水利工程中水库大坝防渗技术的探讨

陈金枝

（肇庆市水务技术中心，广东 肇庆 526000）

水库作为社会重要的水利工程，是一种广泛应用的防洪灌溉措施，具有蓄水、防洪、灌溉等众多作用，还包含有发电以及供水等功能。国内的水库大坝多数兴建于上个世纪，在工程兴建的过程中，并没有进行完善的地质勘测或者工程设计，受到上个世纪我国社会经济发展水平的制约，许多水库存在着质量和安全上的隐患，各个方面潜在不安全因素，导致了水库大坝容易渗漏，并对于大坝的结构安全造成影响。

1 水利工程中水库大坝防渗技术的相关概述

水库功能包含有水运、发电、防洪灌溉以及养殖等等，可以有效的提升和推动区域的经济发展，为人们提供便利。伴随着国内水库使用年限的提升，水库的综合应用能力逐渐降低，其使用的安全性也降低。还有一些水库由于渗漏等问题，成为病险水库，限制了功能发挥，对居民的人身财产安全造成影响。在当前国内水库大坝兴建施工的实践中，水库渗流等现象，主要指的是水库工程在蓄水以后，水通过岩石孔隙、裂隙以及溶洞等向外渗漏，如果水库工程的蓄水出现渗漏，将会对水库的功能性和安全性造成直接的影响。主要如下：首先是水库的渗漏会导致水库的功能性降低；其次水库渗流、还会导致水库出现盐渍化，以及水库的沼泽化等，这些问题都会影响到水库工程的安全运行。

在水库工程施工的过程中，水利工程堤坝有蓄水以及拦水等功能。在水利工程施工过程中，水库堤坝具有良好的抗渗防渗技术，可以保证水利工程的拦水以及储水功能有效发挥。水利工程以及堤坝所具有的抗渗性能，对于水库的渗漏有着直接的影响。在大型水利工程中，水库堤坝可以在旱季稳定的供应水分，同时在降水量高的季节能够良好的存储相应的水分，对水资源进行合理的调节，降低出现洪涝灾害等现象。水利工程防渗施工中，要根据堤坝的实际特点，运用相应的防渗技术，做好技术上的改进与完善工作，在提升水库防渗性能的过程中，也能够防止水利工程出现结构失稳等情况。当前阶段随着水利工程与建设规模的扩大，为了确保能够有效的解决水库堤坝的渗漏问题，要明确其渗漏工程的流程，并根据防渗施工的流程开展施工，从而提升其防渗的水平。

水库大坝防渗技术的类别主要包含有：水库大坝水平防渗、垂直防渗。水平防渗主要指的是从水平方向上处理水库大坝的渗漏，并降减少平方向上的渗漏问题。在进行水平防渗之前，要全面和细致的对大坝的地基以及坝址进行勘察，根据勘察的结果，明确地基以及坝址的岩层分布状况，地下水流动以及平面结构等等特性，结合水库的尺寸、自然环境等做出最终的评定，并要在水坝铺盖中设置反滤层。水平加固和铺盖的过程中，要结合地址勘察的数据绘制相应的截面图，根据图纸，对底层颗粒、渗透系数等加以明确。这就需要满足如下一些要求，首先是下冲击层开展渗透坡降的时候，要确保渗透坡降应当小于冲击层的坡降；另外还要保证地基渗透所具有的稳定性、保证铺盖土下渗透所具有的稳定性和保证渗流量要小于损失，从而确保降低其损失。

垂直防渗是从垂直方向上所进行的防渗。结合实际经验来看，混凝土防渗墙对于水库大坝防渗具有显著优势，防渗墙的主要特征就是具有很强的适应性，能适用于各种材料的大坝中，还可以适应不同的水文条件以及施工条件。在处理坝体以及水库坝基的过程中，可以在坝顶部设置防渗墙，延伸到坝基的位置，另外大坝和防渗墙的防渗设施在连接起来以后，需要确保防渗墙的底部已经嵌入到岩层中。防渗施工中，要合理控制大坝的质量，只有良好的施工才能够形成真正有效的防渗效果。混凝土防渗墙的施工过程中，要重视混凝土防渗墙连接部位，对连接部位进行处理和加固，以保证施工的质量。

2 水利工程中水库大坝出现渗漏的原因分析

砂砾石层导致的渗漏。坝基的渗漏，主要是受到大坝地势的影响，导致一些河流短小，在河床处冲刷，使得大量的砂砾石层积累，并受到沙砾的冲击产生了冲蚀洞，令水库大坝的安全性受到影响，坝脚出现部分渗漏点致其渗漏严重。另外，岩石风化也是导致出现坝基渗漏的重要因素之一。岩石在漫长的风化过程中逐渐的崩解，并产生渗漏，是渗漏的其中一个主要形式。这些问题体现在前期勘察过程，由于没有做好勘察的工作，如在大坝的施工过程中，施工人员也没有及时的检查和清理，会对其后续的运营造成负面影响。

施工控制不严格。大坝施工的过程中，没有严格的碾压地基，且坝基材料较差，其中的防渗涂料质量较低，且碎石体量过大，使得含水量增加，导致坝体出现分层，大坝的防渗性能下降，从而产生渗漏。水库大坝的高度不断提升，旧土与新土之间并没有充分的结合，导致出现了一定的分层，这也会造成大坝的渗水、水坝的高度提升以后，大坝与防渗体之间结合部位需要处理，但是没有处理好，导致大坝内测所接触的水体高度提升，出现了水流溢出的情况，施工材料控制也影响了大坝。

坝体结构设计不合理。一些大坝的规模大，且施工周期很长，如果在坝体的设计上不能足够细致，会对后期的抗渗效果造成影响。一些设计人员在进行设计的过程中，过度追求成本控制以及设计的进度，在设计方案中并没有很好的具有抗渗以及防水等性能，还有一些大坝的防渗体断面小，大坝也没有设置相应的反滤装置，会有渗水的概率。如结构设计的不合理体现在坝体的涵管和坝体的结合不紧密，坝体的涵管出现断裂等等，导致防渗无法结合，也会造成漏水。

3 水利工程施工中水库大坝防渗技术的类别

混凝土防渗墙。混凝土防渗墙可以根据槽段施工，槽段在5m左右，槽段可以先进行主孔施工，然后进行副孔施工，利用抓取方法进行施工，根据现场的实际情况选择与之相适应的施工工艺。槽段连接处要使用质量好的接头接管法。根据槽孔深度的要求，使用不同规格钢管，接头处应当为插接。

帷幕灌浆防渗。帷幕灌浆主要是施工的过程中，一些砾石地基或者岩石地基中存在裂隙、漏水孔隙等，向其中灌注阻水带，从而实现防渗的施工技术。在施工的过程中，要布置主副灌注浆，位于坝体轴线，孔距设置在3m范围内，在主孔以及副孔中设置交互，为了达到理想的抗渗效果。帷幕的顶部和底部要与混凝土坝体连接。在基岩不漏水，只需要让帷幕达到漏水部位2m深度就可以。大坝抗渗施工的过程中，帷幕施工技术应用在加固坝基上，所以多数应用在砂卵石等水库大坝中。

帷幕灌浆与混凝土防渗墙之间的结合部位，要做好防渗，作为两种不同形式的防渗结构，帷幕灌浆技术与混凝土防渗墙结构，其施工方法以及使用的部位有所不同，如何处理好二者的衔接，并确保二者构成的基础防渗体系能够充分发挥出效果，也不会出现渗漏破坏等不良后果。在施工的过程中，必须要严格进行施工操作，先进行灌浆，然后浇筑防渗墙、帷幕灌浆的施工，这样能够更加清晰的掌握到岩石面的界限，并为后续的防渗墙提供更加精确的参数。此外两者之间的搭接长度要超过1m，同时灌浆在这种搭接段的重点接触部位，可以使用分段灌浆的方式处理，确保这些部位灌浆的质量，防止这些部位受到渗漏和冲击破坏。帷幕灌浆技术在实际应用的过程中，要充分考虑到现场的实际情况，并充分的勘测好现场的地质环境，确保地质环境能够满足项目施工的要求。地质环境决定了相关方案能否正常应用，所以必须要做好现场的勘察工作。

加固排水减压设施。水库中的排水减压主要包含有减压井、导流沟等，首先要加固减压井，可以控制井内出现淤塞，一些淤泥需要用水冲洗，并且不能破坏反滤层，防止失去效果。另外要防止小块石头落入，如果出现小石块，要及时的清理，并且做好保护井盖的工作。其次是加固导渗沟，根据设计方案的要求，明确不同层间的关系，避免导水沟出现淤积。在出现淤积的情况，要及时的清理和翻修。导流沟断面应当保证满足排除渗水的使用要求，如果不能满足要求的话要进一步扩大。导渗沟还应当有排水的纵坡，在遇到积水以后及时对其加固，防止渗透压力不够，反滤层出现失效。排水减压设施是整个防渗工程的重要组成，所以在施工中，要关注到排水减压设施的设置是否合理，能否真正的产生其应用价值。在工程施工结束后，也要及时的对其进行检查。

水平防渗铺盖。做好坝基工程、地基、水文地质情况的调查，这也是防渗与加固的基本条件。基于前期的勘察，了解到基础上不同土层的结构状况，砾石的分布状况以及规律，地下水渗透的途径等等，从而对不同的地方应用不同的方案，一些需要铺盖的地方，明确铺盖的范围、尺寸，以及下层是否要反滤层，是否存在软弱地基，另外还要加固涂料等工程。在进行水平铺盖加固的过程中，要做好详细的检查勘验资料，并覆盖冲击层，明确各个层级的配置，渗透的坡降以及系数等等。

4 水利工程中水库大坝防渗技术的应用

4.1 加强对于水库大坝的管理

首要确保水库大坝的管理具有充足资金保障。资金是影响工程项目的重要因素，如果资金不足，必然会影响到工程的施工进程，水库加固的周期较长，且需要不断的维护，这也就意味着对其投入必然需要持续的投入。为了确保工程的固有运行，一方面要依托政府的投入，另外还要建立起多渠道和多层次的投资体系，如加固地方水库，以地方财政为主导，国家在投入的过程中，适当的引入一些社会资源。大型水库的建设以及维护需要以政府为主导，只有这样才能够确保水库的大坝运行能够长期有效。另一方面，引入一些专业机构定期的检查水库，水库的管理以及运行，需要定期的对其进行检查，其存在的隐患具有很强的隐蔽性，如果缺少专业人士检查水库大坝，必然会导致水库出现潜在的危险，并最终酿成大祸。在日常的维护中能够及时发现问题，将不安全的因素提前消灭，这也就意味着需要专业化的机构定期检查水库大坝，并做好专题调研，快速找到其中的隐患，并提出解决的措施，对于水库大坝的安全性进行及时的鉴定。专业化的鉴定队伍，根据严格的制度和流程，寻找水库中的隐患，并合理的鉴别其中的问题，提出科学高效的建议。水库管理以及防渗加固的过程中，要积极的创新，将创新型的技术手段引入其中，通过技术的方式实现对水库渗漏问题的管理。

4.2 通过技术手段加强防渗处理

引入高压喷射灌浆技术，这种技术一般应用在沙砾层、沙土层以及粉土层的防渗中，喷射装置在钻孔中，通过高压水束的方式，冲击被灌的土地，并且将水泥浆液关入其中，根据设计的深度、结构、方向等形式，与地基结合起来，形成一定的凝结体，从而增强土层的承载能力与防渗能力。高压喷射灌浆能够避免压力灌浆过程中水泥浆流向范围无法控制的问题，另外施工的速度很快。但是这种施工的速度需要快速的检验和确定，对于施工团队质量的要求较高，在超过一定深度后，防渗体会出现分叉。

土工膜防渗技术。从坝基到坝面上铺设土工膜，周边不透水基础和端头要与其他防渗体连接紧密，从而形成系统性的全封闭体系。土工膜一般渗透系数很低，且具有造价低、变形能力强、施工便捷等特征。当前复合土工膜进行防水，一方面可以防渗，另外还能够排水，工程性能较为单一。但是土工膜其抗老化的能力较低，不如混凝土材料，所以在实际铺设的过程中，还需要防空水库，在一些水资源较为紧张的地区，需要合理的安排是否使用土工膜，复合土工膜如图1。

图1 复合土工膜

劈裂灌浆防渗技术。在水库防渗中的应用较为广泛，且具有施工经济性好，效率高，便捷等效果。在水库的防渗实践中，以水库的中轴线为依据，在灌浆孔洞中合理设置，从而能够更好的进行灌浆的压力控制。在这种工程施工中，使用灌浆防渗技术，可以建立更加完善的防渗体系。防渗体系具有系统性，所以在施工的过程中，要在坝体帷幕中设置合理的孔洞。根据水坝的位置不同，采取不同的施工方法，坝基与坝体帷幕灌浆，主要使用缝隙、漏洞灌浆加固的方法形成防渗结构。这种方法一般用于砌筑重力坝。坝体的上游固结灌浆，并填补缝隙和漏洞，加强坝体的强度，并提升坝体的防渗性能，并增强坝体的完整性以及承载力。水坝下游坝面存在漏水的地方，通过灌浆的方式，填补漏水的通道，以及坝体上的空洞、裂隙等，通过加固坝体，并增强坝面的抗冲刷能力以及稳定性。通过反向进行灌浆，能够对拱坝进行支撑。重力坝使用这种方法的时候，尽量保证坝前没有水。在坝面勾缝和剔缝以后，使用高标号以及防水标号的水泥浆勾缝，确保坝面防渗的能力，坝体的整体性、稳定性等，通过灌浆治漏的方法确保能够满足防渗漏的实际要求。

5 结语

水库大坝防渗技术作为水库建设实践中的重中之重，必须要引起水利工程行业的重视，不仅要排除隐患以及风险，另外一方面还要考虑到经济性。这也就意味着水库的所涉及部门要做好风险管理，建立起完善的监督管理机制，管理部门加强自身的学习与警惕，确保水库的安全运行。