张昇明、张贵永
紫金矿业集团股份有限公司
摘要：引起混凝土坝体出现病险的问题有很多，其中最为突出的，是由于设计和施工质量出现问题而引起的坝体的渗透性过高而导致裂缝、溶蚀等问题。这些问题的出现，将严重影响混凝土大坝的强度与稳定性。因此，混凝土坝体病险进行防渗加固成为未来研究的重点水利课题。本文对灌浆技术、混凝土防渗墙以及表面柔性防渗体系三种防渗加固措施的方法进行分析。
关键词：水利；大坝工程；混凝土；防渗加固
1水利大坝工程混凝土防渗加固措施
1.1灌浆技术
灌浆技术是大坝出裂缝后的主要处理技术，灌浆技术的施工过程主要是利用灌浆机产生压力，将浆液灌入裂缝，达到提高大坝强度以及防渗能力的目的，具有重要的工程应有效益。在灌浆技术的分类过程中，灌浆可根据作用、材料、地层、压力进化分类，具体分类以及各类型适特点见表1。
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采用灌浆方法进行混凝土坝的防渗加固，其所需要的施工设备简单，施工工期较短且效果较为显著。同时灌浆施工过程中产生的噪声和振动小，加固深度可浅可深，易于整个施工的精准控制。
1.2混凝土防渗墙
在大坝混凝土防渗加固措施中，防渗墙及技术也是一项重要的组成部分，其技术的发明为欧洲国家所发明，该项技术较为复杂，同时结合了水井、石油钻井以及水下浇筑等多项技术，在技术水平上相对较高。随着防渗墙技术的不断进步，其成为了地基与土石工程重要的防渗措施。防渗墙的施工主要是在比较松散的地基上进行挖孔，从而形成孔槽，在形成的孔槽中浇筑混凝土或者其他的防渗材料，实现具有防渗功能的混凝土墙。
（1）泥浆固壁
建造混凝土防渗墙时，对于需要填土在所钻孔内部的孔壁内的泥浆需要采用到质量较好的粘土或者是膨润土，其目的是为了使得孔壁内部不容易脱落，保持原始的形状。这样一个完整的工序就被称为泥浆固壁。固壁的防水原理是在墙孔的建造期间内，槽内充满足够的泥浆并且泥浆的高度高于地下，这样一来就会产生一定的压力差。泥浆在压力差的作用下向两端的泥土中流去，最后孔中的缝隙被泥浆填满，水便无法从此处流通。水可以被流通的通道全部被锁死之后，槽壁上的泥浆就会形成一个渗透系数在10-6至10-7范围内不透水的较厚泥皮，在泥皮的支撑下，槽壁的抗水能力逐渐提高。
（2）保证防渗墙的强度
想要保证防渗墙有足够强的强度，务必要经过一番条件允许的结构运算。墙体的周围都是围土或者围岩，除了覆盖层以外在墙体的顶部以及大坝的上游和下游是围堰用的岩土，墙体的底部有基岩。这些围土、围岩的作用在于承载墙体以及墙体上方土堆的重量、上下游的水压以及地质灾害中地震的震力。防渗墙的结构不同其受力的状态可以主要分为两种形式：首先是高新强土石坝下覆盖层中的防渗墙，这样的防渗墙需要承载的压力来自于顶部心墙土体的巨大重量以及水压。其次就是，斜墙下的防渗墙以及石坝墙、施工围堰用的防渗墙，此时的水压力代替墙体顶部的土体的压中来承受压力。防渗墙能承载住多少压力主要还与其墙体所使用的材质有联系，如果使用的墙体材质弹性模量比围土的模量大时，墙体发生的沉降会与围土的沉降较大的差距，最终会使得墙体需要承受过大的压力。这样过大的压力容易使得墙体发生严重的过载，导致墙体变形、弯曲。
（3）塑性混凝土的防渗
塑性混凝土的防渗措施也是目前对大坝水利工程防渗工作较为有效的措施之一。之所以塑性混凝土防渗措施会产生，是由于需要针对解决刚性混凝土的防渗墙中存在的问题。塑性混凝土的主要元素有水泥、涂料、砂石、水以及各种外加剂组成的具备较强的抗渗能力、低弹模性质的新墙体材料。该新型的墙体材料主要有以下几个优点：第一，塑性混凝土能够大幅度的对其的变形模量进行改变。第二，与刚性的混凝土相比塑性混凝土在应变值上较大，其具有较强的防止断裂的优势。第三，使用塑性混凝土不需要购进过多的土量就能够完成建设，减少需要花费的资金。第四，使用年限在诸多不同类型的混凝土中最长，抗渗透能力好。第五，面对自然灾害时例如地震，塑性的混凝土墙体扛震能力更强。
1.3表面柔性防渗体系
大坝表面柔性防渗体系作为大坝防渗措施的一种，其主要是通过在不放空大坝水的前提之下，在坝的上游安放具有防渗作用的柔性防渗体，大坝通过安装这类防渗屏障，实现防渗的目的。从而增强坝体的稳定性。该方法在混凝土重力坝、拱坝以及土石坝等的新建和修复工程中得到了广泛的应用，表面柔性防渗体系的常用材料，如HEPE土工膜、高分子防水卷材、PVC塑膜等柔性防水材料等，具有极低的透水性，防渗效果十分显著。
伴随着材料科学与工程的发展以及施工技术水平的不断提高，柔性防渗材料在设计施工工艺上取得了飞速的进步。因此，表面柔性防渗技术对于混凝土坝的防渗加固将得到更广泛的应用。同样在应用过程中出现了一些问题，因此在该项技术的发展中，应加强关于柔性卷材的拼接、卷材破损的防护、水下施工作业等技术难点和壁垒的研究,攻破该项技术中的困难，以达到更好的效果。
2三种方法的比较
灌浆技术适用于新建设以及加固改造的混凝土重力坝、拱坝、碾压坝等各种类型混凝土坝。优点是：应用范围广,施工灵活,就地取材、节省投资,施工机械轻便,施工条件限制少。缺点是：很难从根本上解决混凝土坝体防渗问题,且施工工艺须严格控制。
混凝土防渗墙适用于修建年代较早期的老坝、病坝等渗漏严重且混凝土强度较低的坝，各种类型的土石坝的防渗改造等效果显著。优点是：防渗效果好,且对混凝土坝体强度和整体性有利,属于综合性病险坝修复措施。缺点是：造价相对较高,在施工方法和工艺上需进一步研究和改进。
表面柔性防渗体系在重力坝、拱坝、面板堆石坝土石坝等的修复工程，在中小型坝体及应急加固中应用广泛。优点是：投资相对较低,耗费较少。缺点是：要水下施工,且柔性防渗材料的破损和耐久性不易解决。
3结语
本文针对混凝土防渗加固问题，提出三种方法对混凝土大坝进行加固，提出在工程实际中，可根据特点选择合适的防渗加固措施，从而达到提高坝体强度与稳定性的目的。
参考文献
[1]水利大坝工程混凝土防渗加固措施分析[J].罗琦.科技经济导刊.2020(02)
[2]水利工程施工中堤坝防渗加固技术分析[J].卜祥禹,马建强.建筑技术开发.2020(15)