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【摘 要】 大坝是水利工程建设中最主要的水工建筑物，是控制水流，防止洪涝灾害、灌溉和水利发电中不可取代的重要水利设施，尤其是水库大坝的除险加固工作是水库大坝安全管理的重中之重。本文将首先介绍大坝主要部分防渗加固的措施，然后根据近年来我国防渗加固技术的施工发展，介绍多种新型防渗加固工艺。
【关键词】 防渗;加固;大坝
1 前言
众所周知，水库大坝是一种特殊建筑物，但是水库大坝与其它工程结构物一样，也存在着失事的可能性。因此，在水利工程的长期使用过程中，要随时对大坝进行安全监测，并及时进行除险加固，做到防患于未然，确保水库大坝的安全运行，保护人民的生命财产与安全。水工程防水比其它工程技术复杂、难度大、要求高本文结合近几年来对水库大坝除险加固的施工经验，介绍几种水库坝体防渗加固技术，与诸位同仁探讨，希望能起到抛砖引玉之作用。
2 水坝防渗加固措施
2.1水坝基础防渗加固措施
一般处理的原则是：“上堵下排”。上堵的措施有垂直防渗和水平防渗。垂直防渗有混凝土防渗墙、灌浆、截水槽回填粘土、人工连锁井柱（俗称倒挂井）、砂浆板桩和高压定向喷射灌浆构筑防渗板墙等。水平防渗有粘土铺盖和水下抛土等。下排的措施有在堤坝的背水坡脚开挖导渗沟、减压井降压导渗和坝后盖重压渗等。一般来讲，垂直防渗处理可以比较彻底地解决坝基渗漏间题。水平防渗处理结合下游排水减压导渗，虽可以做到坝基渗透稳定，但仍有一定渗漏水量损失。在工程防渗处理时，是“上堵”还是“上堵”与“下排”相结合，应按照技术可靠经济合理的原则，根据防渗条件和要求，结合当地具体情况，通过方案比较，慎重研究确定。灌浆方法与基础覆盖层地质情况有密切关系，往往存在可灌性的问题，单价也不太低。截水槽回填粘土方法，要求严格控制质量，仅适用于粘土斜墙坝和均质坝，而且覆盖层厚度一般不能深于15m。人工连锁井柱是以人工开挖套井，浇筑混凝土井圈。已有多处工程采用这一措施，基本上是可靠的，可以不用开挖机械设备，但覆盖层不能太深，否则施工有困难，进度也比较慢。砂浆板桩是在钢板桩的腹部焊上钢管，用高压水打入覆盖层中，然后在拔起板桩的同时，通过钢管灌入水泥砂浆，形成防渗墙。我国在堤防和低水头的闸坝上有采用的，基本上也是可靠的，但深度和厚度有限制，仅适用于低水头和砂质基础。高压定向喷射灌浆构筑板墙在技术上是可靠的，也是经济的。
2.2堤坝坝体防渗加固措施
一般处理措施有混凝土防渗墙、灌浆、大开挖回填防渗体、劈裂灌浆和振冲加固等。混凝土防渗墙的措施，已如前述。灌浆方法是针对裂缝部位打孔，然后灌浆的，它只能起到一定的加固作用。大开挖回填防渗体，工程量太大，在一个非汛期内不能完成。劈裂灌浆方法是利用位于坝轴线小主应力处，有控制的灌泥浆劈裂坝体，形成泥浆墙，并利用浆体与坝体互压作用，既达到防渗作用，又可加固坝体。机理明确，施工速度快，成本低。此外，振冲法是加固土坝沙基和质量差的沙壳坝体的一项有效处理措施。可以避免大面积的砂基水下开挖，为地震区加固土坝砂基、砂壳坝体创造出一条新的途径。
2.3输水洞（管）加固措施
堤坝内埋管出现断裂，严重渗水，将危及坝体安全。一般处理措施：钢板衬砌，混凝土衬砌，开挖坝体处理，在岸坡山体另打新洞以及利用顶管法重建新管等。钢板衬砌处理造价较高，钢板材用量多。混凝土衬砌，需要原洞径比较大，以便于施工，并且衬砌后不致影响输水能力的条件下才能进行;开挖坝体处理，工程量大，在一个非汛期难以完成。岸坡山体另打新洞，工期长，投资大。顶管法重建新管，它利用千斤项将预制混凝土管顶入坝体内，不需要破坝施工，工程量少，施工期短，设备简单，可以节约材料、资金和劳力等。
2.4钢闸门的防腐蚀
输水建筑物和拦河闸都设有钢闸门控制水流。由于闸门长期浸水，干湿交替，高速水流、泥沙、冰凌和漂浮物的冲击磨擦，日光曝晒、沿海盐雾及水生物浸蚀等，普遍发生不同程度的腐蚀，严重者将不能安全运行。过去一般用涂料防护，防护周期较短，采用优质高效涂料防护，防护周期可达10年，采用金属喷涂防护，可以保护更长时间。
2.5土壩干砌石护坡破环处理
一般处理方法有小碎石（或砾石）混凝土或砂浆填缝，浆砌石或混凝土梁方格，全部干砌砂浆砌石等。这些方法，都需要做好垫层，并留出排水孔。在实际运用中，尽可能采用第一种方法处理，投资最省。处理后，如又遭到破坏，可采用第二种办法，投资要多一些。使用第三种办法，投资最多。
2.6防冻措施
在我国北方地区，一些工程常因冻害而遭到破坏，严重者要重建。一般防冻措施有：蒸汽和电气加热;人工定时破冰;空气泵（或空压机）结合管道定时吹风扰动水面预防结冰以及破冰机防冰冻等。蒸汽和电气加热，效果好，但成本太高。人工破冰，使用劳力多，劳动强度也很大。空气泵结合管道定时吹风的办法，投资省，效果好，管理方便。
3 防渗加固施工工艺
3.1混凝土防渗墙
混凝土防渗墙是20世纪60年代初发展起来的种垂直防渗技术，目前己成为粒状地层的主要防渗手段。它不仅可以用于永久性地基防渗，对正在漏水和存在险情的堤、坝进行防渗处理，还可用于临时施工围堰，基坑防渗等。其主要优点是能有效地控制墙厚，墙段之间结合紧密，安全可靠。
目前，防渗墙的施工技术有了很大发展，出现了很多造墙、造孔的新技术。在墙体材料方面，有钢筋混凝土、普通混凝土、塑性混凝土、自凝灰浆和固化灰浆等。
在造孔机具方面，有止、反循环冲击钻机、抓斗机、链斗（刮板）式挖槽机、射水成槽机、锯槽机、振动板桩、振动切槽、振动沉膜等。
深厚型防渗墙一般用在承受水头>20m，墙深30m以上的大坝和险要地段的堤防工程中。其厚度般60～80cm，最大为130cm。为保证底部墙段的有效连接，一般是墙越深厚度越大。墙体材料多为普通混凝土或塑性混凝土，根据地层和防渗要求确定。般是承受的水头越大、透水性越强，要求的防渗性能越高，墙体刚性也越大。
3.2高压喷射防渗墙
高压喷射防渗墙是借助于高压射流冲击扰动坝基覆盖层，同时灌入水泥浆，使浆液与被灌地层土颗粒掺混，形成防渗墙。山东省水科所曾于1980年在山东省白浪河水库土坝现场进行了较系统的试验工作，80年代中期逐步推广。
经20多年的发展，无论从技术工艺水平，设备性能都有了长足的进步。此法既可作定喷或摆喷，也可使用旋喷或多排孔构建厚墙。既可用于细颗粒地层，也可用于大颗粒地层。高压喷射构筑防渗墙法施工简单、速度快。造价较低，但深度>20m时底部成墙的连续性不易保证。
近年来，山东省水利科学研究院王明森等科技人员，在多年高喷实践的基础上，进行了大粒径地层高压喷射灌浆构筑防渗墙技术的研究，形成以高压射浆、高喷浆液的合理选用为特色的大粒径地层高喷施工技术，在多项工程中进行推广应用，效果良好。
3.3自凝灰浆防渗墙
自凝灰浆防渗墙是在塑性混凝土墙的基础上发展而来的。使用水泥、膨润土并掺入少量缓凝剂制成“自凝灰浆”。在凝固前可作为造孔中的固壁泥浆，完工后自行凝固，形成墙体起防渗补强作用。该技术在美国、法国等国家均已使用我国尚处于起步阶段。
3.4垂直铺塑
垂直铺塑是利用链斗式挖槽机，通过链条及链斗连续挖掘出渣，形成连续的槽孔，并用泥浆固壁，成槽后随即辅设防渗薄膜，回填粘土。挖槽深度一般≤15m，槽宽为15～30cm。适用于砂壤土层，工效较高。
4 小结
水库大坝防渗加固是水利工程维护工作中一项长期的重要工作，也是水利工程除险加固的一项重要内容。其防渗加固施工质量的好坏直接关系到水库大坝安全运行，各管理及施工单位对此必须十分重视。
【关键词】 防渗;加固;大坝
1 前言
众所周知，水库大坝是一种特殊建筑物，但是水库大坝与其它工程结构物一样，也存在着失事的可能性。因此，在水利工程的长期使用过程中，要随时对大坝进行安全监测，并及时进行除险加固，做到防患于未然，确保水库大坝的安全运行，保护人民的生命财产与安全。水工程防水比其它工程技术复杂、难度大、要求高本文结合近几年来对水库大坝除险加固的施工经验，介绍几种水库坝体防渗加固技术，与诸位同仁探讨，希望能起到抛砖引玉之作用。
2 水坝防渗加固措施
2.1水坝基础防渗加固措施
一般处理的原则是：“上堵下排”。上堵的措施有垂直防渗和水平防渗。垂直防渗有混凝土防渗墙、灌浆、截水槽回填粘土、人工连锁井柱（俗称倒挂井）、砂浆板桩和高压定向喷射灌浆构筑防渗板墙等。水平防渗有粘土铺盖和水下抛土等。下排的措施有在堤坝的背水坡脚开挖导渗沟、减压井降压导渗和坝后盖重压渗等。一般来讲，垂直防渗处理可以比较彻底地解决坝基渗漏间题。水平防渗处理结合下游排水减压导渗，虽可以做到坝基渗透稳定，但仍有一定渗漏水量损失。在工程防渗处理时，是“上堵”还是“上堵”与“下排”相结合，应按照技术可靠经济合理的原则，根据防渗条件和要求，结合当地具体情况，通过方案比较，慎重研究确定。灌浆方法与基础覆盖层地质情况有密切关系，往往存在可灌性的问题，单价也不太低。截水槽回填粘土方法，要求严格控制质量，仅适用于粘土斜墙坝和均质坝，而且覆盖层厚度一般不能深于15m。人工连锁井柱是以人工开挖套井，浇筑混凝土井圈。已有多处工程采用这一措施，基本上是可靠的，可以不用开挖机械设备，但覆盖层不能太深，否则施工有困难，进度也比较慢。砂浆板桩是在钢板桩的腹部焊上钢管，用高压水打入覆盖层中，然后在拔起板桩的同时，通过钢管灌入水泥砂浆，形成防渗墙。我国在堤防和低水头的闸坝上有采用的，基本上也是可靠的，但深度和厚度有限制，仅适用于低水头和砂质基础。高压定向喷射灌浆构筑板墙在技术上是可靠的，也是经济的。
2.2堤坝坝体防渗加固措施
一般处理措施有混凝土防渗墙、灌浆、大开挖回填防渗体、劈裂灌浆和振冲加固等。混凝土防渗墙的措施，已如前述。灌浆方法是针对裂缝部位打孔，然后灌浆的，它只能起到一定的加固作用。大开挖回填防渗体，工程量太大，在一个非汛期内不能完成。劈裂灌浆方法是利用位于坝轴线小主应力处，有控制的灌泥浆劈裂坝体，形成泥浆墙，并利用浆体与坝体互压作用，既达到防渗作用，又可加固坝体。机理明确，施工速度快，成本低。此外，振冲法是加固土坝沙基和质量差的沙壳坝体的一项有效处理措施。可以避免大面积的砂基水下开挖，为地震区加固土坝砂基、砂壳坝体创造出一条新的途径。
2.3输水洞（管）加固措施
堤坝内埋管出现断裂，严重渗水，将危及坝体安全。一般处理措施：钢板衬砌，混凝土衬砌，开挖坝体处理，在岸坡山体另打新洞以及利用顶管法重建新管等。钢板衬砌处理造价较高，钢板材用量多。混凝土衬砌，需要原洞径比较大，以便于施工，并且衬砌后不致影响输水能力的条件下才能进行;开挖坝体处理，工程量大，在一个非汛期难以完成。岸坡山体另打新洞，工期长，投资大。顶管法重建新管，它利用千斤项将预制混凝土管顶入坝体内，不需要破坝施工，工程量少，施工期短，设备简单，可以节约材料、资金和劳力等。
2.4钢闸门的防腐蚀
输水建筑物和拦河闸都设有钢闸门控制水流。由于闸门长期浸水，干湿交替，高速水流、泥沙、冰凌和漂浮物的冲击磨擦，日光曝晒、沿海盐雾及水生物浸蚀等，普遍发生不同程度的腐蚀，严重者将不能安全运行。过去一般用涂料防护，防护周期较短，采用优质高效涂料防护，防护周期可达10年，采用金属喷涂防护，可以保护更长时间。
2.5土壩干砌石护坡破环处理
一般处理方法有小碎石（或砾石）混凝土或砂浆填缝，浆砌石或混凝土梁方格，全部干砌砂浆砌石等。这些方法，都需要做好垫层，并留出排水孔。在实际运用中，尽可能采用第一种方法处理，投资最省。处理后，如又遭到破坏，可采用第二种办法，投资要多一些。使用第三种办法，投资最多。
2.6防冻措施
在我国北方地区，一些工程常因冻害而遭到破坏，严重者要重建。一般防冻措施有：蒸汽和电气加热;人工定时破冰;空气泵（或空压机）结合管道定时吹风扰动水面预防结冰以及破冰机防冰冻等。蒸汽和电气加热，效果好，但成本太高。人工破冰，使用劳力多，劳动强度也很大。空气泵结合管道定时吹风的办法，投资省，效果好，管理方便。
3 防渗加固施工工艺
3.1混凝土防渗墙
混凝土防渗墙是20世纪60年代初发展起来的种垂直防渗技术，目前己成为粒状地层的主要防渗手段。它不仅可以用于永久性地基防渗，对正在漏水和存在险情的堤、坝进行防渗处理，还可用于临时施工围堰，基坑防渗等。其主要优点是能有效地控制墙厚，墙段之间结合紧密，安全可靠。
目前，防渗墙的施工技术有了很大发展，出现了很多造墙、造孔的新技术。在墙体材料方面，有钢筋混凝土、普通混凝土、塑性混凝土、自凝灰浆和固化灰浆等。
在造孔机具方面，有止、反循环冲击钻机、抓斗机、链斗（刮板）式挖槽机、射水成槽机、锯槽机、振动板桩、振动切槽、振动沉膜等。
深厚型防渗墙一般用在承受水头>20m，墙深30m以上的大坝和险要地段的堤防工程中。其厚度般60～80cm，最大为130cm。为保证底部墙段的有效连接，一般是墙越深厚度越大。墙体材料多为普通混凝土或塑性混凝土，根据地层和防渗要求确定。般是承受的水头越大、透水性越强，要求的防渗性能越高，墙体刚性也越大。
3.2高压喷射防渗墙
高压喷射防渗墙是借助于高压射流冲击扰动坝基覆盖层，同时灌入水泥浆，使浆液与被灌地层土颗粒掺混，形成防渗墙。山东省水科所曾于1980年在山东省白浪河水库土坝现场进行了较系统的试验工作，80年代中期逐步推广。
经20多年的发展，无论从技术工艺水平，设备性能都有了长足的进步。此法既可作定喷或摆喷，也可使用旋喷或多排孔构建厚墙。既可用于细颗粒地层，也可用于大颗粒地层。高压喷射构筑防渗墙法施工简单、速度快。造价较低，但深度>20m时底部成墙的连续性不易保证。
近年来，山东省水利科学研究院王明森等科技人员，在多年高喷实践的基础上，进行了大粒径地层高压喷射灌浆构筑防渗墙技术的研究，形成以高压射浆、高喷浆液的合理选用为特色的大粒径地层高喷施工技术，在多项工程中进行推广应用，效果良好。
3.3自凝灰浆防渗墙
自凝灰浆防渗墙是在塑性混凝土墙的基础上发展而来的。使用水泥、膨润土并掺入少量缓凝剂制成“自凝灰浆”。在凝固前可作为造孔中的固壁泥浆，完工后自行凝固，形成墙体起防渗补强作用。该技术在美国、法国等国家均已使用我国尚处于起步阶段。
3.4垂直铺塑
垂直铺塑是利用链斗式挖槽机，通过链条及链斗连续挖掘出渣，形成连续的槽孔，并用泥浆固壁，成槽后随即辅设防渗薄膜，回填粘土。挖槽深度一般≤15m，槽宽为15～30cm。适用于砂壤土层，工效较高。
4 小结
水库大坝防渗加固是水利工程维护工作中一项长期的重要工作，也是水利工程除险加固的一项重要内容。其防渗加固施工质量的好坏直接关系到水库大坝安全运行，各管理及施工单位对此必须十分重视。