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【摘 要】在水利工程中针对堤身地基防渗施工技术进行选择及实施时，应按照水库堤坝的实际地理环境以及渗透情况进行作业，从而实现降低堤坝隐患的效果，一定长度上充分使堤坝工程效益得到最大发挥。本文主要从水利工程中堤身地基防渗处理进行了分析，并提出了针对防渗处理及防治措施的方法，促使水库堤坝工程的稳固得到提升。
【关键词】水利工程；堤身地基；防渗处理
概括地说来，堤防防渗加固的基本原则就是“上堵下排”。“上堵”，就是将渗流的入口堵住，比如，在堤防的上游安装防渗盖、修筑垂直防渗墙，等等；“下排”，就是给渗流一定的出路，通常采用“下排”的手段是因为“上堵”效果不太奏效，进而采用“下排”给予巩固以使堤基和堤身不会产生比较严重的渗透破坏，比如，在堤防的背水一侧贴坡排水、修导渗沟，或者是在堤防的下游部分修建减压井、减压沟，等等。
1.水库堤坝破坏的类型及成因
水库堤坝的破坏在渗透发生机理上可分为流土、管涌、接触冲刷和接触流土四种类型，而坝体的病害主要通过变形破坏和渗透破坏的形式表现出来。在渗流作用下堤坝的抗剪强度会不断降低，逐渐会使一些部位产生不均匀的变形、裂缝和下滑，最终导致堤坝的变形破坏。渗透破坏是指坝基下的渗透水流造成的岩土体中的某些颗粒移动或颗粒成分及结构的改变。一般水库堤防的渗透通常是指水体向围护区以外渗流而产生水量漏失的现象，这对土石坝的稳定性影响极大，会造成坝基或坝体土的渗透导致坝体变形。
2.堤身堤基防渗处理方法
根据水利工程工具书籍以及地方堤防防渗资料记载，堤身的防渗处理方法和堤基的防渗处理方法分别可以总结出7种。
2.1劈裂灌浆法
堤防应力的分布规律是可行破裂灌浆法的核心。首先运用一定的灌浆压力，促使堤防劈裂的方向沿轴线的方向进行。其次，采用质量合适的泥浆进行劈裂处的灌注。促使连续的防渗帷幕得到形成，进一步将堤身的防渗能力得到提升，对经济及稳定性方面的考虑，通常劈裂灌浆的孔距应保持在10cm左右，若处于堤段弯曲部位，则应根据实际情况对孔距进行缩小。由于堤身具有较重的沙性，且缺乏足够的弹性，通常在沙性较重的堤身防渗中不被适用。
2.2砂砾料贴坡排水法
这种方法的一般步骤为：首先，清除背水侧坡面的草根石子，而且需要注意的是，清除的深度不应小于30厘米，然后，喷射除草剂，最后在背水坡面按顺序铺设20厘米厚的粗砂、20厘米厚的小石子、20厘米厚的大石子、30厘米厚的块石。这样可以达到护坡的目的。砂砾料贴坡排水法适用于堤身土体沙性较重的场所。
2.3土工织物贴坡排水法
该方法的运用通常与砂砾料贴坡排水法相同。首先，对背水侧坡面的草根及石子进行清除。其次，采用透水土工织物对背水侧坡面进行一层的铺设。第三，运用厚度在50cm的粗砂及30cm的块石在透水土工织物上进行依此铺设。该方法与砂砾料贴坡排水方法相同都是在堤身土体沙性较重的情况下适用。
2.4复合土工膜防渗法
这种方法的大致流程是：（1）清除掉临水侧坡面的草根、石子，并且清除神度不小于30厘米，（2）喷射除草剂，（3）铺设厚度在10厘米以上的细砂，（4）洒水、铺平，将一层复合土膜铺设在坡面之上，（5）在复合土膜上铺设一层10厘米以上的细砂，（6）布设堤防护坡工程。复合土工膜防渗法适用于堤身临水侧滩地狭窄或堤身附近黏土缺乏的场所。如果堤身复合土工膜接堤基垂直防渗墙，那么堤身和堤基的防渗效果都较好。
2.5透水压浸平台法
这种方法的特点是在堤坡的背水侧填筑透水性比堤身大的材料。一般情况下，透水压浸平台应高出堤身渗透破坏处至少1米，透水压浸平台顶宽大约2～4米，坡度大约1：3～1：5。应用透水压浸平台可以增大堤身的断面，从而可以延长堤身的渗径到达稳定堤身的效果。透水压浸平台法一般适用于堤身渗透破坏范围较广、堤身断面单薄、背水侧堤坡较陡、外滩比较狭窄的场所。特别的，比如填筑透水压浸平台的材料透水性大，则透水压浸平台的断面可取小一些；填筑透水压浸平台的材料透水性小，透水压浸平台的断面应取大一些；如果堤身较高时，则可以采用两级或多级压浸平台。需要注意的是，在填筑压浸平台之前，应清除堤坡上的草皮和杂物，清除深度一般为20厘米，并喷射除草剂。另外，填筑压浸平台时应注意分层压实。
2.6垂直铺塑法
该方法采用开槽机进行开槽时应沿堤轴线进行，其次在槽中进行复合土工膜的铺设，最后采用黏土在复合土工膜的槽口进行回填。垂直铺塑法要求具有足够厚度及强度的复合土工膜。若复合土工膜的底部较深，进入堤基的相对弱透水层时，应采用与地基防渗进行兼顾。
2.7黏土斜墙法
这种方法的施工步骤是：将临水侧堤坡挖成台阶状，然后在其上部铺填一层防渗黏性土，黏性土的铺填厚度一般不得小于2米，且铺填时应分层压实。黏土斜墙法适用于堤身断面尺寸较小且堤身临水侧有足够滩地的场所。
3.堤身的防渗处理方法
3.1加铺盖法
在臨水侧加铺盖可以延长渗径，减小水力坡降。当临水侧有稳定的滩地时，可以采用黏土铺盖透水堤基或上覆浅层弱透水层的透水堤基，铺盖的长度不应小于100米。但是，如果临水侧表层土体的渗透系数远远小于深部地层土体的渗透系数时，铺盖的防渗效果不佳。
3.2帷幕灌浆法
该方法的运用相对简单，在堤防迎水侧进行堤基打孔，采用压水灌浆的方法对地基中较大的渗漏通道进行堵塞，促使渗透流量得到减小。通常较浅透水层的堤基则是帷幕 灌浆法中所使用的堤基。
3.3排渗井法
这种方法为了降低堤内覆盖层的承压水头，于是在背水侧打孔，这样可以有效防止管涌的发生。
3.4加重盖法
这种方法是在背水侧增加盖重，目的是削减背水侧出流水，，防止堤基渗流对表层土产生渗透破坏，进而增加背水侧土体的抗浮稳定性，此外还可减小出逸比降。采用背水侧增加盖重的方法适用于覆盖层较厚且下卧强透水层较深的堤基。另外，对于透水堤基也可采用该方法予以处理。需要注意的是：加重盖时，使用土料的透水性应大于或等于原地面土料的透水性。太长的重盖应与减压井或减压沟联合使用。
3.5土工膜法
该方法通常在较薄透水层的堤基中得到适用。其具体步骤为：首先运用开槽机进行开槽，其次在槽中置入土工膜，运用粘土在其两侧进行灌入，并进行堤基垂直防渗。对比其他防渗措施，该方法的使用具有较为明显的经济效益。然而在土工膜垂直防渗施工中会有一定的水文地质条件的要求。例如：当地基中有大量的块或纯中粗砂存在时，通常在防渗处理时运用土工膜进行。其次，若堤基有较高地下水位和施工场地存在较软堤基时，导致施工设备的放置出现问题，或是在放置后进行带负荷作业时堤基无法对其压力进行承受，在运用土工膜进行垂直防渗时出现困难。
3.6减压沟法
这种方法适用于覆盖层较薄的情况。减压沟应该深入透水层以下1米的地方。减压沟填入透水性能较强的砂石料才能保证减压效果，并且颗粒分布应下粗上细。减压沟的布设形式最好为暗沟，因为明沟易受风沙和地表水的影响而发生堵塞，另外暗沟维护也比较方便。需要强调的是，由于粉细砂容易使排渗井和减压沟发生淤堵，所以对于透水层为粉细砂的堤基，采用排渗井和减压沟进行堤基防渗效果较差。
4.结语
综上所述，在对水利工程中堤身地基进行防渗处理时，应严格按照工程的实际情况，促使防渗技术在工程建设中被合理应用。有效的措施不仅能为后期堤坝建设提供有效经验，而且对后期水库修建的过程中对水库的安全性提供保障。
【关键词】水利工程；堤身地基；防渗处理
概括地说来，堤防防渗加固的基本原则就是“上堵下排”。“上堵”，就是将渗流的入口堵住，比如，在堤防的上游安装防渗盖、修筑垂直防渗墙，等等；“下排”，就是给渗流一定的出路，通常采用“下排”的手段是因为“上堵”效果不太奏效，进而采用“下排”给予巩固以使堤基和堤身不会产生比较严重的渗透破坏，比如，在堤防的背水一侧贴坡排水、修导渗沟，或者是在堤防的下游部分修建减压井、减压沟，等等。
1.水库堤坝破坏的类型及成因
水库堤坝的破坏在渗透发生机理上可分为流土、管涌、接触冲刷和接触流土四种类型，而坝体的病害主要通过变形破坏和渗透破坏的形式表现出来。在渗流作用下堤坝的抗剪强度会不断降低，逐渐会使一些部位产生不均匀的变形、裂缝和下滑，最终导致堤坝的变形破坏。渗透破坏是指坝基下的渗透水流造成的岩土体中的某些颗粒移动或颗粒成分及结构的改变。一般水库堤防的渗透通常是指水体向围护区以外渗流而产生水量漏失的现象，这对土石坝的稳定性影响极大，会造成坝基或坝体土的渗透导致坝体变形。
2.堤身堤基防渗处理方法
根据水利工程工具书籍以及地方堤防防渗资料记载，堤身的防渗处理方法和堤基的防渗处理方法分别可以总结出7种。
2.1劈裂灌浆法
堤防应力的分布规律是可行破裂灌浆法的核心。首先运用一定的灌浆压力，促使堤防劈裂的方向沿轴线的方向进行。其次，采用质量合适的泥浆进行劈裂处的灌注。促使连续的防渗帷幕得到形成，进一步将堤身的防渗能力得到提升，对经济及稳定性方面的考虑，通常劈裂灌浆的孔距应保持在10cm左右，若处于堤段弯曲部位，则应根据实际情况对孔距进行缩小。由于堤身具有较重的沙性，且缺乏足够的弹性，通常在沙性较重的堤身防渗中不被适用。
2.2砂砾料贴坡排水法
这种方法的一般步骤为：首先，清除背水侧坡面的草根石子，而且需要注意的是，清除的深度不应小于30厘米，然后，喷射除草剂，最后在背水坡面按顺序铺设20厘米厚的粗砂、20厘米厚的小石子、20厘米厚的大石子、30厘米厚的块石。这样可以达到护坡的目的。砂砾料贴坡排水法适用于堤身土体沙性较重的场所。
2.3土工织物贴坡排水法
该方法的运用通常与砂砾料贴坡排水法相同。首先，对背水侧坡面的草根及石子进行清除。其次，采用透水土工织物对背水侧坡面进行一层的铺设。第三，运用厚度在50cm的粗砂及30cm的块石在透水土工织物上进行依此铺设。该方法与砂砾料贴坡排水方法相同都是在堤身土体沙性较重的情况下适用。
2.4复合土工膜防渗法
这种方法的大致流程是：（1）清除掉临水侧坡面的草根、石子，并且清除神度不小于30厘米，（2）喷射除草剂，（3）铺设厚度在10厘米以上的细砂，（4）洒水、铺平，将一层复合土膜铺设在坡面之上，（5）在复合土膜上铺设一层10厘米以上的细砂，（6）布设堤防护坡工程。复合土工膜防渗法适用于堤身临水侧滩地狭窄或堤身附近黏土缺乏的场所。如果堤身复合土工膜接堤基垂直防渗墙，那么堤身和堤基的防渗效果都较好。
2.5透水压浸平台法
这种方法的特点是在堤坡的背水侧填筑透水性比堤身大的材料。一般情况下，透水压浸平台应高出堤身渗透破坏处至少1米，透水压浸平台顶宽大约2～4米，坡度大约1：3～1：5。应用透水压浸平台可以增大堤身的断面，从而可以延长堤身的渗径到达稳定堤身的效果。透水压浸平台法一般适用于堤身渗透破坏范围较广、堤身断面单薄、背水侧堤坡较陡、外滩比较狭窄的场所。特别的，比如填筑透水压浸平台的材料透水性大，则透水压浸平台的断面可取小一些；填筑透水压浸平台的材料透水性小，透水压浸平台的断面应取大一些；如果堤身较高时，则可以采用两级或多级压浸平台。需要注意的是，在填筑压浸平台之前，应清除堤坡上的草皮和杂物，清除深度一般为20厘米，并喷射除草剂。另外，填筑压浸平台时应注意分层压实。
2.6垂直铺塑法
该方法采用开槽机进行开槽时应沿堤轴线进行，其次在槽中进行复合土工膜的铺设，最后采用黏土在复合土工膜的槽口进行回填。垂直铺塑法要求具有足够厚度及强度的复合土工膜。若复合土工膜的底部较深，进入堤基的相对弱透水层时，应采用与地基防渗进行兼顾。
2.7黏土斜墙法
这种方法的施工步骤是：将临水侧堤坡挖成台阶状，然后在其上部铺填一层防渗黏性土，黏性土的铺填厚度一般不得小于2米，且铺填时应分层压实。黏土斜墙法适用于堤身断面尺寸较小且堤身临水侧有足够滩地的场所。
3.堤身的防渗处理方法
3.1加铺盖法
在臨水侧加铺盖可以延长渗径，减小水力坡降。当临水侧有稳定的滩地时，可以采用黏土铺盖透水堤基或上覆浅层弱透水层的透水堤基，铺盖的长度不应小于100米。但是，如果临水侧表层土体的渗透系数远远小于深部地层土体的渗透系数时，铺盖的防渗效果不佳。
3.2帷幕灌浆法
该方法的运用相对简单，在堤防迎水侧进行堤基打孔，采用压水灌浆的方法对地基中较大的渗漏通道进行堵塞，促使渗透流量得到减小。通常较浅透水层的堤基则是帷幕 灌浆法中所使用的堤基。
3.3排渗井法
这种方法为了降低堤内覆盖层的承压水头，于是在背水侧打孔，这样可以有效防止管涌的发生。
3.4加重盖法
这种方法是在背水侧增加盖重，目的是削减背水侧出流水，，防止堤基渗流对表层土产生渗透破坏，进而增加背水侧土体的抗浮稳定性，此外还可减小出逸比降。采用背水侧增加盖重的方法适用于覆盖层较厚且下卧强透水层较深的堤基。另外，对于透水堤基也可采用该方法予以处理。需要注意的是：加重盖时，使用土料的透水性应大于或等于原地面土料的透水性。太长的重盖应与减压井或减压沟联合使用。
3.5土工膜法
该方法通常在较薄透水层的堤基中得到适用。其具体步骤为：首先运用开槽机进行开槽，其次在槽中置入土工膜，运用粘土在其两侧进行灌入，并进行堤基垂直防渗。对比其他防渗措施，该方法的使用具有较为明显的经济效益。然而在土工膜垂直防渗施工中会有一定的水文地质条件的要求。例如：当地基中有大量的块或纯中粗砂存在时，通常在防渗处理时运用土工膜进行。其次，若堤基有较高地下水位和施工场地存在较软堤基时，导致施工设备的放置出现问题，或是在放置后进行带负荷作业时堤基无法对其压力进行承受，在运用土工膜进行垂直防渗时出现困难。
3.6减压沟法
这种方法适用于覆盖层较薄的情况。减压沟应该深入透水层以下1米的地方。减压沟填入透水性能较强的砂石料才能保证减压效果，并且颗粒分布应下粗上细。减压沟的布设形式最好为暗沟，因为明沟易受风沙和地表水的影响而发生堵塞，另外暗沟维护也比较方便。需要强调的是，由于粉细砂容易使排渗井和减压沟发生淤堵，所以对于透水层为粉细砂的堤基，采用排渗井和减压沟进行堤基防渗效果较差。
4.结语
综上所述，在对水利工程中堤身地基进行防渗处理时，应严格按照工程的实际情况，促使防渗技术在工程建设中被合理应用。有效的措施不仅能为后期堤坝建设提供有效经验，而且对后期水库修建的过程中对水库的安全性提供保障。