灌浆施工技术在水利工程防渗处理中的应用研究

中图分类号： TV543 文献标识码：A

引言

灌浆施工技术，作为一种在岩土体中注入浆液以改变其物理力学性能的加固手段，已在防渗处理中广泛应用。该技术可以在不破坏原有结构的基础上，快速、精准地填充空隙、封堵裂缝，提高土体或岩体的整体性与密实性，从而显著提升防渗能力。本文将从灌浆技术的基本原理出发，系统分析其在水利工程中的防渗应用，力求为相关工程的设计与施工提供有益参考。

1 灌浆技术的原理

灌浆技术是通过在地基或坝体等渗漏区域钻孔，向其内部注入具有一定流动性和强度的浆液，使其在孔隙、裂缝中扩散、固结，从而改善原有地质体的渗透性与强度。浆液在注入过程中，受地层压力、浆液黏度、注浆压力和时间控制的影响，形成不同形态的浆体结构，如充填型、劈裂型和渗透型等。

2 灌浆技术在水利工程防渗中的应用

2.1 大坝基础防渗

大坝基础是整个大坝结构安全的关键部位，其地质条件往往较为复杂，多位于岩体裂隙发育或砂砾层分布密集的区域。这些区域天然存在较高的渗透性，一旦渗流通道形成，将严重威胁坝体的稳定性，甚至引发渗透破坏或管涌事故。因此，必须采用有效的技术手段进行基础防渗处理。帷幕灌浆技术作为主流方法之一，能够在坝基下方布设一道或多道连续的防渗屏障，切断水流通道。其施工方式通常是在坝基沿轴线钻设一定间距的垂直注浆孔，利用高压注入浆液，使其在土体或岩体裂隙中充分扩散，固结成具有低渗透性的浆体帷幕。

在具体实践中，三峡大坝就是帷幕灌浆技术应用的典范。由于其坝基存在广泛的节理裂隙和潜在渗流路径，工程采用了三排帷幕布设方案，前后历经多年反复优化。施工过程中不仅使用传统的水泥浆，还结合使用了水泥-膨润土混合浆液以提高帷幕的柔韧性和密实度。同时借助地质雷达监测与水压测试等手段，实时掌握灌浆效果，从而实现了坝基渗流压力的精准控制。研究表明，通过灌浆改性处理后，坝基区域的渗透系数降低了数十倍，显著提高了结构的抗渗能力。该技术经验也为后续大型水利工程提供了重要参考。

2.2 坝体裂缝封堵

大坝运行过程中，在自然气候、库水位波动、坝体沉降等多种因素影响下，混凝土或土石坝极易出现不同程度的裂缝，尤其是在坝体应力集中的位置。裂缝一旦贯通，不仅会形成稳定渗流通道，还可能导致坝体局部失稳或内部冲刷，进而引发严重的安全隐患。灌浆技术在裂缝封堵方面的应用，能够有效延长坝体使用寿命，恢复其原有的整体性和防渗性能。目前较为常用的裂缝灌浆方式包括化学灌浆和压密灌浆。其中，化学灌浆采用低黏度、高渗透性的浆液（如环氧树脂、聚氨酯等），特别适用于处理细小或动态裂缝，能在极短时间内迅速固化并封闭水流通道。某中型水库在定期巡查中发现坝体存在长度超过10 米的竖向裂缝，并伴有渗水现象。工程技术人员在精准定位后，选择注入环氧树脂类浆液，施工过程中控制注浆压力与速率，确保浆液完整填充裂缝内部。补强完成后通过超声波检测与试压分析验证，其密封效果良好，坝体渗漏情况大幅改善。需要指出的是，坝体裂缝处理不应仅关注封堵表面，更应分析裂缝成因与发展趋势，必要时采取结构加固措施与监测预警手段。因此，灌浆处理常与地应力监测、变形观测等系统配合实施，实现对坝体“治标与治本”的综合治理。

2.3 渠道与隧洞防渗

渠道和输水隧洞是水利工程的重要组成部分，其防渗性能直接关系到输水效率与结构安全。受水流冲刷、地基沉降、施工缺陷等影响，衬砌背后常出现空隙或裂缝，导致渗漏加剧。注浆技术被广泛应用于此类问题的修复，尤其适用于已运行多年的老旧工程。处理通常分两步：先通过雷达扫描、内窥检测等手段确定渗漏位置及成因，再进行定点钻孔注浆，使用如微膨胀型水泥浆液填补衬砌背后的缺陷。在某山区引水隧洞中，因围岩松散渗漏严重，施工方设置止浆环防止浆液渗出，并实时监测压力和回浆量，确保注浆均匀。施工完成后，渗水量下降 92% ，衬砌结构稳定性显著提升。部分工程还引入“灌浆 +z 注胶”组合工艺，提升柔性抗渗效果，形成多层次防渗屏障，逐渐成为渠道和隧洞防渗治理的主流模式。

3 灌浆施工中的技术要点与挑战

3.1 浆液配比与材料选择

浆液是灌浆施工的核心材料，其性能直接决定了注浆后的防渗效果和加固强度。在实际工程中，浆液的种类繁多，从传统的水泥浆到复合型化学浆液，应根据地层的渗透性、粒径分布、含水量及温度条件进行精细匹配。以水泥类浆液为例，适用于处理岩体裂缝、粗砂层等中粗颗粒地质，常与膨润土或粉煤灰混合使用以改善浆液流动性与稳定性。对于细砂层或粉土层，则需使用黏度低、渗透性强的化学浆液，如硅酸钠、聚氨酯、丙烯酰胺等，它们可渗入微细孔隙中，快速固结形成屏障。实际配比应依据现场试验结果进行调整，常需控制水灰比、添加剂比例以及反应时间，确保浆液在注入过程中不发生沉淀、分离或提前凝固，避免因浆液性能不稳定造成的注浆失败。

3.2 注浆参数控制

灌浆施工中，参数控制是影响质量与效率的关键环节，主要包括注浆压力、速率及单孔注浆量等指标。这些参数应根据地层反应灵活调整，不能机械套用统一标准。通常，注浆压力应控制在地层安全范围内，过高可能导致裂隙扩展、浆液外溢或地面鼓胀，过低则浆液难以有效扩散，形成“漏灌区”。注浆速率也需结合浆液黏度与孔隙结构，过快易堵塞，过慢则效率低下。为提升控制精度，现代工程常配备自动注浆系统，通过压力传感器、流量计等设备实时监测与记录关键参数。部分项目还引入智能反馈技术，根据浆液阻力动态调节参数，使注浆更智能、高效，有效提升处理均匀性和防渗效果。

3.3 质量检测与验收

灌浆完成后，需开展系统的质量检测与验收，以验证浆液的扩散范围、防渗效果和地基加固情况。通常采用多种方法联合评估，如地质雷达扫描、钻孔取芯、孔压恢复测试、水位监控与渗流量测定等。地质雷达能快速识别浆体分布是否连续，是否存在“空白区”或薄弱段；孔压测试则用于判断灌浆区的渗透性是否达标。部分重点部位还需试挖，直观检视灌浆效果。如发现注浆不足、浆液不均或持续渗漏，应及时补浆，防止防渗屏障出现缺口。质量验收不仅是对施工成果的检验，也是后续运行维护的基础。验收过程中应形成完整记录，包括施工参数、材料使用、监测数据与结论等，为今后类似工程提供经验，也便于未来问题的定位与修复。

结束语

灌浆施工技术作为水利工程防渗处理的重要手段，已在多个工程中展现出良好的适应性与治理效果。通过合理选材、优化工艺参数、强化施工质量控制，可大幅提升工程的抗渗能力和整体稳定性。面对日益复杂的工程需求和环境挑战，灌浆技术仍需不断创新与完善，推动水利工程向更加安全、绿色与高效方向发展。

参考文献

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