水利施工的土坝防渗技术研究学术论文
摘要：水利工程对我国社会经济化建设而言具有重大意义，其是国民经济健康持续发展的根本保障。结构质量较好的水利工程，可以对水流量进行合理化调节，进而有效地避免旱涝灾害。现阶段，我国在建设水利工程中，主要应用材料和土建工程基本一致，例如：石料、土方以及混凝土等。然而，水利工程施工现场多为湖泊、河流等地，由于施工过程中会产生较强的蓄水压力以及水冲击力，因此，水利工程对结构质量要求非常高，不仅要确保其具有良好的抗水压性能，还要具备一定的防渗漏性能。由此可见，水利工程施工重点为防渗技术，对土坝防渗技术进行研究十分重要且必要。
关键词：水利工程；土坝防渗；施工技术
中图分类号：TV543文献标识码：B文章编号：1673-8853（2016）01-0053-02
0前言
在世界范围内，我国现有水库数量最多。可以说，水利工程是我国实行可持续发展战略的基础工程，修建水利工程不仅可以避免旱涝灾害，为人们的生命安全、健康效益提供基础保障，还能帮助我国社会经济建设进程实现进一步发展。然而，现阶段，基于各种因素的综合作用，我国水利工程投入使用后显露出了大量的结构质量问题，例如堤坝渗漏、变形等。如果施工人员无法采取有效的措施进行及时处理，极易引发严重的安全事故。本文以我国某水利工程为例，对土坝渗漏原因进行了系统分析，并提出了一系列应对策略，希望可以为我国水利工程施工人员提供具有可行性的建议。
1工程概况
某水利工程的堤坝总长约为51.70m，坝高最大值约为15.30m，边坡比下游约为1:2.60，边坡比上游约为1：3.20。该工程坝体的主要填筑物为残坡积土，其主要组成因素为砂砾，约为总量的50%，其次为粘土，约为总量的15%。土坝的干密度值在每立方厘米1.43~1.47g范围内。以冲积层为坝下覆盖层，因此，相对而言，颗粒值较大，在实施筑坝工程时，必须采取合理有效的防渗措施进行加固处理。由于施工人员技术缺失，导致水库蓄水后土坝无法承受巨大的水压力，进而出现了大面积散浸与渗漏现象，严重破坏了该工程结构的稳定性与安全性。
2土坝发生渗漏现象的原因
2.1坝体渗漏
首先，该工程坝体土料较差，其中含有大量杂质，例如石块等。施工人员在建设过程中，没有对回填土取料进行严格控制，导致其不具有良好的透水性；其次，施工人员没有选择适宜的抗剪指标，导致坝体设计方案严重缺乏合理性；再次，在施工过程中，施工人员没有对碾压夯实作业进行严格管控，存在漏压、少压现象；第四，没有采取分层碾压法，致使土坝浸润线较高，下游坡面湿度过高，在很大程度上削弱了坝坡结构的稳定性；第五，排水系统安装不合理，导致该工程排水性能较差，基坑内含有大量雨水，加之动物打洞、筑巢等，造成了严重的渗漏危害。
2.2坝基渗漏
该水利工程施工过程中，施工人员没有对基础清理作业给予高度重视，导致坝体以及基础结合面存在大量的腐烂物质，例如，树根、杂草等，进而影响工程结构质量，诱发渗漏灾害；除此之外，施工人员在对该工程进行设计时，并没有对截水槽进行深入考量，导致其深度值与该工程实际需求不符，且没有有效衔接该工程的不透水层，导致截水槽投入使用后，无法承受水冲击力，防渗效果非常差。
2.3绕坝渗流
该工程施工现场的地质条件相对而言较差，施工人员在建设过程中，没有对该地区的水文地质条件以及工程实际需求进行综合考虑，并没有对节理发育较差、破碎岩石以及风化岩等地质进行详细勘探，制定合理有效的防渗加固处理策略；施工人员在作业技术方面，存在较大程度的缺失现象，例如，截水槽的`回填夯实作业质量较差，导致结合面绕坝接触产生集中渗漏现象。
3土坝防渗技术
3.1坝体劈裂灌浆法
水利工程防渗处理过程中，要想合理有效地应用坝体劈裂灌浆法，必须结合坝体应力的实际分布情况，沿其轴线布设单排孔，择取适宜灌浆泵，将特定压力、浓度的浆体注射到单排孔内，基于水利劈裂原理的指导，对坝体劈开程度进行严格管控，确保可以有效堵塞或是切断相关隐患，例如裂缝、漏洞以及裂缝衔接软弱层等，从而形成具有良好连续性的浆体防渗墙，改善土坝应力的实际分布规律，促使坝体更具稳定性与可靠性。在水利工程施工过程中，要想提高坝体劈裂灌浆法的防渗性能，施工人员应结合工程实际裂缝情况，采取针对性的应对策略。如果水利工程的坝体质量较差，属于上下游横缝贯通工程，施工人员应采取全线劈裂灌浆法；如果水利工程的土坝工程采取的是局部灌浆作业法，施工人员应该将灌浆群均匀布置于坝体裂缝区，实施灌浆泵灌注作业。应用坝体劈裂灌浆法可以有效加固土坝全线的防渗性能，在提高其结构密实性的同时，缩减其渗透系数。
3.2高压喷射注浆法
水利工程防渗加固处理作业中，应用高压喷射注浆法，不仅可以降低工程开挖量，缩减工程施工面积，降低工程总体造价，而且由于其具有良好的施工便捷性，不会对周边建筑造成严重影响。实际施工过程中，施工人员应结合具体所应用的高喷方法明确相关技术参数。不同区域的注浆压力之间存在较大的差异性，其提升速度也不同，然而，在各个地层作业时，择取相同施工方法，并不会对水压、气压以及浆压造成显著影响，而提升速度的差异性却十分明显。由此可见，在实施高压喷射注浆法时，施工人员要对提升速度给予高度重视。普遍而言，施工人员要想对提升速度进行明确，必须将以下几个方面作为切入点：首先，施工人员要参考水利工程建筑区域的实际情况，根据地层具体条件对提升速度进行合理化选择，如果该地层石块密度较大或粒径较大，施工人员应择取缓慢的提升速度。如果是在砂层中、后序孔等区域，可以择取相对较快的提升速度；如果是在先序孔，则要应用相对较缓慢的提升速度。其次，如果施工人员在开展高压喷射注浆作业时，发现该工程出现孔内返浆现象，应该降低提升速度。最后，施工人员在设计喷射直径时，应对施工现场进行相关试验，并有效结合试验的结果数据，这样可以有效地提高设计方案的合理性，提高工程施工质量，进而促使水利工程收获良好的整体效益。
3.3复合土工膜法
复合土工膜法的土工膜厚度值普遍在0.50mm左右，施工人员在应用过程中必须对其进行严格掌控，除此之外，还要确保其具有良好的防渗性能与抗化学腐蚀性能，避免其投入使用后出现化学腐蚀以及自然老化现象，降低使用寿命。如果水利工程坝体出现大面积渗漏的原因是坝体土质较差、不具备良好的防渗性能、施工技术质量较差等，或是坝内坡度较缓、坝体缺失稳定性等，则可以应用复合土工膜法进行防渗加固处理。如果水利工程坝体因水库无法放空、白蚁危害产生渗漏危害，或是局部需要防渗处理，则不适宜应用复合土工膜法。
3.4黏土铺盖法
在开展土坝防渗加固作业时，施工人员可以择取黏土覆盖法，该方法的最为显著的优点便是可以就地取材，不仅可以缩减施工周期，还能大幅度降低工程总体造价。施工人员可以采取层次填筑、分层碾压法对坝体上游区域进行夯实处理，并将其作为覆盖层。这样作业的优势有以下几点：其一，增长渗径；其二，降低坝体的渗流比降；其三，降低工程总体造价；其四，缩减工程作业面积；其五，提高工程施工效率；其六，施工设备以及机械器材需求较少。在实际施工过程中应用黏土覆盖法，需要对施工现场的黏土进行充分利用。因此，施工人员在作业前期，应详细勘查工程施工现场黏土的实际分布情况，并结合自身作业经验，对土坝水头以及黏土铺盖长度进行合理化设计。如果土坝不透水层较薄，透水性能相对较差，施工人员应结合导渗沟开展导渗作业，从而对渗沟渗流进行严格控制；如果土坝不透水层较厚，施工人员则应在坝体下部的强透层实施减压井作业。
4结语
水利工程的土坝渗漏问题十分常见，其诱发原因复杂多样，严重时会降低水利工程结构的安全性，危害周边人们的生命健康。我国只有不断加强在防渗技术方面的科研力度，才能以高水平技术保障水利工程结构的质量，进而促使我国早日实现经济化建设。
参考文献
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