防渗工程论文范文1
1．1混凝土防渗墙的特点
(1)要根据水利工程的要求和施工具体地质条件对墙体的尺寸结构、墙体材料的力学性能和防渗漏性能进行合理的设计和控制;
(2)混凝土防渗墙在多种地质条件下都适用，包括松软的淤泥、漂石、砂卵石甚至岩层，但是施工难度不尽相同;
(3)用途十分广泛，不仅能够防渗，还可抵御水流的冲刷，或作挡土、承重结构，无论在小型基础水利工程还是大型的深基础工程中都可利用，也可作为临时或永久建筑物;
(4)比其他防渗措施的耐久性好，防渗效果良好;
(5)施工技术和工艺较为成熟，检测方法简便，能够为工程质量提供可靠保障;
(6)通常，要利用大型施工设备进行防渗墙建筑，施工环节较多，要求利用泥浆对槽孔进行护壁，施工场地所需面积大，工程成本较高，工期较长。
1．2混凝土防渗墙的施工特点和要求
在水利工程中应用混凝土防渗墙具有如下特点:需要搭建较多临时设施，除了孔口导墙和主要钻机轨道外，还需要构建供电、供水系统;此外，还需要建设造孔、供浆、清孔、混凝土运输、搅拌等辅助设施。其施工具有施工面广、工作量大的特点，所以要确保施工工序的良好衔接。混凝土防渗墙施工多为地下作业，容易产生安全和质量隐患，而且施工过程复杂，难度和风险较大。但是混凝土防渗墙施工的环境污染较小，几乎不产生噪音。在大型水利工程中应用时要保证墙体的厚度和深度具备一定弹性。混凝土防渗墙是连续墙体，属于隐蔽工程施工，其施工质量会对整个水利工程的施工进度造成直接影响，所以必须加强对混凝土防渗墙的施工工艺和技术的控制，严格按照施工要求和流程进行。
2混凝土防渗墙施工中出现的问题
在水利工程中，破坏堤防渗漏的问题较为普遍。统计资料显示渗漏破坏造成的险情数量高达险情总数的60%，管涌、涵闸漏洞等问题多由于渗透的损坏，对堤防造成极大危害。所以需要对堤基和堤身进行防渗加固处理。目前，常用的加固方法包括两种:第一，在建造堤基、堤身时提高其本身的密实程度，将堤身与结构体紧密结合，提高堤防的抗渗漏破坏能力，适当填塘固基或放缓堤防，消除堤基隐患;第二，降低浸润线，采取前堵、中间截、后排的方式，改变渗流出口比降。混凝土防渗墙属于中间截的加固手段，主要是通过建筑垂直封闭防渗墙，截断渗漏路径，能够对渗流破坏进行根治，由深层搅拌桩发展而来，是一种新型的水利工程截渗加固技术。利用搅拌机将松散土层与水泥砂浆进行搅拌，使其凝固形成混凝土桩，桩之间进行搭接则形成能够满足防渗功能的防渗墙。在堤基和堤身中，合理布局混凝土防渗墙，能够在高洪水位的情况下，有效降低防渗墙土层与洪水的水力联系，减少堤坡的出逸坡度，达到防渗的目的，消除了水利工程的渗漏险情。
3混凝土防渗墙在水利工程中的应用
3．1混凝土防渗墙的施工准备工作
在混凝土防渗墙施工之前，要预先做好一系列准备工作:收集并分析设计图纸、相关文件资料和技术要求及标准;制定施工细则和施工组织方案;做好施工现场准备工作，保证场地平整，水、电、道路畅通;确定防渗墙的中心线和准确的定位点、导墙沉陷监测点以及水准基点;修筑完成施工平台、导墙、混凝土系统、泥浆系统的辅助设施;对泥浆和墙体材料进行试验，确定混凝土配合比;补充进行地质勘查;如果防渗墙的中心线位置具有已探明或的大块孤石，在修建施工平台和导墙前要予以爆破或清除。
3．2混凝土防渗墙施工技术
混凝土防渗墙施工技术主要是为了改良软弱地基，增强水利工程地基的承载能力。该技术使用多头双动力深层搅拌机，带动多个钻杆，通过固定推杆推动钻杆的钻头，使钻头深入土层至设计深度，最后提升钻杆，保持钻杆处于搅拌状态直达孔口。
3．3泥浆护壁施工
混凝土防渗墙中的泥浆具有重要作用，能够避免槽壁塌陷，泥浆会渗透至地层，在槽壁表面产生泥皮，从而抵抗地层的水土压力，避免地下水渗入孔槽;同时能够避免孔槽中的泥浆漏失，保证施工进度，在护壁施工完成后，泥浆渗入带、泥皮和防渗墙能够同时实现防渗漏效果。从大坝基体的黏土墙中挖掘出来的黏土，由于包含水泥结块或其他杂质，所以并不能确保制浆的数量和质量。在制浆过程中，首先需要进行化学成分分析、物理试验和矿物鉴定。如果施工场所位于漏失地层、砂砾石层或松散土层等透水性能良好的地区，应该选取那些相对密度较大、黏度较高的泥浆，有利于增加阻力、保证槽孔稳定、避免漏失。此外，在进行护壁施工时，要先排除泥浆所含细砂颗粒，并根据实际施工情况添加适量处理剂，例如加重剂、增黏剂或防漏剂等，确保孔壁稳固，并做好泥浆堵漏的准备工作。
3．4浇筑墙体混凝土
浇筑混凝土前要先确定浇筑施工方案。对槽段清底实施换浆时，在验收达标后需要立即使用直升导管的方法浇筑墙体混凝土，导管直径在200～250mm范围内。混凝土防渗墙中的槽长度控制在6m～8m之间，如果槽段长6m，则要布置两根直径为250mm的导管，采用胶圈密封接头，并用钢丝绳键槽将其连接。同时，要在每个导管顶部安装漏斗，便于混凝土经过混凝土输送泵直接被送至漏斗;浇筑混凝土前，要在导管中放入悬浮隔离球或其他隔离物质;先缓慢注入少量泥浆，然后注入足量混凝土将隔离球挤出并掩埋导管底部;浇筑混凝土的过程中，严格控制导管埋入深度在2m～5m;确保混凝土匀速上升，其上升速度为2m/h，严格控制高差不应大于500mm;每30min测量一次孔槽中的混凝土深度，每隔2h对导管内混凝土深度进行测量，及时填绘浇筑墙体混凝土指示图，以便核对浇筑方量;浇筑砂砾石层后，要严格核算其加密测量，有助于塑性混凝土对普通混凝土的替换。
4总结
防渗工程论文范文2
1.1灌浆法在水利工程上的应用
1.1.1高压喷射灌浆法高压喷射灌浆的方法，是一种使用高压水或浆液而形成高速喷射流束，可以对土地进行切割与破碎，之后在其中填充水泥基质，从而能够形成板桩凝结体，从而实现提升地基的承载力或防渗能力的一种技术。高压喷射灌浆的种类有很多种，有单管、双管、多管等方式。单管法主要是利用单一的管路喷射水泥基质泥浆，多管法是用两列喷射管喷射水泥基质、水和压缩空气等介质。多管法是通过使用真空泵多管抽出高压水冲切的土石泥浆和砂浆材料填充，多管法是一种全置换方法。灌浆之前要准备好高压喷射灌浆所需要的施工工具，比如高压泵、注浆管、流量计、空气压缩机等，还要准备好施工的原料，高压喷射浆的原材料是纯水泥，水泥的强度最少要是32.5的新鲜没有结块的普通水泥。施工之前先做好场地的平整工作，准备好钻机和排水沟的开挖。钻孔定位之后用特种钻杆在设计的孔位利用原浆固壁到设计高程，设计的孔位和实施孔位之间的偏差要小于5cm。然后在地面进水、气式喷之后下管到设计的深度，调试喷射轴线方向呈现折线型。高压喷射灌浆之前的准备主要是确保水泥浆能够充分的搅拌与控制好浆液的水灰比和比重。高压喷射灌浆要按照施工的技术规范来严格操作，严格按照施工技术的要求参数来控制灌浆的质量。在高压喷射灌浆结束之后必须拔出套管。喷射结束后，水泥浆由于固结收缩，会出现孔口的下沉，对于喷孔要进行静压灌浆，直至浆面不再下沉。高压喷射灌浆要特别注意的问题：第一就是在高压喷射灌浆作业开始之前，要选择好地质条件比较有代表性的段区进行试验，按照室内的试验已经选好的配合比做高压喷射注浆的试验，已经选定的布孔方式、排距、孔距与孔深以及喷射的流量、压力、旋转的速度与提升速度等工艺参数。第二就是在钻孔的过程中，喷射灌浆之前在漏水量的地段先回填及配的砾石、粘土和砂，该地层的大孔减少之后，当灌浆和注浆稳定性价格也之后再进行喷射。第三是喷射中断，喷射的过程中因为一些原因中断，中断的时间若是超过半个小时，要准确的记录下中断的位置，复喷的时候，浆喷杆下中断的地方以下30cm到50cm复喷塔接，如果喷杆没有下到位，一定要采取扫孔，再做喷射措施。喷射的过程中，发现喷嘴出现被堵的现象，要立刻取出喷具进行通畅处理，待喷具通畅后将喷具插入已喷的断内30cm到50cm以上重新进行喷射。第四，遇浆耗量大，孔口不返浆或者返浆的浓度比较低的孔，可以先进行静喷以及加浓喷射浆液，直到孔口返浆达到正常才开始摆动与提升喷具。或者进行上下反复喷射，或者在浆液中加入适量的速凝剂，缩短固结的时间，使浆液在一定的地层范围之内凝结，同时还要增大注浆量直到达到正常为止。1.1.2土坝坝体劈裂灌浆土坝坝体劈裂式灌浆，就是要对坝体分布规律进行充分的利用，采用灌浆具有的压力将坝体顺延坝轴线方向进行劈裂，与此同时，还要灌注一定泥浆形成连续不断而铅直的防渗泥墙，采用封堵裂缝与漏洞，或选择切断软弱层来提高坝体自身防渗能力，在劣等的区域，要布置固结灌浆的的孔群对裂缝进行具有针对性的局部灌浆措施，对因为较差的施工质量而造成坝体的上下游之间贯穿的横缝，通常都会采取全线劈裂灌浆的措施。1.1.3控制性灌浆控制性灌浆是近些年来才刚刚出现的属于改进之后的灌浆技术，也是调整优化之后的传统灌浆的工艺，这种方法就是通过控制浆液的流量以及压力，在可以保证质量的前提下，有效把灌浆控制在合理范围，实现时间与投资的节约。1.1.4卵砾石层防渗帷幕灌浆卵砾石层防渗帷幕灌浆基本是采用在粘土里面添加少许水泥的方法，形成混合浆液实施灌注，与在岩石中实行灌浆不一样。采用卵砾石层灌浆，不能形成自立钻孔，因此，通常会采用打管灌浆和套阀式灌浆、循环钻灌阀跟管灌浆等措施。由于地质条件具有很大的制约作用，不能有效控制浆液填充的大小范围，为了实现比较高的防渗漏标准，通常会使灌浆孔在三排以上。伴随着日益发展与成熟的防渗墙技术，目前情况下，在施工中很少再采用这种方法，只是当作一种勘探中的有效补充的手段，还很好的兼顾了防渗的处理方法，对产生渗漏的地点采取针对性的方法，能够通过少量的灌浆来让灌浆问题更加准确恰当的解决。
1.2防渗墙在水利工程中的应用
1.2.1锯槽成墙法锯槽机刀杆才先导孔里面以特定倾斜的角度进行上下来回往复切割运动与向前的切割运动，切割速度根据地层的情况而决定，被切割的土体由排渣系统以循环的方式排出槽外面，墙壁用泥浆及时进行保护。之后实施塑性混凝土浇筑，形成20cm和30cm宽度的防渗墙体。而锯槽机的组成比较复杂，有刀杆和支架外压系统、动力和传动系统、排渣系统、行走底盘、电气控制和其中设施系统六大系统组成。传动方式分为机械传动和液压传动。锯槽成墙法能够连续成槽，具有很高的效率和很好的质量，形成的墙体能够连续并且比较深，而且有固化灰浆与自凝灰浆两种灌浆的方式可以满足不同的防渗需要。1.2.2链斗法成墙工艺链斗式开槽机的工作方式，就是在排桩上的旋转链斗在取土的同时还能够把斜放的排桩向下放到成墙具有的深度位置，开槽机前进中开挖的沟槽，要用泥浆进行护壁处理，和采用锯槽法中混凝土的浇筑方式很相近。1.2.3射水法成墙射水法的成墙设备，主要是由混凝土搅拌机、造孔机和浇注机这三个部分组合而成，充分利用造空机成型器上的喷嘴，对土层用射出的高速水流进行切割，成型器的上下运动切割修整孔壁，采取泥浆护壁的措施来使出渣进行循环，在槽孔完成后，进行水下混凝土或塑性混凝土的浇筑，使之形成薄壁的防渗墙。运用射水法成墙法的施工工艺，社会经济的效益比较好，也是目前水利工程中被广泛使用的一种防渗漏的技术。1.2.4多头深层搅拌水泥成墙搅拌桩机通常采用的是多头式的钻进方法，向土体中喷入一定的水泥浆并切实行搅拌，使土体与水泥浆液可以充分的混合，固结为一组坚硬的水泥土桩，并且桩和桩之间相互连接，从而形成一堵水泥防渗墙。多头深层搅拌水泥土成墙具有操作上比较简便，没有泥浆的污染，而且造价比较低，对于粘土和淤泥，直径小于5厘米的沙砾与沙土特别适用。现在水利工程中最大的防渗墙的深度是20m，经过实践证明，这样的防渗墙的效果非常好，质量上也比较有保证，经济效益也比较好，有很多优势。1.2.5薄型抓斗成墙用薄型抓斗实施挖土的时候，采用开槽泥浆进行护壁处理，防渗墙通常是塑性混凝土浇筑的方法或使用自凝灰浆形成薄壁，成墙的深度最大可以达到40m。塑模具有良好的防水性能，防渗的效果上比其他的防渗措施要有明显优势，此外，它整体的性能比较好，有较强适应变形的能力，并且价格也比较低廉，施工中操作也比较方面，在水利工程中是一种新型的防渗技术材料。
2结语
防渗工程论文范文3
1.1应用防渗墙技术
1.1.1薄型抓斗薄型抓斗的技术主要是应用在小型的挖掘机构成坑体之后，浇筑混凝土，之后便形成了方身前。这种技术需要使用挖掘机对布标区域畸形挖掘，而挖掘机的宽度最好是30cm。挖掘机在作业时，能对着土壁持续喷发泥浆，从而构成了保护土壁。而利用薄型抓斗技术制成的防渗墙最大限度为40m。现在薄型抓斗技术已经被广泛应用在地质砂土含量高的区域。
1.1.2锯槽法锯槽法技术的操作方法是，先找到先导位，这是关键所在。然后将锯槽机的刀杆的角度设置正确，将刀杆深入到先导孔之中，之后再利用锯槽机将土地分割。一般在锯槽机运行的过程中，运行速度是由水利建筑工程所在地的地质决定的，要根据实际的土层和岩石的结构来决定锯槽机的速率。锯槽机能够向槽外不断地输送分割下来的土，还能将泥浆喷射在土上，由此就形成了一个泥浆护壁。在形成的泥浆护壁满足了工程的条件之后，就可以进行混凝土的浇灌了。浇灌混凝土的厚度一般大约在25cm左右。
1.1.3多头深层搅拌法多头深层搅拌法主要的优势是价格低廉，污染环境的幅度小，所以现在的水利建筑工程中，多头深层搅拌法的应用最为广泛。多头深层搅拌法能够有效地应用在各种地形地质中，而且防渗漏的效果也比较理想。这个技术使用的方法是先由多头深层型搅拌机构建水泥土桩，之后再在水泥土桩之间构造水泥防渗墙。由于多头深层型搅拌机能够一次性地进行多个钻土成桩，与此同时还能进行不间断地培江和搅拌，所以这种技术的造价一般都比较低廉。而形成的防渗墙的厚度也比较厚，最厚能够达到23m。这样就更加能够防止水利建筑工程的渗漏现象。
1.2应用灌浆技术
1.2.1高压喷射技术在灌浆技术中，其中之一就是高压喷射技术。高压喷射技术必须要使用专业的钻机来钻孔，才能达到工程要求的深度。达到工程要求的深度之后还要利用高压的泥浆泵钻杆来喷射泥浆。这样的技术可以使凝结体更加强化，并改善土层的构成部分。而且高压喷射技术的优势是不但价格低廉，设备简单，工作的效率也很高，可以有效地加快水利建筑工程的建设速度。而这种技术的劣势在于，操作起来较为复杂，使用起来有一定的难度。
1.2.2坝体劈裂灌浆这个技术是利用坝体自身的规律来承受灌浆的压力，让坝体有规律性地沿着坝轴线开裂，之后再将定量的泥浆灌注到坝体的裂缝之中，形成防渗墙，这样就能够有效地阻挡坝体的裂缝，将坝体的漏洞及时补充，进而能够有效地控制渗漏的系数，并避免坝体破损等损害工程质量的现象出现。
2.结论
防渗工程论文范文4
1.1防渗墙技术的特点
1)耐久性好使用防渗墙技术铸造的水利工程，在技术水平达标的情况下，使用寿命和耐久性都略有提升。
2)渗透系数小防渗墙技术中水的渗透系数明显减小。
3)墙体厚度较小通过防渗墙技术可以有效控制混凝土防渗墙的厚度，使其在条件允许的情况下，尽可能的做到最经济。
4)单位面积造价低与其他技术相比，使用防渗墙技术在成本造价上更加实惠。
1.2防渗墙技术的工艺
1.1.1冲击成槽法
1.1.1.1步骤冲击成槽法的步骤:
1)造孔。用冲击钻在坝上造孔。
2)填入混凝土。将混凝土填入造好的孔内。
3)连槽段。将坝上的孔连接起来，并注入混凝土。
4)注水成墙。将混凝土中注入水，使其成为一段墙。
5)同样的方法铸造另一段混凝土墙，连接起来成为一段连续的混凝土防渗墙。
1.1.1.2特点冲击成槽法适应范围广泛，对各种地层均可用，而且此法中的设备设施简单、安全，具有较高的质量水平。但是，此种方法因为程序琐碎，所以需要很长时间，施工效率不高。
1.1.2抓斗成槽法
1.1.1.1步骤抓斗成槽法的步骤:
1)挖槽段:用液压抓斗机挖出符合实际长、宽、高需求的槽段。
2)注入混凝土:先在挖好的槽段内注入适量的泥浆，之后浇水，使其形成混凝土墙段，以确保其稳定性。
3)同样的方法铸造另一段混凝土墙，连接起来成为一段连续的混凝土防渗墙。
1.1.1.2特点抓斗成槽法在水利工程中使用不仅速度快，而且效率高，多在土层、砂层较多的层面使用，不宜用在岩层较多的地方。
1.1.3锯槽法
1.1.2.1步骤锯槽法成墙步骤:
1)开槽:利用槽机进行开槽并使用正/反循环排除槽内杂质。
2)注入混凝土:在锯好的槽内注入泥浆加水形成混凝土墙段，使其稳定。
1.1.2.2特点锯槽法防渗墙技术由于使用槽机作业，因此能够不间歇的进行，能够建成连续的槽段，不仅建设速度快，同时工程质量也较高。
1.1.4射水法
1.1.4.1步骤射水法成墙步骤:
1)开槽:利用造孔机、搅拌机、浇注机进行开槽，利用造孔机喷射出的超高速水柱进行切割，
2)注入混凝土:注入泥浆以使其稳定，最后注入混凝土。
1.1.4.2特点射水法防渗墙技术由于使用造孔机、搅拌机、浇注机作业，因此工程效率明显提高，此种技术适用于沙土较多的地层。
1.1.5链斗法
1.1.5.1步骤链斗法成墙步骤:利用开槽机进行取土，通过槽机带动插入沟槽的排桩进行挖槽，注入泥浆以使其稳定，最后注入混凝土。
1.1.5.2特点链斗法防渗墙技术所开槽常在40cm宽度左右。
1.1.6多头深层搅拌法
1.1.6.1步骤多头深层搅拌法成墙步骤:多头深层的搅拌法防渗技术是通过搅拌桩机从不同位置钻入坝上，并且将坝上的孔中注入水泥浆，使水泥浆与土形成水泥浆土桩，形成防渗墙。
1.1.6.2特点多头深层的搅拌法防渗技术主要适用于黏土地层，这种防渗墙技术不仅建筑成本低，而且操作简便，它制造出的防渗墙防渗性能较高。
1.1.7塑性混凝土
1.1.7.1步骤塑性混凝土技术的步骤使用抓斗与冲击钻来对槽段进行划分，不能将槽段划分的过长，也不能过短，划分在合理的位置，以提高它的坚固性，划分完槽段后注入混凝土，并且使用直升导法对水下面的混凝土进行浇灌，确保钻具能够得到冷却和。
1.1.7.2特点塑性混凝土技术的特点是工程建设材料中较好的一种材料是膨润土，此种方法中使用膨润土替代水泥，提高了工程防渗性、使用性能和工程质量，使工程整体使用寿命加长。
1.1.8振动成墙
1.1.8.1步骤将设计好的模具，通过振动的形式将其沉入土层中，到达指定深度时停止，拔出后形成所需的槽孔，在槽孔内注入泥浆，形成防渗墙。
1.1.8.2特点振动城墙防渗墙技术是在水利工程建设中使用相当广泛的一种技术。此方法受外界因素影响较小，因此具有很高的防渗持久性。
2灌浆防渗漏技术
灌浆防渗漏技术是当前使用较为普遍的一种防渗漏技术，它不仅适用范围广，而且技术先进，能够大幅度缩短工程完工周期，对一些质量要求较高，施工技术要求高的工程也能够适用。灌浆防渗漏技术对灌浆的要求比较严格，浆材应当是无毒无害的，不会对人以及环境造成伤害;应当在使用的环境下稳定可靠，不易发生变化;需要有良好的流动性，能够在灌入孔内后固化。
2.1高压喷射的灌浆防渗漏技术
2.1.1高压喷射灌浆防渗漏方法和特点高压喷射灌浆防渗漏技术采用高压水柱使浆液压力增强，破坏地层结构，使水泥浆与地层中的土沙颗粒结合，形成坚实固体，实现防渗漏功能，同时也提高了地基的承载能力。
2.1.2高压喷射灌浆防渗漏的优点高压喷射灌浆防渗漏技术与防渗墙技术相比，可灌性提高，在工程耗费成本上更加节省，使用设施设备简便、灵活，操作容易，工程施工周期短、连接可靠，能够满足不同层次的需求。
2.1.1.1工程可控性较好高压喷射灌浆防渗漏技术在进行钻孔注浆的时候更具有可控性，通过电脑控制，能够更加准确的掌握钻孔位置及深度，通过易操作的设备，按照预定标准进行开孔，提高工程可控性。同时，高压喷射灌浆防渗漏技术使用高压射流原理，对缝隙较大的地层，使用优选的材料进行填充，提高了防渗漏质量。
2.1.1.2运用范围扩大、连接更加可靠高压喷射灌浆防渗漏技术根据不同的地层结构有不同的解决策略，可以用在工程的前、中、后三个时期，提高了防渗漏技术的运用范围。通过高压喷射灌浆防渗漏技术铸造的板墙，具有更好的防渗性和可靠性，在与其他工程设备进行连接时，稳固性也有所提升。
2.1.3高压喷射灌浆防渗漏中的质量控制防渗墙的垂直度是在高压喷射灌浆防渗漏技术中需要格外重视的一个问题，对于出现的问题需要及时整改;高压喷射灌浆防渗漏技术中需要重视对水泥的质和量的要求，用最小的投入获得最大的收益;工作人员应当做好施工过程中的记录工作，做到有据可查。
2.2坝体劈裂灌浆技术坝体劈裂灌浆技术是根据坝体的物理力学规律，用泥浆的压力将坝体劈裂，并在裂缝处注入泥浆使其与原来的坝体结合，形成具有防渗功能坝体的一种技术。此技术需要在进行劈裂灌浆时注意坝体的实际情况，施工质量较好的情况下可以只在劈裂处灌浆，若质量较差，则需要全线灌浆，这样不仅能使坝体的防渗性提高，而且有节省了成本，提高了资金使用效率。
2.3帷幕灌浆技术利用灌浆技术在坝上的砂石地基中建造具有防渗性的基础帷幕的工艺就叫做帷幕灌浆防渗漏技术。此种技术中帷幕的底端深入水岩石中，顶端与坝体或者混凝土闸板连接，从而能够有效减少地基中水分的渗入，同时排水系统与基础帷幕共同作用能够减小水流对坝体的冲击。
3结语
防渗工程论文范文5
关键词: 防渗墙; 渗流; 土石坝
Abstract: This paper take Wu homeland reservoir dam as an example, through the finite element analysis method, analyzes the concrete cutoff wall quality defect and its control effect on dam seepage flow. From the results of the analysis can see, impervious wall normal so impervious to meet security requirements engineering; but if the cutoff wall defects, then the various parts of the dam body seepage gradient will have a great impact on. The cutoff wall crack location of this factor than the width of crack of seepage control of greater impact, and cutoff wall hanging wall permeability coefficient than on seepage control of greater impact.
Key words: impervious wall of earth-rock dam; seepage
中图分类号： TV641 文献标识码：A 文章编码：
混凝土防渗墙防渗效果较为可靠, 目前在国内水利工程中应用比较广泛, 国内外学者对其各方面进行了大量研究,主要为防渗墙的施工设计与应用、防渗墙的渗透特性研究、低弹模混凝土防渗墙材料的研制等进行了大量研究。但是, 由于施工质量的原因, 混凝土防渗墙 有可能出现裂缝、墙体渗透系数超过设计指标以及墙体悬挂等问题。关于这些不利情况对大坝渗流控制的影响的研究, 目前尚不多见。[ 王薇.土石坝安全风险分析方法研究[D].天津大学博士学位论文,2012.]
本文利用吴家园水库大坝的水文地质工程地质参数, 对采用混凝土防渗墙加固的大坝典型断面进行了渗流有限元计算, 模拟分析了当防渗墙的裂缝在不同位置、不同裂缝开度时, 或者当墙体渗透系数增大、墙体悬挂时, 大坝渗流状态的变化情况。
1 工程概况
吴家园水库位于浙江省苍南县藻溪镇, 是一座以防洪、供水为主, 兼顾灌溉、发电综合利用的中型水库。大坝为黏土心墙土石坝, 外部为砂砾坝壳, 上游设有黏土铺盖。坝顶高程为49. 60 m, 最大坝高 32. 49 m, 坝顶长 232. 6 m, 坝顶宽 6. 0 m。坝基从上到下依次为砾砂层( 最厚 34 m)、弱风化流纹斑岩。工程始建于 1958 年底, 大坝运行 40 多年, 大坝防渗体系存在的缺陷有: 基础处理不彻底, 齿槽与坝基接触面渗透稳定性存在隐患; 坝体填筑质量差, 心墙渗透系数偏大, 心墙后反滤层不合格, 坝体渗流量较大。2007 年安全鉴定为“三类坝”, 随后进行除险加固设计。除险加固后水库死水位23. 37 m, 正常蓄水位为 44. 50 m, 设计洪水位 46. 611 m, 校核洪水位为48. 24 m, 总库容为2 164 万立方米。大坝防渗加固采用了低弹模混凝土防渗墙, 弹性模量 E28≤5000 M P a, 渗透允许比降≥50, 渗透系数 K ≤1×10- 7cm/ s。防渗墙穿透心墙和坝基砂砾石层, 嵌入坝基弱风化岩体内 1. 0 m, 防渗墙最大墙深 67. 0 m, 墙体厚度 0. 80 m。[ 富海文,吴家园水库拦河坝防渗墙施工技术[J].中国水利,2010,11(:5)51一63.]
2 有限元模型
2. 1 模型建立
大坝渗流计算采用的有限元程序是河海大学开发的水工结构分析系统软件 Autobank V7.0。大坝坝顶高程 49. 60 m, 上游水位 46. 61 m, 下游水位 18. 60 m, 防渗墙嵌入基岩 1. 0 m。模型上游取至距坝轴线 237 m, 下游取至距坝轴线 130 m 坝基取至弱风化基岩面以下 30 m( 高程为- 50 m) 。有限元单元网格剖分采用三角单元, 铺盖、齿槽、防渗墙部位加密。厚度为0. 8 m的防渗墙分为4排单元。裂缝处加密。[ 王天星,混凝土防渗墙在土石坝防渗加固中的应用研究[D].合肥工业大学硕士学位论文,2010.09—2010]
2. 2 完好防渗墙情况下的渗流状态
经计算, 完好防渗墙情况下, 等势线集中于防渗墙内, 防渗墙内的渗透坡降大。黏土铺盖与坝基接触面的渗透坡降、齿槽与坝基接触面渗透坡降分别为1.04、0.39, 小于允许接触渗透坡降1. 25~ 2. 5; 混凝土防渗墙的渗透坡降为31. 4, 小于防渗墙的允许坡降50; 计算断面单宽渗流量为 1. 24×10- 5m/ ( s·m) , 相比类似工程, 渗流量较小。加固后大坝渗流状况安全。
3 防渗墙质量缺陷对渗流的影响
3. 1 防渗墙出现裂缝的情况
当防渗墙在高程 5. 465 m 处出现宽度 0. 1 m 的裂缝时, 裂缝处于渗透系数相对较小的坝基下层砂砾石内, 渗流场发生变化。在裂缝出口处流线形状急剧变化, 坝体内的流线也发生明显变化, 黏土铺盖与坝基接触面的渗透坡降、齿槽与坝基接触面渗透坡降有所增大,分别为 2. 05、0. 889, 与防渗墙完好情况相比, 分别增大97.1% 、127. 9% ;混凝土防渗墙的渗透坡降为 27. 8, 减小11. 5% ; 计算断面单宽渗流量为 3. 95×10-5m/ ( s·m) , 增大 218. 5% , 渗流量显著增大。
为了研究裂缝宽度的影响, 将裂缝宽度减小为 0. 01 m,进行有限元计算, 黏土铺盖与坝基接触面的渗透坡降、齿槽与坝基接触面渗透坡降有所减小, 分别为1.62、0. 690,与裂缝宽度0. 1 m情况相比, 分别减小21.0% 、22. 4% ; 混凝土防渗墙的渗透坡降为 29. 0, 减小 4.3% ; 计算断面单宽渗流量为 3. 64 ×10- 5m/ ( s·m) , 减小7. 8% 。
为了研究裂缝位置的影响, 假定防渗墙在高程 9. 09 m出现裂缝, 裂缝宽度 0. 1 m, 处于渗透系数相对较大的坝基上层砂砾石内, 对这种情况进行计算, 黏土铺盖与坝基接触面的渗透坡降、齿槽与坝基接触面渗透坡降显著增大, 分别为 7. 29、3. 82, 与裂缝出现在高程 5. 465 m 情况相比, 分别增大 255.6% 、329. 7% ; 混凝土防渗墙的渗透坡降为 17. 0, 减小 38. 8% ; 计算断面单宽渗流量为 8. 58×10- 5m/ ( s·m) , 增大 117. 2% 。
为进一步分析防渗墙开裂宽度对渗流的影响, 假定防渗墙出现严重质量问题, 漏浇 2 m 的高度, 漏浇在高程 9. 09 m,黏土铺盖与坝基接触面的渗透坡降、齿槽与坝基接触面渗透坡降、混凝土防渗墙的渗透坡降分别为 7.60、4. 00、16. 7, 计算断面单宽渗流量为 8. 96×10- 5m/ ( s·m) 。渗透坡降、渗流量与裂缝宽度 0. 1 m 相比, 变化均不大。
3. 2 防渗墙墙体渗透系数增大的情况
假定防渗墙渗透系数增大 10 倍, 透水性增强, 防渗性能减弱。黏土铺盖与坝基接触面的渗透坡降、齿槽与坝基接触面渗透坡降明显增大, 分别为 1. 73、0. 73, 与防渗墙完好情况相比, 分别增大 66. 3% 、87. 2% ; 混凝土防渗墙的渗透坡降为 28. 9, 减小 810% ; 计算断面单宽渗流量为2. 30×10－5m/ ( s·m ) , 增大 85. 5% 。与防渗墙在 9. 09 高程出现裂缝相比, 防渗墙虽渗透性增大, 但与坝基砂砾石相比, 渗透系数小了很多, 隔断了坝基透水性较强的砂砾石层。因而其影响比在透水性强的位置出现裂缝要小。[ 姜海波.土石坝坝体、坝基和水库库区土工膜防渗体力学特性及渗透系数研究[D].新疆农业大学博士学位论文,2011.]
3. 3 防渗墙悬挂的情况
除了以上情况, 再考虑防渗墙悬挂对渗流的影响。假定防渗墙只施工至高程 5. 465 m, 而不进入弱风化基岩。黏土铺盖与坝基接触面的渗透坡降、齿槽与坝基接触面渗透坡降显著增大, 分别为5.22、2. 37, 与防渗墙完好情况相比, 分别增大401. 9% 、507.7% ; 混凝土防渗墙的渗透坡降为 18. 1, 减小 42. 4% ; 计算断面单宽渗流量为 7. 32×10- 5m/ ( s·m) , 增大 490 3% 。
防渗墙下游侧的砂砾石坝基内的水头明显增大。上游铺盖和齿槽承担的水头损失增大。
4 结论
本文初步分析了混凝土防渗墙质量缺陷对大坝渗流控制的影响, 得出以下主要结论。
防渗墙出现裂缝的位置越高, 离心墙底部越近, 土层的透水性越大, 出现裂缝对各部位的渗透坡降不利影响越大。因而保证防渗墙在透水性大的砂砾石层内的施工质量尤为重要。防渗墙裂缝出现的位置比裂缝宽度对渗流控制的影响更大。防渗墙的完整性比防渗墙渗透系数大小对渗流控制的影响要大。
本文的工作还需进一步深入, 如对裂缝内的渗透系数是初步假定的, 实际上, 土体发生渗透破坏过程中, 随着土体颗粒的移动, 土体不同部位的渗透系数会不断演化。
参考文献：
[1]王薇.土石坝安全风险分析方法研究[D].天津大学博士学位论文,2012.
[2]姜海波.土石坝坝体、坝基和水库库区土工膜防渗体力学特性及渗透系数研究[D].新疆农业大学博士学位论文,2011.
防渗工程论文范文6
关键词：水工建筑；防渗透技术；高压喷射；截渗墙技术
若以功能对水工建筑进行分类，可分为通用性水工建筑以及专门性水工建筑两类。其中通用性水工建筑主要是指挡水建筑物（如堤坝）、泄水建筑物（如溢洪道）、进水建筑物（如进水闸）、输水建筑物（如渠道）、河道整治建筑物（如护岸）；专门性水工建筑是指水力发电专用建筑（如水电厂房）、灌溉供水专用建筑（如沉砂池）、港口专用建筑（如码头）、过坝专用建筑（如升船机）。上述两类水工建筑都属于永久性水工建筑，另外还有一些临时性水工建筑，如围堰、导流隧道等。总而言之，不论是何种水工建筑，都必须要做好防渗透措施，以保证水工建筑的稳定性，充分发挥其功能。在当今时代，如何才能做好水工建筑的防渗透施工，如何才能完善水工建筑中防渗透技术的不足，这是当前众多水利工程建设企业必须要高度重视的问题，也是本文研究的重点。
1 水工建筑防渗透的重要性
对于水工建筑防渗透的重要性，可从水工建筑的特点出发进行阐述。（1）水工建筑作为水利工程的主要组成部分，其选址、建筑物造型以及建筑施工都会受到当地地形、气候、地质、水文等众多因素的影响，而且水利工程选址的地区往往地质条件极其复杂，这就增加了水工建筑的难度。如果在水工建筑施工中不重视防渗透措施，就极有可能导致水工建筑出现一系列质量弊病，使其功能不能得到有效的发挥；（2）水工建筑物要承受极强的水压力，因渗流而产生的渗透压力对水工建筑的稳定性以及强度会造成极大的影响。如果水工建筑的防渗透措施不到位，就会导致水工建筑失稳，威胁到水利工程的安全；（3）水工建筑是水利工程建设中投资巨大的施工项目，如果因为在水工建筑施工中不注意防渗透措施而导致水工建筑出现任何质量问题，都会引起极大的经济损失，造成资源严重浪费。（4）如果在水利工程建设中，不重视水工建筑的防渗透处理，尤其是挡水建筑物，就可能导致其发生倒塌，给河流下游居民带去严重的生命和财产损失。从上述几点分析可知，水利工程建设企业必须要高度重视对水工建筑的防渗透处理，保证水工建筑物的稳定性。
2 水工建筑中几种常用的防渗透技术
2.1 一般灌浆技术
一般灌浆技术主要包括四个方面的内容，即坝基和坝体帷幕灌浆、坝上游面固结灌浆、坝下游面追踪固结灌浆。水工建筑的不同部分对防渗透技术的要求也不一样，因此在具体的施工过程中必须要根据实际情况而定，不得笼而统之，以偏概全。关于一般灌浆技术的施工有以下几点要求：
（1）准备工作：放空水库或是将水库水位降至需要灌浆的部位之下，然后再执行施工，且必须要做好与灌浆工作相关的各项记录。
（2）清洗灌浆孔和裂缝：在灌浆工作开始之前，必须采取风水联合冲洗法对孔底和孔壁、缝隙进行全面的冲洗。在冲洗的过程，水压力不大于本段灌浆压力的75%，冲洗时间根据灌浆孔的深浅而定，一般来说必须要等到回水变清为止。
（3）针对帷幕灌浆，主要需做到以下几点：a.使用孔内循环法自下而上或是自上而下进行分段灌浆，最后再进行全孔灌注；b.必须要根据设计要求控制灌浆压力，一般来说都是控制在0.2MPa～0.4MPa之间。
（4）浆液的浓度控制：在灌浆的过程中，应该遵循由稀到浓的原则，以水压试验为基准，逐级变浓。浆液水灰比主要有九个级别，即0.5：1、0.6：1、0.8：1、1：1、1.5：1、2：1、3：1、5：1、8：1。在浆液制作中，必须要根据设计要求，选择合适的水灰比，必要时还可以掺和石英粉、粉煤灰、铝粉等。例如，在湖南高滩水利工程中，其水工建筑的防渗透处理充分利用了“一般灌浆技术”，取得了极好的效果，在其运行的17年中，很少因为水工建筑渗漏而引发严重事故。目前，高滩水电站已经成为当地主要的电力供应基地，并辐射到湖南的其他地区。
2.2 高压喷射灌浆技术
2.2.1 钻孔：冲击钻进：在钻孔的过程中必须要做好充填堵漏工作，确保孔内的泥浆处于正常循环状态，返出孔外，直至终孔。跟管钻进：在钻孔的过程中，必须要保持钻机处于垂直状态，确保偏斜率低于1%。
2.2.2 施工工艺：在高压喷射灌浆技术中，所使用的技术参数因高喷方法的不同也会存在较大差异。对于不同的地层，采用同一种施工方法，其浆压、水压以及气压都不会有太大的变化，主要变化的是提升速度。在砂质地层中，提升速度较快；而在砂卵地层中，提升速度应该放慢。另外，先序孔的提升速度可以适当加快，后序孔的提升速度要放慢。当发现孔内返浆量减少时，也要放慢提升速度。同时，要注意施工中的墙置确定以及喷墙管理工作。尤其要控制好掘进速度、灌浆压力、提升速度、送气量等关键性参数。例如，在河北桃林口水库工程中，其在预防和处理水工建筑渗漏现象时，着重使用了“高压喷射灌浆技术”。通过对这项技术的应用，大大的提高了水工建筑的稳定性，保证了水工建筑的安全。
2.3 截渗墙技术
截渗墙多为临河截渗，其主要作用是加固堤防，确保大堤安全。截渗墙技术的优点在于工程造价较低，施工进度极快，而且占地面积较小；缺点在于截渗墙一般都是地下隐蔽工程，施工工艺极为复杂，而且技术要求高。尤其是当地基土层极为复杂时，在施工中容易出现很多始料不及的情况，致使工程中断。另外，截渗墙还容易发生漏浆、槽壁坍塌等问题。
截渗墙技术主要有两种类型：（1）水泥土截渗墙，这种截渗墙的施工成本极低。水泥土截渗墙技术一般都是利用多头小直径深层搅拌机具将水泥浆喷入土体，再进行搅拌，进而形成水泥土。其主要原理是以水泥为固化剂，使水泥与土体之间发生化学物理反应，让土体固结成稳定性较好、防渗能力强的水泥土截渗墙。（2）混凝土截渗墙，这种截渗墙的造价比水泥土截渗墙稍高。混凝土截渗墙技术一般都是在地面造孔施工，主要是开凿连锁桩柱孔或是槽形孔，再回填防渗材料，形成具有防渗性能的连续性墙。例如，在四川大桥水库工程中，其在预防和处理水工建筑渗漏现象时，主要使用了“截渗墙技术”。通过对这项技术的使用，该工程有效的解决了很多潜在的渗漏问题，保证了水利工程的稳定性。
3 结束语
自改革开放以来，我国水利工程建设速度明显加快，各类水利工程在我国迅速崛起。水工建筑作为水利工程建设的主要组成部分之一，对于水利工程功能的发挥有着至关重要的作用。我国水利工程建设企业必须要高度重视水工建筑施工中的防渗透技术，提高水工建筑的防渗透能力，保证水工建筑的稳定性。
参考文献
[1]王继业，李世伟.水泥基渗透结晶型防水涂料在地下防水工程中的应用[C]//中国建筑学会防水工程与材料学术论坛论文集，2010.