試論水利工程防滲處理施工技術(shù)應(yīng)用

高淑英

(吉林省第二松花江防汛機(jī)動搶險隊 長春 130000)

水利工程的病險問題一直深受重視，如:工程建筑物年歲較長而修繕不力;實際抗洪能力較弱，不符合當(dāng)下相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范;建設(shè)的壩基、壩體部分出現(xiàn)滲漏，甚至滲透破壞的狀況。如今我國的大部分水利工程均運行了多年，很多工程或多或少地出現(xiàn)了上述病狀。這些病險問題，輕則影響水利樞紐工程的正常運轉(zhuǎn)，無法完全體現(xiàn)出其自身的效益;重則嚴(yán)重地威脅到生活在下游地區(qū)居民的生命財產(chǎn)安全，因此進(jìn)行必要的除險加固工作迫在眉睫。據(jù)經(jīng)驗，滲透問題是水利水電樞紐工程中最顯著的病征，通常表現(xiàn)為壩體滲透或地基滲透。解決的方式應(yīng)該視具體情況而定，最常采用的兩種方式是灌漿和修筑防滲墻。

1 水利工程中防滲施工技術(shù)概述

水利工程與一般建筑物最大的區(qū)別主要體現(xiàn)在抗震性、穩(wěn)定性，以及基礎(chǔ)部位的防滲性上，其中尤以防滲工作最應(yīng)當(dāng)重視。滲透問題是水利工程建設(shè)的大患，一旦出現(xiàn)，首先會造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，其次還會給工程項目埋下重大的安全隱患。筆者經(jīng)過對國內(nèi)外的各種水利工程建設(shè)資料的研究分析，總結(jié)出兩個最易引發(fā)水利工程重大安全事故的因素:?建筑本身或是建筑所在的地基強(qiáng)度不夠，達(dá)不到預(yù)期要求;?技術(shù)層面的問題導(dǎo)致地基部分的防滲工作不到位，以至于整體的防滲性能顯著下降。在一項施工項目中，技術(shù)性的失誤都是大失誤，往往決定了整體工程的防滲性能，極有可能成為一項安全隱患，最終引發(fā)安全事故。所以在水利工程還處于設(shè)計階段的時候就應(yīng)該有一份詳實可行、科學(xué)合理的防滲技術(shù)方案。

2 防滲墻類型及其特點

對于防滲墻，通常有幾大基本的要求:首先滲透系數(shù)低，其次應(yīng)具有較好的柔性以及耐久性，最后還應(yīng)保證墻體厚度盡量小，造價盡量低。渡槽需要經(jīng)受晝夜溫差以及四季交替，通常用來填充裝配縫或伸縮縫的填縫材料都不具有太高的柔性，以至于對溫度的變換不夠適應(yīng)。材料本身的特性導(dǎo)致其變形，從而使得槽角縫、裝配縫、伸縮縫發(fā)生不同程度的開裂，最終表現(xiàn)為渡槽的側(cè)漏。在通常的建筑過程中瀝青油氈以及10號和30號的石油瀝青是最為常見的渡槽用于填縫的材料。而石油瀝青油氈所做的防水層在夏秋兩季受到環(huán)境影響和溫度變化極易斷裂。該材料在夏秋兩季的實際表面溫度高達(dá)60℃甚至更高，而此溫度下，防水層幾乎處于完全軟化的狀態(tài)，此時若是溫度驟降，如遇水甚至暴雨，必將迅速變脆斷裂，從而漏水。而混凝土、水泥砂漿等材料其抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)弱于抗壓強(qiáng)度，在凝固的時候如果得不到及時的養(yǎng)護(hù)，極易發(fā)生水熱化作用，然后產(chǎn)生一些細(xì)微的裂縫。防滲墻的成墻工藝基本上分為多頭深層攪拌水泥土、薄型抓斗、鋸槽法、倒掛井法、鏈斗法和射水法等幾種。

2.1 多頭深層攪拌水泥土成墻工藝

多頭深層攪拌水泥土成墻工藝的原理為:利用多頭深層攪拌樁機(jī)一次多探頭同時鉆入，將水泥漿與土體本身攪拌混合，最終凝結(jié)成水泥土樁，再把樁與樁之間相互搭接最終形成水泥土防滲墻。這種做法有非常大的可取之處和發(fā)展前景，能夠廣泛應(yīng)用于砂土、砂礫層、黏土以及淤泥土質(zhì)等多種土質(zhì)，并且施工方法簡單易行，造價較低經(jīng)濟(jì)實惠，并且沒有泥漿污染的狀況。最終形成的防滲墻防滲效果也較為可觀，應(yīng)屬地下防滲工程中最為經(jīng)濟(jì)有效的方法之一。

2.2 薄型抓斗成墻工藝

薄型抓斗成墻的工藝是利用薄型抓斗來進(jìn)行挖土開槽，用自凝灰漿在土面上形成薄壁防滲墻，或是澆筑自身具有塑性的混凝土。這種成墻方式最大深度可達(dá)40m。此方法也能廣泛地應(yīng)用于砂土、卵石、砂礫的粒徑與含量控制在固定范圍內(nèi)的土層以及黏土等多種土質(zhì)。

2.3 鋸槽法成墻工藝

鋸槽法成墻工藝主要應(yīng)用于黏土、粒徑小于100mm的卵石或砂土組成的砂礫石的土層，能夠根據(jù)需要自由選用固化灰漿法或是自凝灰漿法，來建成抗?jié)B指標(biāo)不同的防滲墻。具體的操作方法主要是:使鋸槽機(jī)的刀桿根據(jù)地層的狀況，保持0.8～1.5m/h的向前推進(jìn)的速度，同時以相應(yīng)的傾角在先導(dǎo)孔中做上下往復(fù)的切割運動，并利用正循環(huán)或反循環(huán)形式的排渣系統(tǒng)將切下來的的土體排出槽外。利用泥漿護(hù)壁，并以塑性混凝土進(jìn)行澆筑，筑成寬度約為0.2～0.3m左右的防滲墻體。這種工藝的最顯著特點是成墻較深，能保證較高的工效，因為成槽連續(xù)，所以墻體的連續(xù)性也較好。

2.4 鏈斗法成墻工藝

鏈斗法成墻工藝多應(yīng)用于砂土，以及砂礫含量低于30%、粒徑不超過槽厚的砂礫石地質(zhì)，以及黏土土質(zhì)。此工藝的主要原理是利用鏈斗式開槽機(jī)及其排樁上的旋轉(zhuǎn)鏈斗移置土，并將排樁下放置成墻需要的深度。隨著開槽機(jī)的前進(jìn)來挖出溝槽，也利用泥漿護(hù)壁，接下來的澆筑方法與鋸槽法相近。采用鏈斗法開出的槽寬約為16～50cm，而深度可以達(dá)到10～15m。

2.5 射水法成墻工藝

射水法成墻的工藝已經(jīng)在國內(nèi)的各種重要堤防加固的工程中得到廣泛的應(yīng)用，它能夠凝成深度30m，厚度0.22～0.45m的墻體，且可以保證極高的垂直精度，已經(jīng)實現(xiàn)了非常好的社會經(jīng)濟(jì)效益。射水法適用的范圍與鋸槽法相似，主要采用的機(jī)械設(shè)備為:混凝土攪拌機(jī)、造孔機(jī)以及澆鑄機(jī)。工作的大致步驟是先用造孔機(jī)以高度水流將土層進(jìn)行切割，并用成型器來修整切出來的孔壁，用泥漿護(hù)壁，同樣的正反循環(huán)排渣系統(tǒng)排渣，完成槽孔后，澆筑塑性或水下混凝土，建成所需的薄壁防滲墻。

3 灌漿類型及其特點

3.1 土壩壩體劈裂灌漿

土壩壩體劈裂式灌漿是運用壩體應(yīng)力分布規(guī)律，用一定的灌漿壓力，將壩體沿壩軸線方向劈裂，同時灌注合適的泥漿，形成鉛直連續(xù)的防滲泥墻，從而堵塞漏洞、裂縫或切斷軟弱層，提高壩體的防滲能力，并通過漿、壩互壓和濕陷，使壩體內(nèi)部應(yīng)力重分布，提高壩體變形穩(wěn)定性。針對裂縫的局部灌漿，在可能有裂縫的區(qū)域，均勻布置類似固結(jié)灌漿的灌漿孔群;對壩體施工質(zhì)量差，甚至出現(xiàn)上下游貫通的橫縫，一般應(yīng)做全線的劈裂灌漿。

3.2 高壓噴射灌漿

灌漿還可以采用高壓噴射的形式，它的原理主要是通過高壓使得水泥漿液與被灌土地的層土顆粒混雜至一處，凝結(jié)成壁狀的固體，達(dá)到防滲的效果。高壓噴射灌漿用于防滲工作有幾大明顯的優(yōu)勢:工作效率比較高，所需料源經(jīng)濟(jì)方便，所需設(shè)備也比較簡單，在用于搭接防滲的時候效果尤其明顯。然而相對其他方法，也有一些不可忽視的制約:施工時需要的機(jī)具很多，對地質(zhì)本身的條件有限制，當(dāng)顆粒較大(大于200mm)的時候較難控制，易出現(xiàn)漏噴的情況。

3.3 卵礫石層防滲帷幕灌漿

卵礫石層的防滲帷幕灌漿大都采用黏土為主加少量水泥的混合漿液進(jìn)行灌注，不同于在巖石中灌漿。因受地質(zhì)條件的限制，不能有效控制漿液的填充范圍，為達(dá)到相對較高的防滲標(biāo)準(zhǔn)，常需采用三排以上的灌漿孔。隨著防滲墻技術(shù)的日益成熟，目前較少采用該方法，僅作為當(dāng)灌漿作為補(bǔ)充勘探時的手段，同時兼顧防滲處理。該方法可以更加準(zhǔn)確地針對發(fā)生集中滲漏的地點，通過少量的灌漿使問題得到解決。

3.4 控制性灌漿

控制性灌漿是近年來提出的一種改進(jìn)型灌漿工藝，是對傳統(tǒng)灌漿工藝的一種調(diào)整，通過控制漿液壓力和流量，在保證質(zhì)量和效果的前提下，有效控制灌漿范圍，節(jié)約時間和投資。

4 結(jié)語

隨著水利工程的發(fā)展，新的技術(shù)和施工方法的采用，使得小型水利水電樞紐工程除險加固的方法多樣化起來。傳統(tǒng)的防滲、灌漿的方法在目前還是有效的，且使用范圍廣。可以針對小型水利水電樞紐工程的不同特點，采取不同的方法。?

1 邱灝．水利工程防滲處理施工技術(shù)綜評［J］．黑龍江水利科技，2011(01)．

2 李接龍．水利工程防滲處理技術(shù)探討［J］．民營科技，2011(12)．

3 王子棟．水利工程的防滲處理措施［J］．科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012(01)．