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    水利工程土质堤坝渗透分析及防渗加固技术

    时间：2023-06-29 18:25:05来源：百花范文网本文已影响人

    陈卫红

    安徽省无为大堤长江河道管理局 安徽 芜湖 238300

    堤坝在水利工程的整体建设中起着非常重要的作用，对工程建设的顺利进行有很大的帮助。然而，据调查，堤坝在运行过程中经常发生渗水，如果不能及时解决，将损害水利工程的安全。近年来，我国非常重视水利建设，提高了水资源利用率，改善了人民生活条件，防止旱涝灾害的进一步的发展。然而，水利工程常受到周围因素的影响。例如，一些水利工程中堤坝的渗漏问题，影响了过去一般水利工程的安全性和水资源的活动，使居民的正常生活受到影响。因此，在堤坝建设中应及时解决渗漏问题，重视防渗施工，制定有效的防渗方案，大幅度提高水利工程质量，延长使用寿命，做好旱涝灾害防治工作。

    在水利工程中采用各种技术防止渗漏是水利工程的主题。堤坝渗漏的问题消耗大量能源和资金，并且影响人员和财产安全，减少水利设施的使用寿命，因此，提高堤坝的防渗技术水平是非常有意义的。

    1.1 保证人民群众生命财产安全

    人身和财产安全是所有项目的出发点和最终目标。水利工程与人民生活息息相关，加强土质堤坝防渗技术的研究和开发，可以为人民的生命财产提供良好的保护。水利工程堤坝渗水会带走地下土颗粒，降低堤坝后房屋地基应力，严重时将导致周围的房屋倒塌。此外，它还会影响附近农作物的收成，减少农民的收入，人们也会面临各种风险和危险，因此堤坝渗水问题必须解决。解决堤坝渗水问题后，周边居民不仅可以享受到更多水利工程的益处，农作物可以得到正常浇灌还可以不断改善生活条件，确保堤坝内的房屋安全，保障人民群众生命财产安全。

    1.2 提高水利工程的使用年限

    堤坝的防渗能力决定了穿堤水工建筑物的使用寿命，同时也能促进堤坝的稳定性。例如，应用水利工程已经解决了供水、防洪等问题，如果在较短的使用寿命内出现渗漏问题，将大大缩短水利设施的使用寿命，带来人力物力的消耗。堤坝在很大程度上取决于地质、材料和环境，因此堤坝的稳定性很难控制，后续维护需要额外的材料和能源。运行期间，随着水浪冲刷的增加和环境风力的变化，堤坝坍塌和渗漏问题会逐渐出现并发展增加，随着时间的推移，水利工程的功能下降，使用寿命将大大缩短。此外，堤坝还吸引白蚁、黄鼬等小动物，这些动物会在堤坝内筑巢并带出黏土， 形成渗水通道，降低防洪能力缩短堤坝寿命，乃至摧毁堤坝。

    2.1 设计缺陷

    由于部分设计人员对项目区的地质、水文条件了解不够，测量数据不准确、不完整，堤坝防渗设计存在缺陷，导致堤坝渗漏问题。同时，由于尺寸、坡度设置等相关设计参数计算不准确，设计项目中的一些设计人员对实际的相关要求缺乏实践的理解，导致设计与实际要求相差甚远[1]。

    2.2 施工质量缺陷

    部分水利堤坝在施工过程中，施工质量控制不足，施工管理和监督不严格，堤坝填筑碾压厚度过大和压实度不足，可能无法满足设计要求。堤坝没有科学有效的防渗措施，层状工程中存在缝隙的问题。同时，一些水利工程完工后，为了满足新的需求，又进行了一些改建工程，但在施工过程中，结合部处理不好，两个边坡可能会与新老层失去有效连接。

    2.3 材料缺陷

    目前，许多水电项目都建在大容量的工程中。这种堤型设计具有性能好、适用范围广、可靠性好、造价低、符合施工规范等优点。然而，随着时间的推移，由于力的相互作用、岩体的逐渐破坏、岩体颗粒结构的变化和工程结构性能的不断下降，结构不断遭到破坏。因此，如果岩层结构具有荷载增大或受强水影响的特点，就会出现渗漏问题，从而产生破坏，造成不必要的损失。此外，当使用的原材料难以达到质量标准时，更容易渗透到含有材料的土壤中，以填充腐蚀性土壤等残留物，影响质量[2]。

    2.4 结构变形

    与一般工程设施相比，水利工程位置具有独特的特点。堤坝长期受两岸空气相对湿度、温差和各种力的影响，会出现变形的问题，随着时间的推移，当变形变量达到一定标准时，就会导致堤坝结构变形，对结构的防渗性和稳定性造成破坏。因此，在应用水利堤坝阶段，不仅要加固防渗结构，采取先进的技术措施，还要对河床变量进行不断地监测。

    2.5 工艺因素

    堤坝施工前，应制定科学的施工方案，严格按照施工方案组织施工。初步设计阶段应充分考虑堤坝的处地质、水文条件，收集现场资料，确保设计合理可靠。此外，设计人员还应重点分析环境因素对堤坝渗漏的影响，并通过有效控制环境因素减少其负面影响。从堤坝的稳定性来看，稳定性受到诸多因素的影响，例如，在基础施工阶段，当黏土不稳定时，堤身会不均匀沉降，影响整体质量。最后，为了避免土壤冻结，填料的总环境温度必须高于10℃。

    3.1 上堵下排

    当土质堤防渗漏出现险情时，应首先考虑采取上堵下排措施控制住渗漏。工作人员应第一时间到上游面查明渗漏原因，可以采用反滤、导渗、压渗等措施来控制渗漏，防止流质土进一步膨胀。且立即制定一套符合当地实际情况的防渗方案，在救援时应严格按照方案实施，确保防渗救助的合理性。在防渗救援工作实施中，应选择实际经验丰富的技术人员，保证防渗措施可以在短时间内高质量完成。为了防止险情扩大，地方部门可以提前储备好救援人员和物资，平日里定期训练，避免在救援时出现意见分歧和优柔寡断，错过最佳防渗时间。

    3.2 改善地质条件

    为防止土质堤坝渗漏，必须要在施工前做好全面覆盖性的调查，并在施工过程中做好地质土壤的改善处理工作。在工程初期做好地质技术分析，结合当地的地质特性和土壤特点来制定一套优化措施，提高土质堤防施工质量。工作人员应提高自身专业技能，借助新技术方法的操作简单、成本低、施工速度快等优点，来降低土质堤防渗漏的可能性。

    3.3 临水截渗、稳定坝坡

    土质堤坝出现渗漏时，可采用临水截渗、稳定坝坡的方法来控制。工作人员需要到上游面进行全面排查，在距堤脚3m左右进行抛石，目的是先稳住堤脚，减缓水流的冲势。此外，可以选用彩条布或者塑料薄膜来堵住渗水口，保护和加压回水边坡泄漏部分的路面。若渗漏水域处的风压较小，可以用附近的土料自上而下缓慢倾倒，使这些土被淤积固定，达到封堵气密的目的。在堤坝水位较浅的情况下，可以选用周围的木桩筑起围堰，并在内压实土壤做好标记。该办法要求最大限度调配并利用劳动力，以保证渗漏区淤积被封堵，达到封堵气密的目的。

    3.4 科学处理堤下基岩

    岩溶土质堤坝会根据地区需要设在地貌多熔岩地区，这就要求在施工过程中科学处理基岩岩溶。在地质条件复杂情况下建成的水利工程，更容易遭受到水流压力冲击而出现渗漏，并且长时间的水流冲刷容易引发坝基松动，降低堤坝的安全性。针对基岩岩溶情况复杂区域，可以采用灌浆技术，根据水流方向和裂缝形状选用不同的填充材料，也可以在灌浆配料中加入水泥浆，使配料胶结在一起，把漏水部分堵死。

    3.5 合理处理接触面

    坝基和坝体的接触区是非常容易发生渗漏现象的，可以采用高压喷射灌浆技术来提前做好预防。但高压喷射灌浆喷出的水泥浆冲击较大，控制喷射方向难度较大，需要技术人员针对特定区域进行操作。施工前期要先破坏清除原层结构，可以选择高压水枪混合水泥来完成这一操作，保证接触面无其他杂质干扰，更好地对缝隙进行填充处理。

    3.6 加强后期的检查和维护

    土质堤坝的建设时间比较长，并且都具有一定的渗漏特性，需要做好土堤后期的修护工作。河道堤防管理单位，需加强对土质堤防的日常检查，尤其是在防洪期间，应加强检查频次，堤顶和内堤肩以下若干米的堤坡，察看有无跌窝和裂缝，内堤肩至护堤地边缘察看有无散浸、管涌、滑脱，护堤地以外查看有无管涌险情，特别注意观察沟塘有无翻砂鼓水等异常现象，及时发现问题并修护，确保土质堤坝功能的完整性，并要加强对穿堤建筑物的检查，检查闸边墩、岸墙、翼墙、护坡等结合部是否有裂缝、跌窝、渗水等现象，巡查涵闸闸门关闭后有无异常，巡查泵站进水前池有无翻砂鼓水及冒泡等现象，严格查看可能发生渗水的部位。此外，土质堤防渗漏现象并不明显，需要检查人员全方面仔细观察土堤的变化情况，从根本上改进，以保证周边人民群众的生命财产安全。

    4.1 控制好混凝土的浇筑速度

    在混凝土防渗墙工程中，应注意检查管螺纹支架，以便在改造过程中有效可靠地连接混凝土管。混凝土墙应在施工过程中保持高水平的连续性。如果施工中断，在超过40min的后续灌浆作业中，应按照技术规范的要求进行修复工作。沟槽内混凝土施工时，管道均匀布置在墙体的不同部位，以保证混凝土表面上混凝土的稳定均匀上升。注意混凝土表面不得超过0.5m，且每秒不得小于2m。浇筑过程中，保护槽应防止任何异物脱落，并布置在混凝土地下连续墙内，如果出现问题将影响混凝土质量，降低最终施工质量和施工安全。

    4.2 混凝土防渗墙的配合比设计

    混凝土材料要经过仔细计算，对于配合比要进行精确的计算，并邀请专家提供防渗效果，根据设计规范，通过对穿堤建筑物混凝土与混凝土墙及相关防渗规范的比较，分析工程所在地的地质条件和材料，确定穿堤建筑物防渗混凝土墙应采用混凝土的强度，这直接影响到混凝土防渗墙的最终强度和防渗效果。因此必须严格调整混凝土的比例。混凝土最终成型后，必须满足穿堤建筑物的实际需要，这也是穿堤建筑物防渗混凝土墙设计的核心内容。除此以外，还要注意正确浇筑混凝土，确保混凝土启动时不出现渗漏、开孔等施工问题，启动时必须进行良好振捣，穿堤建筑物的最终施工确保混凝土过滤屏障符合运行标准。

    4.3 加强对原材料的检验

    原材料是防漏的关键。如果原材料的质量得到保证，后续的防泄漏措施也能够取得成功。在水利工程的作业中，应加强对原材料的控制，并在材料采购现场采购符合施工质量标准的材料，购买材料后也要进行严格检测，入场材料需要全部符合招标标准，严格把控材料质量，严禁出现不合格材料的使用。到达施工现场，对于没有达到标准的原材料进行更换，严格检查原材料的质量、重量和数量，确保其完全符合采购要求，施工现场必须严格控制原材料，其次，原材料的储存还要适当的环境条件，防止雨水侵蚀，影响后续的黏度，充分发挥材料的泄漏效果。大多数的水利堤防渗漏问题都是因为材料质量不达标所诱发的，材料的选择和使用将直接关系到工程整体的质量。各工程单位和施工公司都应结合工程实际情况，建立一套完整的材料质量管理体系及监督和奖励机制，调动工作人员的工作积极性，培养检查人员的责任心。管理体系内应标明材料管理实施细则，明确物资质量管理的目标和要求，采取科学有效的措施，切实加强物资管理。并且各材料管理部门应做好材料的储存工作，避免合格材料变质[3]。

    总的来说，为了有效地实施堤坝的防渗工程，必须有效地完成各阶段的工程目标，建设精心、有序，高效地控制每个施工阶段，严格控制工程的建设质量，有效地提高堤坝的防渗性能，增加使用寿命。在认识和分析当前水利堤坝防渗问题的同时，要加强对堤坝防渗问题的研究，促进我国水利工程的有效发展和堤坝建设。为了提高国内堤坝的利用效率，必须加强复杂问题的控制，制定有效的运行方案，为可能出现的渗漏问题提供有效的保护，有效地促进水利工程的整体建设。

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