水利工程防滲處理施工技術(shù)綜述

張華升

(新疆伊犁河流域開發(fā)建設(shè)管理局，烏魯木齊 830000)

水利工程防滲處理施工技術(shù)綜述

張華升

(新疆伊犁河流域開發(fā)建設(shè)管理局，烏魯木齊 830000)

水體間的水頭差形成了水流，水流過程中必須對水體周邊形成滲透壓力，而水體接能的周邊土壤和巖層壩具滲透性。因此，水利工程設(shè)計中都必須做好防滲處理。特別是對運行已久的水工程。要做好維修保養(yǎng)，尤其是做好防滲處理。水利工程設(shè)施的相關(guān)防滲處理工作已越來越成為擺在水利工程建設(shè)者及工程管理部門面前的一項重要課題。

水利工程;防滲施工;鉆乳灌漿成墻;振動成墻;膨脹漿塞法成灌漿

0 引言

中小型的水利水電樞紐工程在我國數(shù)量多，分布廣，且壩型也較為豐富多樣。目前，這些工程設(shè)施仍然在農(nóng)村農(nóng)田灌溉、減災(zāi)防洪、人民生產(chǎn)生活等各個方面發(fā)揮著重要作用。追溯這些工程設(shè)施的建設(shè)時期，可謂歷史久遠，其中的大多都是在特殊歷史時期下建造的，經(jīng)過了這許多年的不斷使用，很多設(shè)施都或多或少地存在并發(fā)現(xiàn)了一些不同程度的病害問題。主要表現(xiàn)為：水壩的基礎(chǔ)及主體工程出現(xiàn)了滲漏甚至滲透破壞現(xiàn)象等;當(dāng)年在建造時參考的相關(guān)標(biāo)準明顯滯后偏低，達不到現(xiàn)行規(guī)范及標(biāo)準的要求;工程建筑物失修老化。上述病害的大量存在，很大程度上導(dǎo)致水利水電樞紐工程無法正常運行，其效益也得不能充分發(fā)揮，并且還將會對下游的人民群眾生命財產(chǎn)安全夠成嚴重威脅，急需對其進行加固除害處理。

1 地下連續(xù)薄防滲墻技術(shù)

近年來，由于在水利工程防滲處理方面的防滲效果可靠，地下連續(xù)薄防滲墻技術(shù)得到越來越廣泛的應(yīng)用。該防滲技術(shù)主要適用于堤身(小型壩)和基礎(chǔ)的垂直防滲，有時也被應(yīng)用于壩體防滲心墻及土石壩防滲加固方面。在歷經(jīng)了多年的工程實踐及不斷探索之后，我國在堤防地下連續(xù)薄防滲墻施工技術(shù)方面取得了顯著發(fā)展和進步。地下連續(xù)薄防滲墻技術(shù)與傳統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)設(shè)備比較，其主要優(yōu)勢在于該技術(shù)在造墻的效率方面有了顯著提高，墻的厚度減少，而成墻的質(zhì)量有了很大程度的提高。下面重點對地下連續(xù)薄防滲墻的常見的幾種施工方法及相關(guān)設(shè)備進行介紹。

1.1 鉆孔灌漿成墻技術(shù)

該成墻技術(shù)的基本工作原理是通過機械成孔后，向所成的孔內(nèi)灌注漿液，并強力攪拌成墻。所用的設(shè)備比較常見的主要有兩種：其中一種為小直徑多頭深層攪拌一次成墻樁機，主要是由專用導(dǎo)架、六頭鉆桿、液壓步履行走底盤以及連鎖器等夠成，使用該設(shè)備成墻效率很高，最大成墻深度可達22m之多。另一種常用的成墻設(shè)備為多頭雙動力深層攪拌樁機，主要是由液壓步履行走底盤、成墻器、三桿六頭攪拌鉆頭及專用導(dǎo)架等部件構(gòu)成，該成墻設(shè)備采用雙動力驅(qū)動，最大成墻深度可達21 m，并且還具有鉆桿中心距可調(diào)、鉆孔多級調(diào)速、垂直精度控制方式先進、三管分別計量灌漿、對環(huán)境影響很小等諸多的優(yōu)點。

1.2 液壓抓斗混凝土超薄防滲墻技術(shù)

一般地，采用該技術(shù)成墻厚度大約25～30 cm，施工中用到的設(shè)備為CH—6O型、CH—80型的液壓抓斗，均為國外生產(chǎn)。最大施工成槽深度可超過70m。因為墻體的厚度僅為通常所見的常規(guī)混凝土防滲墻厚度的1/3～1/2，通常施工條件下可以直接采用液壓抓斗挖鑿成槽，整個施工過程的機械化程度及工作效率都有很大程度的提升。通過采用該技術(shù)組織施工還可以節(jié)約大量的混凝土及其他相關(guān)工程材料，施工成本大幅度降低。同時，所成墻體在連續(xù)性及垂直度方面也能得到更好保障，防滲工程效果完全能夠滿足預(yù)期的設(shè)計要求，真正意義上充分體現(xiàn)出了混凝土防滲墻在防滲性能、工程造價、施工周期以及效用發(fā)揮等方面的獨特優(yōu)勢。

1.3 振動成墻法

該施工方法的基本工作原理是通過機械振動的方式將模具沉入地下設(shè)計深度處，隨后拔模成槽，再向所成槽中灌注漿液漿成墻。工程成墻施工中常見的有如下3種設(shè)備：

1)高頻振錘薄壁板墻設(shè)備：主要是由主機、液壓振動錘、動力站、配有底靴的H鋼梁及工作導(dǎo)架組成。成墻最大深度為27 m，液壓振動方式沉模。本帶具有履帶，行走定位相對比較方便，成墻厚度較小、勞動組合相對合理。

2)振動沉模板墻設(shè)備：由底盤(機械步履式)、模板、震錘、樁架等部件構(gòu)成。通過機械振動的方式，把雙模板交替強制壓入地下設(shè)計深度處，隨后強力拔出成槽，并向槽內(nèi)灌注漿體形成墻體，成墻最大深度可達17 m。

3)振動插板成墻設(shè)備：由起重機(通用履帶式)、插板、震錘等部件構(gòu)成。通過機械振動的方式，把兩塊插板(互為導(dǎo)板)強制交替壓切入地下設(shè)計深度處，成墻最大深度一般可達17 m，成墻厚度一般分為15 cm和18 cm兩種規(guī)格。

上面所述的3種施工設(shè)備主要適用于砂性土、淤泥質(zhì)土、黏土及含礫石的砂礫石土層地下連續(xù)薄防滲墻的工程施工中。由于振動類的成墻施工設(shè)備在工程施工中會產(chǎn)生很大的振動，一般在使用時其適用范圍有所限制，通常用于基礎(chǔ)及小型壩堤的垂直防滲施工。

2 膨脹漿塞法灌漿工藝及施工

工程實踐中在對防洪大壩出現(xiàn)的橫縫進行堵漏時，主要是依靠漿塞膨脹法施工工藝，使用該方法堵漏時漿液填充飽滿，施工效果較好。

2.1 膨脹漿塞法灌漿工藝

在工程施工中的膨脹漿塞的形成是依靠灌漿實現(xiàn)的，主要工序：機械成孔—壓水洗孔—灌注漿體—并漿—封孔。工程中成孔時一般選用4DJ—100型的鉆機，成孔后的開口、終孔直徑分別為105 mm、91 mm，所成孔的底部要深入基巖1.5 m左右深度，孔深一般在52 m左右。采用膨脹漿塞法進行灌漿時，由于使用的灌注材料絕大部分都是遇水就反應(yīng)，浸水就膨脹，所以在對其進行灌注時應(yīng)區(qū)別于水泥的灌注模式，最好是采用一次灌漿法最為適合。然而，通常的化學(xué)灌漿一次注漿方式對于50多米的充水深孔，若不排出水，其內(nèi)包水量太大，漿柱往往很難密實，唯有將水排出才可保證漿液充添飽滿。筆者經(jīng)過認真研究和試驗，最終確定了“以漿趕水、以水壓漿”的施工方案。結(jié)合實測資料，復(fù)合料的比重為1：2(比水重)，施工中可將射漿管深插至孔的底部，使孔底溢出漿體，以漿體趕水上溢。為確保灌漿中形成的漿柱的密實度以及不自由發(fā)泡，就要保證不能讓水自由溢流，實際操作中一般需在孔口予以限制，實現(xiàn)以水壓漿。

2.2 膨脹漿塞法灌漿施工工藝中的具體操作舉措

1)全孔注漿時間的控制：在進漿過程中應(yīng)力求快速，要盡量趕在漿液還未固化之前就把全孔灌滿，實現(xiàn)以漿趕水的目標(biāo)，一般地，全孔總注漿應(yīng)控制在10 min。結(jié)合施工中鉆孔孔徑及設(shè)計孔深等因素，確定40～50 L/min的進漿流速。具體施工中可改造CB—46型齒輪泵，選用功率為3.0 kW的二級電動機進行驅(qū)動來提升進漿速度，此外要用高壓氧取代壓縮空氣(含水汽)作為動力源，以壓力灌漿罐做備用，進而保證灌漿的連續(xù)性。

2)采用雙層管法灌漿：內(nèi)管應(yīng)深入到孔的底部，下端還應(yīng)設(shè)置逆止裝置，以避免孔內(nèi)的水進入到管內(nèi)使得漿體在射漿管內(nèi)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。外管一般選用直徑90 mm的排水管，上部接上壓力表和控制閥，隨時控制著回水(漿)壓力。外管要深入到鉆孔500 mm左右位置，上部纏上線麻并采用水泥水玻璃等將孔口封堵密實。

3 結(jié)語

作為專業(yè)性很強的一種技術(shù)手段，水利工程的防滲處理一般都要求技術(shù)人員應(yīng)該更為全面地掌握專業(yè)技術(shù)，要在工程實踐中吃苦耐勞，忘我奉獻。因水利工程的投入一般都很大，且直接涉及周圍臨近區(qū)域的人民群眾的生命財產(chǎn)安全，加之山水結(jié)構(gòu)復(fù)雜、地形地貌特殊等情況，一定程度上給水利工程的建造及防滲處理帶來了莫大的困難。這就要求我們水利工作者務(wù)必要在工程建設(shè)工程中深入一線，搞好調(diào)查研究，全面客觀地掌握當(dāng)?shù)氐耐临|(zhì)結(jié)構(gòu)、地貌特征等其相關(guān)情況，選用適合的施工工藝組織施工，堵漏防滲，除險加固，全面搞好水利工程設(shè)施的有關(guān)防滲處理工作，保證水利工程設(shè)施質(zhì)量，使其在人類生產(chǎn)生活中發(fā)揮應(yīng)有作用。

［1］朱方麗.水利工程防滲處理施工技術(shù)探討［J］.中國科技博覽，2010(32)：459.

［2］黃華.水利工程防滲技術(shù)與應(yīng)用［J］.中國科技博覽，2010(24)：255.

［3］劉值云.水利工程建設(shè)施工技術(shù)的探討［J］.中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2010(4)：126-127.

TV52

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1007-7596(2012)03-0119-02

2011-12-21

張華升(1976-)，男，新疆烏魯木齊人，工程師。