具有明显优势。本文旨在梳理当前堤防加固与防渗施工的核心技术，评估其实际应用成效，为相关工程实践与技术创新提供参考依据。

1 堤防常见病害类型

堤防作为长期暴露于自然环境中的结构，常年受到雨水侵蚀、水位涨落及人类活动等多重因素的影响，极易出现多种病害。其中，渗漏破坏是最常见的问题之一，主要由于堤体或堤基土壤渗透性较强，或存在老旧结构接口、地层不均等弱点，导致渗流集中形成管涌，进一步诱发堤体局部破坏。滑坡坍塌多因堤体土质松散、水位骤变引发坡面失稳，尤其在洪水或长时间高水位作用下更为常见。沉降开裂则主要源于基础地基不均匀沉降，或因季节性干湿交替使土体体积变化产生应力裂缝，严重时影响堤防整体稳定性。此外，植物破坏亦不可忽视，树木根系穿透堤身可能形成潜在渗透通道，并加剧土体扰动，影响结构完整性。

2 现代堤防加固技术

2.1 高压旋喷加固技术

高压旋喷技术是一种通过高压注浆系统，将水泥浆液高速喷射至地下，与原位土体强力搅拌混合，形成强度高、均匀致密固结体的地基加固方法。该技术适用于地下水位高、土质松软、传统方法难以施工的复杂堤防段。施工设备可根据设计深度和地层特性灵活调整喷射压力和浆液浓度，确保加固范围与效果的精准控制。作业过程中振动小、噪音低，对周边环境影响较小，特别适合城市水利工程，具备良好的环保性。此外，该技术与其他加固手段（如灌浆、锚固）具有良好的协同性，便于构建复合加固体系。在江苏扬州段堤防整治中，施工采用三重管旋喷工艺，在堤基内部形成连续止水帷幕，显著提升了堤基承载力和抗渗性能，有效防止渗透破坏，确保主汛期堤防安全，展现了该技术在复杂环境中的应用价值与可靠性。

2.2 微型桩与锚杆支护

在狭窄施工环境或对扰动敏感的堤防段落，传统桩基施工往往受限，而微型桩因其小直径、低噪音、高效率的特点成为理想选择。微型桩通过钻孔注浆成型，可穿越松散土层或旧有结构基础，与现有土体形成稳固结合体。其灵活的设计形式使其在空间受限区域中大显身手，不仅能起到加固堤基的作用，还能提高堤坡抗剪强度与稳定性。在实际应用中，常将微型桩与预应力锚杆结合，形成“主动+被动”相结合的复合支护体系：微型桩提供承载能力，锚杆提供拉拔抗力，整体提升了堤体的整体结构性和抗滑能力。例如，在湖南某中型堤坝修复项目中，采用微型桩配合坡面锚杆支护，有效控制了堤坡滑动趋势，并显著延长了堤体服役寿命。

2.3 土工合成材料加固

土工合成材料作为近年来广泛应用于水利工程的新型材料，种类丰富、功能多样，常见的有土工布、土工格栅、复合土工膜等。这类材料在堤防加固中的主要作用是提高土体抗拉强度、抑制裂缝发展、减少渗流路径以及防止冲刷破坏。土工格栅在堤体填筑过程中可作为加筋材料，显著增强土体的整体稳定性，提升其抗滑性能；而无纺土工布则多用于表层护坡，可有效分散外力、阻隔细颗粒流失，防止雨水冲刷对堤面的侵蚀。此外，土工材料具有优良的耐久性，能够适应高温、紫外线、酸碱等复杂环境因素的长期作用，减少后期维护工作。施工方面，其轻便易铺设，适应各种不规则堤体形态，特别是在抢险加固或应急工程中具有显著效率优势。例如，在某河堤加固工程中，通过在堤坡铺设土工格栅与土工布组合结构，大幅减少了边坡冲刷与滑移现象，工程运行两年来保持良好，验证了其加固与防护的综合性能。

3 防渗施工的新兴技术

3.1 化学灌浆法

化学灌浆是一种通过高压将有机或无机浆液注入堤体裂隙或孔隙中，利用浆液与土体发生物理化学反应形成固结体，从而封堵渗流通道、提高结构密实性与抗渗性能的技术。该方法常用浆液包括水泥-水玻璃、聚氨酯、丙烯酰胺等，不同材料具有不同的凝结速度和渗透能力，可根据现场地质条件灵活配置。其最大优势在于适应性强，可深入微细裂缝和毛细孔，实现深层精准封堵。现场施工还可通过调控配比和温度控制凝结时间，提高效率和可靠性。在某长江下游堤段整治中，采用聚氨酯灌浆后堤基渗流量下降超过 70% ，显著增强了堤体防渗能力。

3.2 深层搅拌桩技术

深层搅拌技术是一种借助专用机械将水泥等固化剂注入地下土体并与之强力混合，从而在地下形成均质、柱状、抗渗能力强的固结体，广泛用于堤基加固和防渗处理。其作业原理为通过垂直搅拌装置将浆液与原位软土混合反应，形成“桩墙”结构，进而构建起阻水和承载的复合体。与传统的灌浆相比，深层搅拌桩技术具有连续性强、加固深度大、对地层扰动小等显著优点，尤其适用于高饱和度、低强度的软基堤段。施工过程中，不需要大面积开挖，桩体布设灵活，可根据设计要求设定桩径、间距与排布形式，形成完整的地下“止水屏障”或“防渗帷幕”。该方法的环境影响较小，不易产生泥浆外溢和二次污染。某地铁沿线堤段施工中，通过设置直径60cm 、深度 12m 的深层搅拌桩，并按梅花形布置，实现了对软土堤基的整体改性，测试表明固结体抗渗系数降至 10↑-7 cm/s 以下，有效控制了渗流与土体变形风险。

3.3 防渗墙与复合截水结构

为了从根本上阻断潜在渗流路径，现代堤防工程中越来越多地采用防渗墙与复合截水结构。防渗墙一般采用钢筋混凝土、塑性混凝土或搅拌桩墙构建于堤基深处，形成连续、密实的垂直隔水屏障，有效防止地下水沿基底渗透。此外，近年来高分子材料的发展也使 HDPE 防渗膜、膨润土防渗毯等复合材料广泛应用于堤防工程中。这些材料不仅具有极低的渗透系数，还具备良好的柔性、抗老化性和施工适应性，可铺设于堤基、堤坡甚至地下深层。在实际工程中，单一防渗措施往往难以满足高风险堤段的长期安全需求，因此常采用多种技术叠加形成复合系统。例如，在某国家级河段治理项目中，设计团队采用“深层搅拌桩+化学灌浆+复合土工膜”的三重防线策略，分别应对不同深度与方向的渗流风险，兼顾短期封堵与长期稳定，取得了显著成效。该复合体系不仅提升了堤防的综合抗渗性能，也延长了整个水利工程的使用寿命，体现了现代防渗设计由“点式治理”向“系统防控”转变的理念。

结束语

堤防工程作为保障水安全的核心设施，其安全性对国家经济社会发展至关重要。本文围绕现代技术在堤防加固与防渗施工中的应用展开研究，系统梳理了常用技术的特点与适用范围，并通过典型案例验证其工程效益。结果表明，现代施工技术在提升堤防结构稳定性、改善渗透性能方面具有显著优势，是实现水利工程高质量发展的关键支撑。未来应进一步完善技术标准体系，加强工程信息化建设，推动现代技术在更广范围、更深层次的工程实践中落地生根。

参考文献

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