论文部分内容阅读
[关键词]水利工程 堤坝 防渗加固
中图分类号：TV871.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）03-0178-01
农田水利基本建设是农业生产重要基础。近年来，黑龙江省垦区为提高粮食综合生产能力，增加农民收入，在兴修水利方面做了大量工作。如：三江灌区建设项目、节水增粮建设项目、农村饮水安全建设项目等。本文试以从防渗加固问题为例，对堤坝工程出险种类及施工方案及堤坝防渗加固技术进行探讨。
一、堤防出险主要种类
从以往发现的堤防出险的种类来看，主要包括渗透破坏、滑坡、开裂。在渗透破坏方面，主要表现为集中渗漏、管涌、流土、接触冲刷、接触流土。堤防渗透破坏险情类型包括：堤身产生的险情，堤身和堤基接触带产生的险情和堤基产生的险情三种。第一种险情成因主要由于堤身物质组成的不均匀性和填筑密实度的不均匀性造成；如部分堤段堤身壤土为粉细砂、砂壤土或存在孔洞、裂缝等，主要表现为散浸、脱坡、漏洞、跌窝等。第二种险情主要由于筑堤时未清基，堤身堤基接触带物质较混杂。第三种险情主要是由于堤基存在透水性较强的砂层、砂壤土层所致。
二、堤防防渗的选择原则
目前堤防防渗常用的方法主要包括：开槽法、深沉法、挤压法。首先，堤身防渗处理，可采用截渗墙、锥探灌浆和劈裂灌浆等防渗体。必要时还可以加厚堤身或翻挖重新填筑堤身。
其次，对于堤防截渗墙，关键是要采用薄墙和廉价的材料才能有效地降低工程造价。其中深沉法造价最低，在墙深小于20m时最具竞争力的高喷法造墙价格相对较高，主要适用于施工场地狭窄、地下降碍物较多地点。
第三，对于砂卵砾石含量較高粒径较大的地层，则应考虑采用冲击钻并配合其他开槽方式，但因成本较高，对这类地层可考虑采用盖重排水减压反滤保护的方法进行防渗处理。
三、堤防防渗灌浆方法
近些年来，堤坝防渗处理用土工膜或复合土工膜防渗和用加筋材料提高土体稳定性得到广泛应用。其原则主要是上游“铺、截、堵”，下游“导、减、排”。所谓”铺、截、堵”就是修建铺盖、防渗墙和帷幕灌浆等以减小渗漏量；“导、减、排”是修建导渗反滤体、减压井、排水沟等以降低扬压力。主要做法是：在坝上游面固结灌浆，堵塞漏洞和缝隙，加固补强坝体和提高防渗性能。在坝下游面追踪固结灌浆，在下游坝面有漏水或溶蚀物出逸的地方，造成水平孔或斜孔，埋注浆管进行灌浆，以堵塞漏水通道和坝体空洞、裂缝，加固坝体，增加坝面稳定性和抗冲刷能力。在坝面重新剔勾缝，剔缝后，用高标号水泥砂浆干硬性预缩水泥砂浆或用防水材料配制高标号水泥砂浆勾缝，提高坝面防渗漏能力及坝体稳定性、整体性和抗冻融抗风浪淘刷能力。此方法即“前堵、中截、后追踪”灌浆治漏加固法。
常用的灌浆方法主要有：
劈裂式帷幕灌浆法。该方法主要用于加固堤身，防止堤身渗漏。根据堤坝曲直不同情况，用钻具在堤坝钻孔。布孔方式为一般以3m孔距，梅花形和直线式布孔，沿堤坝轴线从堤顶离堤外肩1.5m处钻孔，孔深应以钻透堤身填土或穿过堤身钻入基础1～2m。灌浆原则是由下而上，少灌多复；泥浆由稀到稠，循序渐进；压力由大到小。这样，可使灌入的泥浆沿堤的轴向形成一道帷幕，以改善堤身质量、提高坚固度和防止渗漏。
低压速凝式灌浆法。该灌浆方法一般用于高危水位下抢险堵塞管涌，它可根据管涌位置地质采用30型钻机或50型钻机钻孔，先注入浸水后即膨胀的物质，再缓慢向孔内灌入加进速凝剂水玻璃的水泥浆（压力小于49kPa）。注入膨胀物质可加大管涌内阻力，减慢管涌内水流速度，防止水泥浆随水流出；加入速凝剂，可使水泥浆能很快凝固而堵塞管涌。
高压填充式灌浆法。主要用于治理因基础不良而引起的管涌。基础灌浆时，应以钻机（50MM）以1.5～2.0m孔距在需灌堤段从堤顶钻孔，孔深钻入基础穿过砂层进入砾石层2m左右，压力为127.40～166.60kPa。标准为套管下到填土层保证堤身干燥，基础部分砂砾层灌入水泥浆，然后逐步提升到土层，以黄泥浆封孔。该法用于填充蚁穴、溶洞时，灌浆用30型钻机先在蚁穴或溶洞周围布孔灌入泥浆，形成包围圈，然后填充，填满为止。
四、常用的混凝土防渗墙技术种类
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。
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。
垂直铺塑防渗墙。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。
水泥土搅拌桩防渗墙。运用深层搅拌桩机把水泥浆喷入土体并搅拌，使水泥与土体混合，经水泥的水解、水化和离子交换等一系列反应，硬结成墙2002年长江堤防防渗工程中被广泛应用，共造墙98×104m2，占总成墙面积的69%。其优点是造价低（90～130元/平方米），设备轻便，墙厚为25～30cm时，在深15m范围内墙体完整性较好。适用于细粒料的土砂层及含少量砾石的砂砾石层。
结束语
水利堤坝防渗加固尤为重要。因此，提高水利工程堤坝防渗加固技术，对提高垦区水利工程质量，全力推进现代化水利工程建设，增强垦区农业综合生产能力，推动现代化大农业提供有力支撑，具有良好的经济效益与社会效益。
参考文献
[1] 康永泉.输水洞（管）加固在堤坝中的应用[J].经济师，2005，（4）.
[2] 肖红.关于堤坝加固技术的分析[J].重庆社会工作职业学院学报，2006，6（1）.
中图分类号：TV871.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）03-0178-01
农田水利基本建设是农业生产重要基础。近年来，黑龙江省垦区为提高粮食综合生产能力，增加农民收入，在兴修水利方面做了大量工作。如：三江灌区建设项目、节水增粮建设项目、农村饮水安全建设项目等。本文试以从防渗加固问题为例，对堤坝工程出险种类及施工方案及堤坝防渗加固技术进行探讨。
一、堤防出险主要种类
从以往发现的堤防出险的种类来看，主要包括渗透破坏、滑坡、开裂。在渗透破坏方面，主要表现为集中渗漏、管涌、流土、接触冲刷、接触流土。堤防渗透破坏险情类型包括：堤身产生的险情，堤身和堤基接触带产生的险情和堤基产生的险情三种。第一种险情成因主要由于堤身物质组成的不均匀性和填筑密实度的不均匀性造成；如部分堤段堤身壤土为粉细砂、砂壤土或存在孔洞、裂缝等，主要表现为散浸、脱坡、漏洞、跌窝等。第二种险情主要由于筑堤时未清基，堤身堤基接触带物质较混杂。第三种险情主要是由于堤基存在透水性较强的砂层、砂壤土层所致。
二、堤防防渗的选择原则
目前堤防防渗常用的方法主要包括：开槽法、深沉法、挤压法。首先，堤身防渗处理，可采用截渗墙、锥探灌浆和劈裂灌浆等防渗体。必要时还可以加厚堤身或翻挖重新填筑堤身。
其次，对于堤防截渗墙，关键是要采用薄墙和廉价的材料才能有效地降低工程造价。其中深沉法造价最低，在墙深小于20m时最具竞争力的高喷法造墙价格相对较高，主要适用于施工场地狭窄、地下降碍物较多地点。
第三，对于砂卵砾石含量較高粒径较大的地层，则应考虑采用冲击钻并配合其他开槽方式，但因成本较高，对这类地层可考虑采用盖重排水减压反滤保护的方法进行防渗处理。
三、堤防防渗灌浆方法
近些年来，堤坝防渗处理用土工膜或复合土工膜防渗和用加筋材料提高土体稳定性得到广泛应用。其原则主要是上游“铺、截、堵”，下游“导、减、排”。所谓”铺、截、堵”就是修建铺盖、防渗墙和帷幕灌浆等以减小渗漏量；“导、减、排”是修建导渗反滤体、减压井、排水沟等以降低扬压力。主要做法是：在坝上游面固结灌浆，堵塞漏洞和缝隙，加固补强坝体和提高防渗性能。在坝下游面追踪固结灌浆，在下游坝面有漏水或溶蚀物出逸的地方，造成水平孔或斜孔，埋注浆管进行灌浆，以堵塞漏水通道和坝体空洞、裂缝，加固坝体，增加坝面稳定性和抗冲刷能力。在坝面重新剔勾缝，剔缝后，用高标号水泥砂浆干硬性预缩水泥砂浆或用防水材料配制高标号水泥砂浆勾缝，提高坝面防渗漏能力及坝体稳定性、整体性和抗冻融抗风浪淘刷能力。此方法即“前堵、中截、后追踪”灌浆治漏加固法。
常用的灌浆方法主要有：
劈裂式帷幕灌浆法。该方法主要用于加固堤身，防止堤身渗漏。根据堤坝曲直不同情况，用钻具在堤坝钻孔。布孔方式为一般以3m孔距，梅花形和直线式布孔，沿堤坝轴线从堤顶离堤外肩1.5m处钻孔，孔深应以钻透堤身填土或穿过堤身钻入基础1～2m。灌浆原则是由下而上，少灌多复；泥浆由稀到稠，循序渐进；压力由大到小。这样，可使灌入的泥浆沿堤的轴向形成一道帷幕，以改善堤身质量、提高坚固度和防止渗漏。
低压速凝式灌浆法。该灌浆方法一般用于高危水位下抢险堵塞管涌，它可根据管涌位置地质采用30型钻机或50型钻机钻孔，先注入浸水后即膨胀的物质，再缓慢向孔内灌入加进速凝剂水玻璃的水泥浆（压力小于49kPa）。注入膨胀物质可加大管涌内阻力，减慢管涌内水流速度，防止水泥浆随水流出；加入速凝剂，可使水泥浆能很快凝固而堵塞管涌。
高压填充式灌浆法。主要用于治理因基础不良而引起的管涌。基础灌浆时，应以钻机（50MM）以1.5～2.0m孔距在需灌堤段从堤顶钻孔，孔深钻入基础穿过砂层进入砾石层2m左右，压力为127.40～166.60kPa。标准为套管下到填土层保证堤身干燥，基础部分砂砾层灌入水泥浆，然后逐步提升到土层，以黄泥浆封孔。该法用于填充蚁穴、溶洞时，灌浆用30型钻机先在蚁穴或溶洞周围布孔灌入泥浆，形成包围圈，然后填充，填满为止。
四、常用的混凝土防渗墙技术种类
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。
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。
垂直铺塑防渗墙。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。
水泥土搅拌桩防渗墙。运用深层搅拌桩机把水泥浆喷入土体并搅拌，使水泥与土体混合，经水泥的水解、水化和离子交换等一系列反应，硬结成墙2002年长江堤防防渗工程中被广泛应用，共造墙98×104m2，占总成墙面积的69%。其优点是造价低（90～130元/平方米），设备轻便，墙厚为25～30cm时，在深15m范围内墙体完整性较好。适用于细粒料的土砂层及含少量砾石的砂砾石层。
结束语
水利堤坝防渗加固尤为重要。因此，提高水利工程堤坝防渗加固技术，对提高垦区水利工程质量，全力推进现代化水利工程建设，增强垦区农业综合生产能力，推动现代化大农业提供有力支撑，具有良好的经济效益与社会效益。
参考文献
[1] 康永泉.输水洞（管）加固在堤坝中的应用[J].经济师，2005，（4）.
[2] 肖红.关于堤坝加固技术的分析[J].重庆社会工作职业学院学报，2006，6（1）.