水利工程堤防渗漏原因分析及防渗措施

李金林

   340881199511250839

摘要：水利工程是维护人类生产生活和社会发展的重要基础设施，而堤防作为水利工程中的重要组成部分，在防洪和引水方面发挥着重要的作用。堤防渗漏问题是水利工程中普遍存在的问题之一，其对工程安全和周边生态环境都有着重要的影响。堤防渗漏主要指的是水流通过堤防体的缺陷或渗透介质，从而引起水流通过堤防体的现象。这种渗漏可能会导致堤防的破坏和失效，危及附近地区的人民生命财产安全。针对这种情况，本文就将从渗漏原因分析和防渗处理两方面行论述，以提高堤防渗漏问题的治理水平和技术支持。

关键词：水利工程；堤防渗漏；原因分析；防渗措施

导言：水利工程在我国经济发展和民生保障方面具有重要意义。然而，渗漏问题也是水利工程非常重视和影响程度较大的问题，渗漏现象会严重影响着水利工程的安全运行。为了提高水利工程的整体质量，确保工程安全，对堤防渗漏原因进行分析，并探讨有效的防渗措施显得尤为重要。

1堤防渗漏原因分析

堤防渗漏是指水利工程堤防中由于各种因素导致水流通过堤体的现象。为了更好地了解堤防渗漏的原因和机理，我们将渗漏原因分为以下几类：

①地下渗流：当堤体内部存在较大的渗流路径或者堤体下游的土层疏松时，地下水会通过堤体内部的孔隙和裂缝渗漏出来。

②渗流压力引起的渗漏：当堤体上下两侧水位差较大，或者堤体内水位较高，堤体上下水压差产生的压力将推动水流通过堤体，引起渗漏现象。

③结构缺陷：堤体的建设和维护过程中，如果存在结构缺陷，如裂缝、疏松部位等，水流会通过这些缺陷进入到堤体内部，引起渗漏。

④不均匀沉降：由于堤体不均匀沉降导致的堤体结构变形，会使得堤体中的裂缝扩大，从而引起渗漏。

1.1地下渗流

地下渗流引起的渗漏是堤防渗漏中较为常见的一种情况。地下渗流渗漏通常是由于堤体内部的渗流路径较大或堤体下游的土层疏松造成的。堤体内部孔隙水的渗出主要是受到以下因素的影响：

①土层类型：不同类型的土层渗透性能不同，比如黏土层的渗透性能较差，砂土层的渗透性能较好。

②孔隙度：堤体内部的孔隙度越大，意味着孔隙空间越多，渗透的通道也就越多，渗漏水量也会相应增加。

1.2渗流压力

渗流压力引起的渗漏是由于堤体上下两侧水位差较大，或者堤体内水位较高，产生的压力将推动水流通过堤体，引起渗漏现象。渗流压力引起的渗漏主要受以下因素的影响：

①水位差：水位差越大，堤体上下水压差越大，渗漏风险也会相应增加。

②堤体强度：堤体的强度越低，水流推动渗漏的可能性就越大。

③渗流路径：堤体内部的渗流路径越大，水流通过的通道就越多，渗漏风险也会相应增加。

1.3渗透

渗透引起的渗漏是指水分从高浓度区域向低浓度区域移动的过程。当堤体的渗透系数较高，水分会通过堤体的渗透作用渗入到堤体内部，导致渗漏。渗透主要受以下因素的影响：

①渗透系数：渗透系数越大，渗透能力越强，渗漏风险也会相应增加。

②渗透的浓度差：渗透的浓度差越大，渗透速度也会相应增加，增大了渗透的风险。

③堤体结构：堤体结构的密实度和渗透性能也会影响渗透的情况。

2堤防防渗措施

2.1防渗措施的分类

为了有效防止水利工程堤防的渗漏问题，需要采取一系列的防渗措施。根据其实施方式和机理，可以将防渗措施分为以下三类：

2.1.1基础防渗措施

基础防渗措施主要是通过改善堤防的基础条件，减小渗流路径，以降低渗漏水量。常见的基础防渗措施有土质改良、加铺防渗材料和注浆灌浆等。土质改良是通过改变堤防的土壤结构和性质，增加土壤的密实度和抗渗性能，以降低渗漏的风险。加铺防渗材料是在堤防坝面上铺设一层具有较高抗渗性能的材料，以阻止水的渗漏。注浆灌浆则是通过注入特定的注浆材料，填充堤防内部空隙，形成充填体，以减小堤防的渗透性。

2.1.2结构防渗措施

结构防渗措施是指通过改变水利工程堤防的结构，增加其抗渗能力，从而达到防止渗漏的目的。常见的结构防渗措施包括增加堤防的高度和宽度、加设过水孔等。增加堤防的高度和宽度可以增加堤防的自重压力，增强其抵抗渗流的能力。加设过水孔可以有效降低堤防内部水压，减少渗漏的发生。

2.2基础防渗措施

基础防渗措施是防渗工程中最基本的一种措施，对于水利工程堤防的渗漏问题具有重要意义。根据堤防的实际情况和渗漏问题的特点，针对性的进行防渗处理。

①改良堤身土质：根据岩土勘察经验可知，砂土的渗透系数较大，粘土的渗透系数较小，设计通过对堤防的土壤中进行换填，改善土壤的抗渗性能，可以显著降低土壤的渗透系数，减小渗漏风险。

②加铺防渗材料：当堤防土质较差、换填难度较大时，常通过加铺防渗材料来达到理想的防渗效果。通过对工程中常用的防渗材料抗渗性能、成本和施工方便性进行比较，聚乙烯土工膜在各方面表现都相对较优秀。其中复合土工膜作为一种新型复合材料，其轻便性和伸展能力具有较强的优势，且具有良好的抗渗性和经济性，可在堤防护坡下铺土工膜或复合土工膜，提高堤防的防渗效果。

③注浆灌浆：对于换填堤防土和加铺防渗效果都不理想的情况下，可采用防渗墙，通过在堤防内部注入聚氨酯和水泥浆体，形成充填体，注浆灌浆可以填充堤防内部的空隙，提高堤防的抗渗能力，降低渗透性。

2.3结构防渗措施

结构防渗措施是对于现有水利工程堤防进行改造，以增加其抗渗能力的一种有效方法。

①对堤身进行加培加厚：部分堤身单薄，渗流出逸点高程较高，对此常见的解决方式可在现场条件允许的情况下，从增加堤防的高度和厚度方面，经过有限元法、流网法等方法计算，可得到相对比较合适的加培加厚的尺寸。

②增设排水管道：通过在堤身内部影响渗流安全的浸润线部位设置反滤包和适当尺寸的排水管，并在背水坡排水管出水口处设置横纵向排水沟，可以有效降低堤防内部的水压，降低浸润线出逸点高程，减少出逸比降，减少渗漏的风险。

③对于相对不透水层埋藏较深、透水层较厚的堤基，当临水侧有稳定滩地时宜采用这种方法。一般使用铺盖的方式进行，这种方法可以延长渗径，减小水头压力作用，从而保护堤防安全。

④对于由粘性土、砂卵砾构成的浅层透水堤基，适宜采用粘性土截水槽或其他垂直防渗措施截渗。这种方法能有效地防止堤防基础被水侵蚀，减小堤防渗漏。

2.4辅助防渗措施

随着水利信息化的发展，辅助防渗措施是提高水利工程堤防抗渗能力的重要手段，对于预防和控制渗漏事故具有重要意义。在监测和监控系统方面，重要的水利堤防可建立渗流安全监测系统，安全监测系统通常利用测压管、RTU（远程终端单元）等设备对堤内水位进行采集分析传输来实时监测堤防内部浸润线位置，搭配红外高清摄像头可实施观看水位情况、判断渗漏的位置和严重程度，及时发现问题并采取相应的措施。

2.5工程控制措施

在堤防前期设计中，设计单位需要严格按照相关规范标准要求、根据地勘参数进行渗流分析，合理设置堤防的结构型式。在施工过程中，施工单位需根据相关规范标准及设计单位要求，规范工艺流程，严格把控施工质量。在堤防运行过程中，管理人员需根据管理规范进行堤防巡查，发现渗漏现象给予高度重视，并积极采取有效的防渗施工技术，严格按照技术规范要求进行防渗处理，以此来提高堤防的挡水性能。

结束语

水利工程堤防施工具有较强的特异性和复杂性，而且在实际施工过程中会受到较多不利因素的影响，从而导致堤防运行中出现各种渗漏问题，影响堤防的运行安全，对堤防保护的对象安全带来较大的生命财产威胁，影响经济效益。

同时随着对水利工程防渗措施的深入研究和不断探索，可以结合堤防的实际情况，对堤防渗漏原因进行更全面的分析，更合理选择和应用防渗技术，进一步提高水利工程堤防的抗渗能力，减少渗漏事故的发生，促使堤防安全稳定运行得到保证，为堤防健康、稳步发展打下坚实的基础，对于水利工程的可持续发展具有重大意义。

参考文献

[1]赵爱平,谢良文.水利工程技术中土质堤防渗漏的原因及对策.水电水利,2020

[2]裴利计.农村水利工程渗漏的原因及养护管理措施分析.水电水利,2020

[3]闫世荣.农田水利工程中防渗渠道施工工艺的应用.水电水利,2020

[4]裴晓云.简析水利水电工程中的堤坝防渗加固施工要点.水电水利,2019

[5]沈铭浩,杨建萍.水利堤坝工程防渗加固探讨.水电水利,2019