内江市东兴区水利建设服务中心 四川内江 641100
摘要：对于水利工程项目而言，土石坝是在利用当地土石原料的基础上，对其做进一步的抛填与碾压堆筑等处理而成的。其优势主要体现在：结构简单、原料可就近获取、施工简便、造价低廉，对于施工建设区域的水文与地质条件等要求较低。而土石坝也有一个较大的缺陷，就是比较容易产生渗漏，一旦发生渗漏现象，如果不及时采取合理有效的处理措施，则会对人们的生命财产安全构成严重威胁。
关键词：水利工程；土石坝；防渗施工；技术
1土石坝渗透变形的成因
坝基的不透水层与截水槽未连通，地基的稳定性得不到有效保障，在坝基出现渗流现象以后，不加以处理就会导致坝基变形甚至溃坝。
没有正确认识所选取土石材料的力学性能，在土石坝建设过程中，在对储存水源部分进行设计时，没有科学合理地设置好浸润线，从而影响到了下游坝的安全性与稳定性。
在涵洞的施工过程中，存在所用浆液不均匀、混凝土比例错误等问题，从而导致周围黏土的密实程度不足，使得土石坝出现涵洞，并发生渗透变形问题。
没有采取合理有效的基础防渗措施，对土石坝建设标准不够严格，造成基础漏水现象频发，进而导致土石发生严重变形。
2土石坝防渗技术
2.1施工之前进行模拟实验确定最佳的混凝土
为了提高模袋砼护坡的表面饱和度，同时保证混凝土强度和流动性满足工程施工的要求，小组成员通过对混凝土塌落度进行多次试验比对，从骨料的选择、配比选择，对不同条件下的混凝土塌落度进行控制。根据以上统计表可以看出，当使用“20～22cm、一级配”“22～24cm、一级配”和“22～24cm、二级配”等配合比及塌落度的混凝土时，其流动性、强度及充填后模袋砼护坡表面饱和度等指标均满足要求。同时，为节约工程成本，小组经过经济比对，最终确定选用“22～24cm、二级配”的混凝土。
2.2混凝土防渗墙
混凝土防渗墙需要用到专门的造孔机械设备，在操作过程中，需要不断地在松散、透水的地基上造孔，以泥浆固壁，在泥浆下向孔内灌注混凝土，从而得到一整道直立且连续的防渗墙，以充分发挥拦截坝体与坝基渗漏的重要作用。就目前而言，该项技术不断趋于成熟，在砂层、淤泥层等多个领域都取得了一定的成果。混凝土防渗墙主要应用于地形复杂的基础防渗，同时在土石坝的坝身防渗等工作中也可以起到一定的作用，具备工艺先进化水平高、施工效率高、成墙效果直观、适应范围广、防渗效果显著以及节省成本等显著优势，在实际的施工过程中，需要对接缝质量等细节问题引起足够的重视。
2.3高压喷射灌浆防渗
高压喷射灌浆需要用到钻探机钻孔完成具体操作，首先需要按照设计要求将安装有特制合金喷嘴的注浆管下到预定位置，然后使用高压泵喷射浆液破坏原有土体，实现土粒与浆液的充分混合并得到固结体，固结之间体交互连接即可得到连续性的防渗帷幕，主要发挥拦截渗漏的防渗作用。现阶段，该项技术广泛应用于众多防渗工程施工中，尤其在软基加固方面取得了一定的成果，而很少应用于全风化花岗岩地层方面的防渗工程。高压喷射灌浆防渗主要适用于以下土质：砂土、淤泥、软弱黏性土和粒径不超过5cm的砂卵石等，在灌浆过程中，其深度始终低于50m，具备施工效率高、防渗效果好、不受水位影响、安全性与可靠性高以及造价成本低廉等显著优势。
2.4劈裂灌浆防渗
劈裂灌浆采取高压灌浆的处理方式，将浆液灌入土层以后，可以改变土层原本的性质，使土体发生剪切裂缝，浆液顺着所产生的裂缝，由强度低的地方向强度高的地方劈裂，顺利劈入的浆液固结形成防渗墙体，并与坝体紧密的连接在一起，起到有效的拦截渗漏的作用。劈裂灌浆防渗技术是一种新兴的土石坝防渗加固新技术，并逐渐得到推广与应用。该项技术主要适用于粉细砂与黏土层，对于这部分土体而言，颗粒浆材无法顺利顺入。该防渗施工技术的优点主要体现在原料易获取、施工简便、造价成本低廉以及防渗效果优良等方面。
2.5帷幕灌浆防渗
帷幕灌浆需要在特定的压力条件下，将浆液压入坝身或者坝基内部，以填充各部分土体之间存在的大量空隙，在对原有土层的结构与组成进行改造的基础上，依靠胶结作用得到连续的防渗帷幕。就目前而言，帷幕灌浆已经成为水利工程对地基进行防渗处理的重要手段，为水工建筑物的安全性与可靠性提供了重要保障。该项施工技术主要应用于局部透水性较强的岩基防渗，可以取得良好的防渗效果，且施工操作相对简单，无需投入较大成本。
2.6套井回填黏土防渗
在套井回填施工过程中，需要用到冲爪机进行造孔操作，将坝体渗漏的涂料取出以后，需要及时回填黏土，并将其夯实压平，得到具备防渗功能的黏土防渗墙。套井回填技术实现了对险堤险坝防渗处理，对于坝高较小的均质坝与宽心墙坝等相关类型而言，应用冲抓套井回填黏土防渗可以取得良好的防渗效果，具备施工设备要求低、施工便捷、材料来源广泛以及投资成本低等优点。
2.7土工膜防渗
土工膜防渗需要用到链条开槽机完成开槽操作，并在垂直方向铺设土工膜防渗，通常情况下，所用原材料多为所料类，尤其是聚氯乙烯膜（PVC）与聚乙烯膜（PE）的应用最为广泛。在施工过程中，需要将开槽宽度控制在0.17～0.3m的范围内，且开槽深度不能超过12m。相较于黏土、混凝土、钢材等传统材料而言，土工膜是重要的大坝防渗构件，有着广阔的发展前景。该项防渗技术主要应用于砂性土地基，具备高度的经济性、可靠性、便捷性与防水性，且适应变形的能力较强。
3土石坝防渗加固措施研究
防渗措施一直是土石坝除险加固工程中的重要内容，防渗措施主要分为水平防渗与垂直防渗。对于防渗措施的研究一般通过室内试验和数值模拟的方法进行，主要研究各种防渗措施的防渗效果和影响防渗效果的因素。基于渗透变形的扩展规律进行试验设计，通过室内砂槽试验与数值模拟分别对渗透变形的扩展过程进行研究并对比2种方法得到的结果，发现悬挂式防渗墙对渗流控制效果不明显但随着防渗墙深度增加对渗透变形的扩展有明显效果。通过实验和有限元方法分析表明，坝肩混凝土防渗墙的延伸长度与绕坝渗流特性的改善呈正相关性，但其长度超过一定值时，改善的效果将明显减小。采用保角变化的方法，推出无限深透水地基上土石坝垂直防渗墙深度和渗流量的关系，研究表明，在防渗墙位置一定的前提下，防渗墙深度越深，渗流量越小，呈现双曲线分布，达到一定深度时，渗流量变化越来越小，最后趋于一个恒定值。采用渗流有限元软件，结合工程实例，分析混凝土防渗墙的质量缺陷对大坝渗流控制的影响，研究表明，对于渗流控制防渗墙裂缝位置比裂缝宽度的影响大，防渗墙悬挂比防渗墙渗透系数的影响大。ABAQUS有限元分析软件，建立渗流与应力耦合模型分析防渗墙与坝体的相互作用，研究表明防渗墙体的应力主要由水平荷载提供，简单的忽略渗流和应力的耦合作用会使计算结果偏小，结果不安全。研究土工膜出现一处破损的情况下对坝体渗流场的影响及控制措施。
结论
综上所述，随着科学技术的不断发展和进步，在解决土石坝常规渗流技术问题上有了新的研究。通过采用多种防渗技术形式，在保证工程造价较低的前提下，优化土石坝防渗施工技术的应用，为进一步开发土石坝桥梁及其基础防渗加固技术提供了重要的动态支撑。
参考文献：
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