□董聰飛 □聶 勇 □黃建科（寧波四明湖建設(shè)有限公司）

0 引言

三峽大壩創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，也引發(fā)了水利工程研究熱潮。從堤壩防滲角度來說，并不是所有水利工程都能與三峽大壩媲美，許多水利工程都是很多年前建成的，存在年久失修和安全隱患問題，而滲漏則是其中最重要的安全隱患之一。做好水利工程的堤壩防滲是保證水利工程正常運(yùn)作、安全生產(chǎn)的關(guān)鍵內(nèi)容之一。

1 我國(guó)水利工程中的堤壩防滲現(xiàn)狀概述

我國(guó)國(guó)土遼闊，水資源豐富，水庫(kù)數(shù)量居世界第一，大中小各種水庫(kù)有9萬多座，水岸堤防長(zhǎng)達(dá)27萬km，這些水利工程在經(jīng)濟(jì)建設(shè)和防洪抗旱中起著重要作用。但是，隨著時(shí)間的流逝，許多水利工程都出現(xiàn)了安全隱患，經(jīng)常出現(xiàn)決堤事故，威脅著人民群眾的生命安全和財(cái)產(chǎn)安全，因此，堤壩防滲成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。

從已發(fā)生的大壩事故來看，原因主要有：滲漏管破損、壩體裂縫、年久失修、大壩護(hù)坡坍塌。其中，滲漏管破損和壩體裂縫帶來的安全事故分別占30%、25%左右，是最主要的原因。目前，我國(guó)的水利工程存在嚴(yán)重的堤壩滲漏問題，必須研究出新興的堤壩防滲技術(shù)，保證水利工程正常運(yùn)轉(zhuǎn)，減少安全事故發(fā)生。

2 堤壩防滲施工技術(shù)分析

常用的堤壩防滲技術(shù)主要有灌漿防滲、混凝土防滲和水平防滲。

2.1 灌漿防滲

灌漿防滲施工技術(shù)最顯著的特點(diǎn)就是造價(jià)低、施工快捷，既能解決壩體中存在的裂縫、洞穴等安全隱患，還能對(duì)壩體起到加固作用，是一種經(jīng)濟(jì)合理的施工技術(shù)。為減少對(duì)自然環(huán)境的污染，灌漿材料一般就地取材，這樣還能有效減少工程成本。

2.1.1 布置灌漿孔

根據(jù)大壩的實(shí)際情況布設(shè)兩排平行于壩軸線的灌漿孔，主排孔與前壩肩相隔2m，孔深約8m，主排孔與副排孔相距3m，孔深4m。這種灌漿孔結(jié)構(gòu)能起到改善大壩內(nèi)部應(yīng)力狀態(tài)的效果。

2.1.2 確定灌漿材料和灌漿質(zhì)量

漿液要具有穩(wěn)定性好、可灌性和析水固結(jié)快等特點(diǎn)，這樣才能使最終形成的漿體抗?jié)B性能強(qiáng)。在工程施工中，灌漿材料一般是就地取材的，而選擇的材料一般是粉質(zhì)壤土。在灌漿質(zhì)量上，為了獲得較強(qiáng)的防滲性能，要使主排孔形成一個(gè)豎直連續(xù)的漿體防滲帷幕，這一帷幕的厚度應(yīng)在15 cm以上，而漿體的干容重1.61/cm3，滲透系數(shù)為1×10-6cm/s。灌漿步驟為：鼓泡壓密——劈裂流動(dòng)——被動(dòng)土壓力。

2.1.3 施工

施工的基本原則是先兩邊后中間，先將最外圍的兩排孔灌漿，完工后的3 d之后，漿體中的水分逐漸滲透，而壩體的應(yīng)力狀態(tài)得到相應(yīng)的調(diào)整，這時(shí)再開始進(jìn)行中間一排主孔的成孔和灌漿。在施工過程中，一般是采用間隔成孔和灌漿的方法，一次性成孔極容易造成壩體的穿孔現(xiàn)象。在單個(gè)孔的灌漿施工中，應(yīng)先對(duì)孔的下部2~3m處進(jìn)行純壓式灌漿，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后再拔管對(duì)上部進(jìn)行純壓式灌漿。

2.2 混凝土防滲

混凝土防滲技術(shù)是指建造防滲墻起到防滲效果，保證水利工程的安全生產(chǎn)。防滲墻又可以具體分成四種：水泥土攪拌樁防滲墻、自凝灰漿防滲墻、高壓噴射防滲墻和垂直鋪塑防滲墻。

2.2.1 水泥土攪拌樁防滲墻

用深層攪拌樁機(jī)將水泥漿與土體充分?jǐn)嚢杵饋恚?jīng)過水泥的水化、離子交換等反應(yīng)之后，凝結(jié)成水泥土攪拌樁防滲墻。2002年，長(zhǎng)江堤防的防滲就大量采用了這種防滲墻，總共建造出了約1萬m2的防滲墻，占?jí)w總面積的69%。這種防滲墻的優(yōu)點(diǎn)是造價(jià)低廉、施工簡(jiǎn)單、施工設(shè)備輕便，其墻體厚度一般在25~30 cm。

2.2.2 自凝灰漿防滲墻

在水泥、膨潤(rùn)土中摻加適量的緩凝劑制成自凝灰漿，灰漿凝固之前可作為造孔中的固壁泥漿，而凝固之后則能形成墻體起到防滲效果。該技術(shù)在我國(guó)還不成熟，應(yīng)用較少，多見于美國(guó)和法國(guó)等國(guó)家的水利工程。

2.2.3 高壓噴射防滲墻

利用高壓射流沖擊干擾壩基的覆蓋層，然后灌入水泥漿，使得水泥漿與覆蓋層緊密結(jié)合起來，形成一道防滲墻。

2.2.4 垂直鋪塑

利用鏈斗式挖槽機(jī)挖掘出渣，形成排列規(guī)律的連續(xù)槽孔，然后再用水泥漿固壁，成槽后鋪設(shè)一層防滲膜，并回填粘土，這樣就形成了垂直鋪塑防滲墻。施工過程中，挖槽深度一般≤15 cm，槽寬在15~30 cm為宜。

2.3 水平防滲

水平防滲原理是：在壩體的臨水側(cè)平鋪一層不透水的粘土、混凝土或土工膜，或是在背水側(cè)平鋪一層壓蓋土。如圖1所示為土工膜截滲示意圖。這樣可以延長(zhǎng)壩基中滲透水流的流線長(zhǎng)度，降低滲水的破壞能力，減小滲水的坡降，從而達(dá)到提高滲流出口抵抗力的目的。一般將臨水側(cè)和背水側(cè)的水平防滲分別稱為鋪蓋和蓋重壓滲。

圖1 土工膜截滲示意圖

鋪蓋一般是利用堤外河床上的粘土層或是人工鋪填的粘土、混凝土、土工膜等透水性小的材料壓實(shí)形成。蓋重是背水側(cè)的防滲措施，它能有效防止壩基的變形，當(dāng)該壩基的透水層非常深厚時(shí)，可以采用蓋重壓滲措施，計(jì)算出壓蓋的寬度范圍，當(dāng)寬度較大時(shí)，可以將減壓井與蓋重壓滲配合起來使用，縮短壓蓋寬度。除了計(jì)算出壓蓋寬度外，還應(yīng)根據(jù)該地的歷史險(xiǎn)情、地形地質(zhì)情況、堤防重要程度來確定壓蓋的寬度，一般來說，壓蓋寬度在50~200m范圍內(nèi)為宜。

有的時(shí)候，受背水側(cè)地形和建筑物的影響，無法采用防滲墻、灌漿等方法，而壓蓋寬度又較大時(shí)，可以采用排水減壓方案來解決堤基滲流問題，設(shè)置排水管，排出堤基中的壓力水，釋放地下水的壓力。

3 水利工程中堤壩防滲技術(shù)的選用原則

堤壩滲水是當(dāng)前眾多水利工程亟待解決的問題，它威脅到老百姓的生命和財(cái)產(chǎn)安全，不利于經(jīng)濟(jì)建設(shè)；而且堤身的滲水還會(huì)帶來背水坡的脫坡，使得背水坡出現(xiàn)水流沖刷現(xiàn)象，嚴(yán)重的還會(huì)造成巨大陷坑現(xiàn)象，不利于農(nóng)業(yè)建設(shè)，也不利于生態(tài)平衡。所以說，必須根據(jù)水利工程的實(shí)際情況選用合適的堤壩防滲技術(shù)，以最低成本創(chuàng)造最好防滲效果，保證水利工程安全運(yùn)轉(zhuǎn)，保護(hù)老百姓的生命財(cái)產(chǎn)安全。一般來說，破壞程度較輕的水利工程宜采用防滲墻來解決，如果堤身出現(xiàn)集中滲流現(xiàn)象，可以采用高壓噴漿來解決。如果新老堤結(jié)合的水平位置發(fā)生集中滲流現(xiàn)象，則可以在臨水側(cè)開挖，回填封堵，或者說直接對(duì)接觸面灌漿充填。如果堤身出現(xiàn)分段集中滲流現(xiàn)象，可以采用臨水坡方式截滲，然后再在背水坡進(jìn)行反濾保護(hù)。

在堤基的防滲上，如果堤基的透水層較深厚且臨水側(cè)是較為穩(wěn)定的灘地基時(shí)，可以采用鋪蓋防滲技術(shù)進(jìn)行防滲處理。當(dāng)?shù)袒母采w層較薄，透水層埋藏較深且厚度較大時(shí)，可以在背水側(cè)進(jìn)行蓋重壓滲，還可以在背水側(cè)的堤腳處選擇合適的位置設(shè)置減壓井，使之與蓋重壓滲配合起來使用，達(dá)到提高防滲性能的目的。當(dāng)?shù)袒母采w層較厚、透水層較厚且埋藏較深時(shí)，采用蓋重壓滲方法，施工時(shí)，蓋重的滲透系數(shù)應(yīng)大于覆蓋層的滲透系數(shù)。除此之外，也可以在堤腳的合適位置設(shè)置減壓井，達(dá)到減小揚(yáng)壓力和去除險(xiǎn)情的目的，提高堤壩防滲性能。

不同的水利工程有不同的滲漏現(xiàn)象，適用不同的堤壩防滲施工技術(shù)。不同的防滲技術(shù)有不同的優(yōu)缺點(diǎn)，只有綜合考慮堤壩滲漏現(xiàn)狀、地質(zhì)地形條件、堤壩重要等級(jí)、防滲技術(shù)造價(jià)等因素，選擇合適的堤壩防滲技術(shù)，將多種防滲技術(shù)合理搭配起來，選擇最優(yōu)方案，才能以最少成本創(chuàng)造最高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

4 結(jié)語

隨著水利工程的迅速發(fā)展，水利工程的堤壩滲漏問題受到了人們的普遍關(guān)注，水利及相關(guān)部門要積極研究堤壩防滲技術(shù)，設(shè)計(jì)最優(yōu)堤壩防滲方案，保證水利工程的安全穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)建設(shè)。而新建水利工程則要努力提高施工質(zhì)量，提高工程防滲性能。只有解決好水利工程的堤壩滲漏問題，才能促進(jìn)經(jīng)濟(jì)建設(shè)，才能保護(hù)人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。

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