防渗涂料技术条件

武汉材料保护研究所、南京科润精细化工有限公司等。

张炼、聂晓霖等。

病险水利水电工程最主要的病征是渗透问题，有地基（包括坝肩）渗透和坝体渗透。根据不同的坝型、坝基和病因情况，应采取不同的处理方法。常用的是防渗墙和灌浆。

防渗防渗墙

防渗墙一般要求墙体厚度小、渗透系数低、柔性强、耐久性好及单位面积造价低。防渗墙施工有多头深层搅拌水泥土、锯槽法、链斗法、薄型抓斗、射水法和倒挂井法等成墙工艺。

1、多头深层搅拌水泥土成墙工艺。

多头深层搅拌桩机一次多头钻进，把水泥浆喷入土体并搅拌，使土体与水泥浆液混合固结成一组水泥土桩，桩与桩搭接形成水泥土防渗墙，最大成墙深度为22m，水泥土渗透系数<10cm/s，抗压强度>0.3MPa。其优点是施工简便、无泥浆污染、造价较低，适用于粘土、砂土、淤泥和砂砾层（砂砾直径小于5cm）。实践证明，多头深层搅拌水泥土防渗墙防渗效果明显，在地下防渗工程中质量可靠，投资最经济、最有效，具有一定发展前景。

2、锯槽法成墙工艺。

在先导孔中，锯槽机的刀杆以一定的倾角一边做上下往复切割运动，一边以0.8-1.5m/h 的速度（根据地层状况）向前移动开槽;被锯切割下来的土体可由反循环或正循环方式的排渣系统排出槽外，并采用泥浆护壁。浇筑塑性混凝土，形成宽度为0.2-0.3m 的防渗墙体。锯槽机由行走底盘、动力及传动系统、刀杆及支架加压系统、排渣系统、起重设施及电气控制系统组成;传动方式有机械式与液压式2 种。以不同规格的刀杆进行组合，开槽宽度可达0.2-0.5m、深度达到40m。锯槽法的优点是连续成槽、工效高、墙体连续、质量好，并且成墙深，适应于粘土、砂土和卵石粒径小于100mm 的砂砾石地层;还可以采用自凝灰浆、固化灰浆形成不同强度和抗渗指标的防渗墙。

3、链斗法成墙工艺。

由链斗式开槽机排桩上的旋转链斗取土，同时将斜放的排桩下放到成墙深度，开槽机前进开挖沟槽，并采用泥浆护壁，其浇筑混凝土方法类似锯槽法。链斗式开槽机的开槽宽度为16-50cm，深度可达10-15m。适应于粘土、砂土和粒径小于槽厚的、含量小于30%的砂砾石地层。

4、薄型抓斗成墙工艺。

采用斗宽为0.3m 的薄型抓斗挖土开槽，泥浆护壁，浇筑塑性混凝土或用自凝灰浆形成薄壁防渗墙，最大成墙深度可达40m。适用于粘土、砂土及卵石和砂砾的含量与粒径在一定范围内的土层。

5、射水法成墙工艺。

射水法成墙设备主要由造孔机、混凝土搅拌机和浇筑机组成。利用造孔机成型器内的喷嘴，射出高速水流来切割土层，成型器上下运动切割修整孔壁，采用泥浆护壁，正循环或反循环出渣。槽孔形成后，浇筑水下混凝土或塑性混凝土，形成薄壁防渗墙。成墙厚度为0.22-0.45m，深度可达30m.成墙垂直精度可达1/300，适应于粘土、砂土和粒径小于100mm 的砂砾石地层。在1998年历史罕见的特大洪水过后，在长江、赣江、鄱阳湖等国内重要堤防加固工程中，射水法得到广泛采用，取得了较好的社会经济效益。

防渗灌浆

土石坝坝体、坝基防渗处理中灌浆方法主要有均质土坝及宽心墙坝的坝体劈裂灌浆、高压喷射灌浆、坝基卵砾石层防渗帷幕灌浆等。

1、土坝坝体劈裂灌浆。

土坝坝体劈裂式灌浆是运用坝体应力分布规律，用一定的灌浆压力，将坝体沿坝轴线方向劈裂，同时灌注合适的泥浆，形成铅直连续的防渗泥墙，从而堵塞漏洞、裂缝或切断软弱层，提高坝体的防渗能力，并通过浆、坝互压和湿陷，使坝体内部应力重分布，提高坝体变形稳定性。针对裂缝的局部灌浆，在可能有裂缝的区域，均匀布置类似固结灌浆的灌浆孔群;对坝体施工质量差，甚至出现上下游贯通的横缝，一般应做全线的劈裂灌浆。我国广东省宝树水库用土坝坝体劈裂灌浆技术来解决土坝坝体的渗漏问题，结果表明灌浆后坝体密实度得到提高，渗透系数降低，背水坡湿润渗水现象消失，坝体渗流量减少70%以上。

2、高压喷射灌浆。

高压喷射灌浆防渗是借助于高压水泥浆液射流冲击破坏被灌地层结构，使水泥浆液与被灌地层土颗粒掺混，形成壁状固结体而起防渗作用。根据被灌地层结构和防渗要求不同，又分为定喷、摆喷和旋喷。高压喷射灌浆防渗处理的优点是:设备简单、工效高、料源广、造价低，搭接防渗的效果好。缺点是:机具较多、对地质条件的要求较高，控制不好易在较大（>200mm）颗粒背后形成漏喷现象。

3、卵砾石层防渗帷幕灌浆。

卵砾石层的防渗帷幕灌浆大都采用以粘土为主加少量水泥的混合浆液进行灌注，不同于在岩石中灌浆。卵砾石层灌浆难以形成自立的钻孔，故常采用套阀式灌浆、循环钻灌阀跟管灌浆、打管灌浆的方法。因受地质条件的限制，不能有效控制浆液的填充范围，为达到相对较高的防渗标准，常需采用3 排以上的灌浆孔。随着防渗墙技术的日益成熟，较少采用该方法，仅用于当灌浆作为补充勘探的手段，同时兼顾防渗处理，可以更加准确地针对发生集中渗漏的地点，通过少量的灌浆使问题得到解决。

4、控制性灌浆。

控制性灌浆是近年来提出的一种改进型灌浆工艺，是对传统灌浆工艺的一种调整，通过控制浆液压力和流量，在保证质量和效果的前提下，有效控制灌浆范围，节约时间和投资。

防渗排水固结技术

这种防渗施工技术一般用在软弱土层和饱和土层的处理中，泥炭土层施工过程中很少用到这种排水固结技术。

加压系统和排水系统是构成这种技术的主要因素，主要是指在进行建筑物构造之前先对其进行加，将土体各个孔隙之间的水排出在外，从而不实现固结，这一技术能够从根本上提升工程强度，但是，要求的使用对象具有相对的局限性，因此，在实际施工过程中，要先对施工区域的地质进行测试，保证地质合适时，再铺设土层。

排水固结技术具有节省物力、人力的优点，施工过程较为方面，在水利工程防渗施工过程中较为常见。

各种防渗结构并无显著差异，只是防渗性能有所差异，结构层次从上到下为：渗滤液收集导排系统、防渗层、基础层、地下水收集导排系统。

填埋场防渗系统1.单层防渗结构

可采用压实黏土单层防渗，或HDPE（高密度聚乙烯）膜单层防渗。

填埋场防渗系统2.复合防渗结构

可采用HDPE膜和压实土壤的复合防渗层，或HDPE膜和GCL的复合防渗层。

填埋场防渗系统3.双层防渗结构

该层次从上至下为渗滤液收集导排系统、主防渗层、渗漏检测层、次防渗层、基础层、地下水收集导排系统。主防渗层和次防渗层均应采用HDPE膜作为防渗材料。

水闸闸基的垂直防渗措施，传统的方法有板桩、混凝土地下连续墙、高压喷射灌浆帷幕、联体搅拌桩等，发展起来的新技术有振动沉模防渗板墙、土工膜垂直铺塑防渗技术等。

本水闸的上、下游水头差小，最大上、下游水头差仅有2.26m，且因为淤泥渗透系数小，仅需几米深的垂直防渗便可解决闸基防渗问题，故这些垂直防渗设施不需深入至基岩。另外，防渗设施本身也存在沉降的问题，因此，需处理好防渗设施与闸室底板齿墙的对接问题。

振动沉模防渗板墙技术，本质上也是混凝土地下连续墙，只是在成槽工艺上做了改进，加快了施工进度，并解决了在软塑一流塑状淤泥中的成槽问题，但最终形成的地下连续墙同样存在与闸室底板连接的问题。而且这种技术需要专门的施工设备。垂直铺塑防渗技术，需要先挖槽，但西河水闸地基为软塑一流塑的淤泥层，这种地层难以成槽，所以也不宜采用。联体搅拌桩技术，由于在淤泥中成桩，桩体强度低，无法悬挂于水闸底板上，也不宜采用 。