試析水利工程防滲處理技術(shù)

楊文泉

【摘 要】隨著我國的經(jīng)濟發(fā)展，水利工程的發(fā)展也很迅速，本文對常用的各種水利工程防滲處理方式、方法進行總結(jié)整理，并結(jié)合小型水利水電樞紐工程的現(xiàn)狀提出當前適用性較高的防滲方法。

【關(guān)鍵詞】水利工程；水利除險加固；灌漿處理

我國的小型水利水電樞紐工程為數(shù)眾多，分布廣，壩型多樣。這些水利水電樞紐工程有著相當重要的作用，如防洪減災(zāi)、農(nóng)業(yè)灌溉、人類生活用水、工業(yè)用水等。然而其中許多工程都不同程度存在一些病險問題。這些工程的主要病險有：防洪標準偏低，達不到現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范標準要求；壩體、壩基多有滲漏、滲透破壞等；工程建筑物老化失修。這些病險不僅造成水利水電樞紐工程不能正常運行，不能充分發(fā)揮其效益，而且還嚴重威脅到下游人民生命財產(chǎn)的安全，因此急需進行除險加固處理。病險水利水電樞紐工程最主要的病征是滲透問題，有地基（包括壩肩）滲透和壩體滲透。根據(jù)不同的壩型、壩基和病因情況，應(yīng)采取不同的處理方法。常用的是防滲墻和灌漿。

1.防滲墻類型及其特點

防滲墻一般要求墻體厚度小、滲透系數(shù)低、柔性強、耐久性好及單位面積造價低。防滲墻施工有多頭深層攪拌水泥土、鋸槽法、鏈斗法、薄型抓斗、射水法和倒掛井法等成墻工藝。

1.1多頭深層攪拌水泥土成墻工藝

多頭深層攪拌樁機一次多頭鉆進，把水泥漿噴入土體并攪拌，使土體與水泥漿液混合固結(jié)成一組水泥土樁，樁與樁搭接形成水泥土防滲墻，目前最大成墻深度為22m，水泥土滲透系數(shù)<10cm/s，抗壓強度>0.3MPa。其優(yōu)點是施工簡便、無泥漿污染、造價較低，適用于粘土、砂土、淤泥和砂礫層（砂礫直徑小于5cm）。實踐證明，多頭深層攪拌水泥土防滲墻防滲效果明顯，在地下防滲工程中質(zhì)量可靠，投資最經(jīng)濟、最有效，具有一定發(fā)展前景。

1.2鋸槽法成墻工藝

在先導(dǎo)孔中，鋸槽機的刀桿以一定的傾角一邊做上下往復(fù)切割運動，一邊以0.8-1.5m/h的速度（根據(jù)地層狀況）向前移動開槽；被鋸切割下來的土體可由反循環(huán)或正循環(huán)方式的排渣系統(tǒng)排出槽外，并采用泥漿護壁。澆筑塑性混凝土，形成寬度為0.2-0.3m的防滲墻體。鋸槽機由行走底盤、動力及傳動系統(tǒng)、刀桿及支架加壓系統(tǒng)、排渣系統(tǒng)、起重設(shè)施及電氣控制系統(tǒng)組成；傳動方式有機械式與液壓式兩種。以不同規(guī)格的刀桿進行組合，開槽寬度可達0.2-0.5m、深度達到40m。鋸槽法的優(yōu)點是連續(xù)成槽、工效高、墻體連續(xù)、質(zhì)量好，并且成墻深，適應(yīng)于粘土、砂土和卵石粒徑小于100mm的砂礫石地層；還可以采用自凝灰漿、固化灰漿形成不同強度和抗?jié)B指標的防滲墻。

1.3鏈斗法成墻工藝

由鏈斗式開槽機排樁上的旋轉(zhuǎn)鏈斗取土，同時將斜放的排樁下放到成墻深度，開槽機前進開挖溝槽，并采用泥漿護壁，其澆筑混凝土方法類似鋸槽法。鏈斗式開槽機的開槽寬度為16-50cm，深度可達10-15m。適應(yīng)于粘土、砂土和粒徑小于槽厚的、含量小于30%的砂礫石地層。

1.4薄型抓斗成墻工藝

采用斗寬為0.3m的薄型抓斗挖土開槽，泥漿護壁，澆筑塑性混凝土或用自凝灰漿形成薄壁防滲墻，最大成墻深度可達40m。適用于粘土、砂土及卵石和砂礫的含量與粒徑在一定范圍內(nèi)的土層。

2.灌漿類型及其特點

土石壩壩體、壩基防滲處理中灌漿方法主要有均質(zhì)土壩及寬心墻壩的壩體劈裂灌漿、高壓噴射灌漿、壩基卵礫石層防滲帷幕灌漿等。

2.1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。

2.2高壓噴射灌漿

高壓噴射灌漿防滲是借助于高壓水泥漿液射流沖擊破壞被灌地層結(jié)構(gòu)，使水泥漿液與被灌地層土顆粒摻混，形成壁狀固結(jié)體而起防滲作用。根據(jù)被灌地層結(jié)構(gòu)和防滲要求不同，又分為定噴、擺噴和旋噴。高壓噴射灌漿防滲處理的優(yōu)點是：設(shè)備簡單、工效高、料源廣、造價低，搭接防滲的效果好。缺點是：機具較多、對地質(zhì)條件的要求較高，控制不好易在較大（>200mm）顆粒背后形成漏噴現(xiàn)象。

2.3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粘土為主加少量水泥的混合漿液進行灌注，不同于在巖石中灌漿。卵礫石層灌漿難以形成自立的鉆孔，故常采用套閥式灌漿、循環(huán)鉆灌閥跟管灌漿、打管灌漿的方法。因受地質(zhì)條件的限制，不能有效控制漿液的填充范圍，為達到相對較高的防滲標準，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，僅用于當灌漿作為補充勘探的手段，同時兼顧防滲處理，可以更加準確地針對發(fā)生集中滲漏的地點，通過少量的灌漿使問題得到解決的情況下。

2.4控制性灌漿

控制性灌漿是近年來提出的一種改進型灌漿工藝，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。

3.結(jié)論

綜上所述，小型水利水電樞紐工程除險加固，多可以采用防滲、灌漿的方法得到有效處理。針對小型水利水電樞紐工程的不同特點，采取不同的方法。高壓噴射灌漿技術(shù)具有開挖量小、占地少、設(shè)備簡單、灌漿工效高、造價低、對臨近建筑物影響小的特點，應(yīng)用較廣。

【參考文獻】

[1]閻太生.論橋梁的加固技術(shù)[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟，2003，（07）.

[2]邱端武.水泥粉噴樁加固技術(shù)在新洲水閘軟基處理中的應(yīng)用[J].廣東科技，2006，（02）.

[3]張桂東，韓嘯，趙珺.淺談水利工程防滲施工處理技術(shù)應(yīng)用.科技資訊，2011，（14）.