水库大坝防渗墙设计优化及施工质量控制措施

摘要：水库大坝防渗墙对工程安全至关重要。我国许多早期建设的水库大坝存在渗漏等问题。防渗墙设计需综合考虑防渗、经济、环境等因素，选择合适材料与结构形式，精确计算尺寸厚度。施工中要严格按规范操作，从基础处理到各施工环节都需把控质量，确保墙体垂直度、接缝质量等。同时，应采用新型材料与施工工艺，利用智能技术和三维空间信息技术优化设计与施工。通过设计优化与施工质量控制，可增强坝体稳定性，减少渗流量，提升水库的安全性和效益，发挥其在水利工程中的重要作用。

关键词：水库大坝、防渗墙、设计优化、施工质量控制、渗漏问题

一、引言

水库大坝作为水利工程的关键枢纽，在防洪、灌溉、供水、发电等诸多方面发挥着不可替代的作用，其安全稳定运行关乎着区域的经济发展与人民生活保障。而防渗墙作为大坝的重要防渗结构，犹如大坝的 “守护盾”，能够有效阻隔水体渗透，避免因渗漏引发的坝体失稳、管涌等安全隐患，对维护整个大坝的结构完整性和功能有效性起着至为关键的作用。

我国早期建设的不少水库大坝，受当时建设技术水平、资金以及认知局限等因素影响，在长期运行过程中逐渐暴露出诸多渗漏相关问题。部分大坝出现坝基渗流、坝体渗水等现象，不仅影响了水库的正常蓄水和功能发挥，更对大坝的安全带来了严重威胁，亟待通过科学合理的手段对防渗墙进行优化设计以及严格把控施工质量来加以解决，从而确保水库大坝能长久安全运行。

二、水库大坝防渗墙设计优化

2.1 设计需考量的因素

防渗性能要求：防渗墙的防渗性能受地质、水位及水文环境影响。如砂卵石地层透水性强，需更高防渗标准，截断渗流路径以减渗漏量。

经济因素考量：要兼顾防渗与成本，合理选材，防止盲目追求高性能材料致成本增加，同时优化结构形式，精准计算厚度，保障效果又节约资金。

环境适应性：建设时注重与周边生态协调，选用环保材料，降低施工对生态的扰动，做到工程建设与生态保护兼顾。

2.2 材料与结构形式选择

常见防渗墙材料有塑性混凝土、普通混凝土等，塑性混凝土抗渗好且具柔性，适合地质复杂、有变形要求的坝址。结构形式有槽孔型、桩柱型等，需综合大坝规模、地质条件选定，以达最佳防渗效果。

2.3 尺寸厚度计算要点

防渗墙厚度依据渗流理论，结合水头差、允许渗透坡降等参数，用相关公式精确核算。水头差大的区域，要适当加厚，确保能抵御渗流压力，实现防渗目标。

三、水库大坝防渗墙施工质量控制措施

3.1施工规范操作要求

施工需严格遵循水利工程施工规范与质量验收标准，从审核施工队伍资质到审批施工方案，各环节都要严谨。施工人员要熟知工序操作流程，如成槽施工时按规定控制钻进速度、泥浆指标等，保障成槽质量，为后续施工筑牢基础。

3.2各施工环节质量把控

3.2.1基础处理环节

对坝基进行彻底的清淤、平整等处理是关键。要清除掉松散的土石、杂物等，保证基底坚实、平整，达到设计要求的承载力与密实度标准，同时做好基底的验收工作，防止因基础处理不到位而引发后续的不均匀沉降等问题。

3.2.2墙体施工环节

垂直度控制：利用专业的测量仪器，如垂准仪等，在施工过程中实时监测墙体垂直度，一旦出现偏差及时调整施工设备与工艺，确保垂直度偏差控制在允许范围内，保障墙体结构稳定。

接缝质量保障：对于防渗墙的接缝，严格按设计的接缝形式施工，做好止水带安装、混凝土浇筑衔接等工作，避免出现缝隙，防止渗漏隐患产生。

3.3施工过程中的质量检验

在施工期间，定期对已完成的工序进行质量检验，像采用超声波检测等手段查看墙体内部质量，依据检验结果及时优化后续施工，确保整体施工质量达标。

四、新技术在水库大坝防渗墙中的应用

4.1新型材料的应用

近年来，一些新型防渗墙材料崭露头角。例如，纤维增强混凝土，通过在混凝土中添加纤维材料，有效提升了材料的抗裂性能和韧性，能更好地应对坝体因不均匀沉降等产生的变形应力，减少裂缝出现的概率，从而增强防渗效果。还有自愈合混凝土，其内部含有的特殊成分在遇到细微裂缝时能自动发生反应进行修复，极大地提高了防渗墙的耐久性和长期防渗能力，为水库大坝的长效安全运行提供有力保障。

4.2新型施工工艺的采用

像铣槽机成槽工艺，相比传统工艺，它具有成槽精度高、速度快的优势，能够在复杂地质条件下精准打造出符合要求的槽孔，且对周边土体扰动小。此外，TRD 工法（水泥土搅拌墙连续造墙施工技术），可实现连续的墙体施工，墙体的整体性和密封性更好，有效避免了传统工艺中墙体接缝处易出现渗漏的问题，提升了防渗墙的整体质量。

4.3智能技术与三维空间信息技术的助力

智能技术应用情况：借助智能传感器实时监测施工过程中的温度、压力、位移等参数，一旦出现异常可及时预警，便于施工人员快速调整施工策略，保障施工质量。

三维空间信息技术运用：利用该技术构建大坝及防渗墙的三维模型，进行施工过程模拟，提前发现潜在问题，优化施工顺序和方案，同时也有助于直观展示设计效果，辅助设计人员做出更科学合理的设计决策，推动防渗墙建设更加高效、优质。

五、水库大坝防渗墙设计优化及施工质量控制的意义

5.1增强坝体稳定性

优质的防渗墙设计与严格的施工质量控制，能够有效截断坝基及坝体的渗流通道，减少渗流对坝体土体颗粒的冲刷作用。当防渗墙发挥良好的防渗功效时，坝体内部的孔隙水压力得以合理控制，避免因过高的孔隙水压力致使土体抗剪强度降低，进而增强了坝体整体的稳定性，使其能更好地抵御洪水、地震等外部荷载的冲击，保障大坝在复杂工况下依然稳固可靠。

5.2减少渗流量

经过科学设计优化和精细施工质量把控的防渗墙，其致密的结构和良好的防渗性能，可极大地降低水库水体通过坝体及坝基的渗漏量。例如，原本可能存在较多渗漏隐患的大坝，在防渗墙完善后，渗流量能从较大数值降低至符合安全标准的极小范围，不仅减少了水资源的浪费，也避免了因长期渗漏可能引发的坝体安全事故，确保水库能正常蓄水并发挥其应有的功能。

5.3提升水库安全性与效益

从安全性角度来看，减少渗流破坏、增强坝体稳定性等都直接保障了水库大坝的长久安全运行，降低溃坝等重大风险。而从效益方面而言，水库能稳定发挥防洪、灌溉、发电等功能，带来显著的经济效益；同时，对周边生态环境的影响也能得到有效控制，生态效益得以彰显，更有利于保障区域的用水安全，产生良好的社会效益，全方位提升了水库的综合价值。

六、结论

本文围绕水库大坝防渗墙展开了深入探讨，先是剖析了设计优化需考量的多方面因素，阐述了材料、结构形式及尺寸厚度计算要点，同时详细介绍了施工质量控制措施，涵盖各施工环节及新技术应用情况。通过合理的设计优化与严格质量控制，能有效增强坝体稳定性、减少渗流量，全方位提升水库安全性与效益。

未来，随着科技持续发展，应进一步探索更先进的防渗墙材料与施工工艺，不断提高防渗墙的性能和质量。同时，相关部门要加强对水库大坝防渗墙建设的监管力度，确保各项标准严格落实。此外，行业内也需积极开展经验交流与技术培训，提升从业人员的专业素养，推动水库大坝防渗墙建设朝着更科学、更高效、更安全的方向迈进，更好地服务于水利事业发展。

参考文献：

[1]肖志强. 水库大坝防渗墙混凝土加固与设计策略研究[J]. 黑龙江水利科技，2024，52（6）：17-19，23.

[2]粟强. 浅谈水库大坝防渗墙混凝土加固与设计策略[J]. 珠江水运，2020（7）：66-69.

[3]张鑫. 水库大坝混凝土防渗墙施工质量控制及实施效果[J]. 建筑工程技术与设计，2021（15）：1334.