水利工程防滲的施工技術(shù)研究

顏 睿

（重慶市涪陵農(nóng)林水利建設(shè)投資集團(tuán)有限公司，重慶 408000）

水利工程防滲的施工技術(shù)研究

顏 睿

（重慶市涪陵農(nóng)林水利建設(shè)投資集團(tuán)有限公司，重慶 408000）

隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，中國的水利工程項(xiàng)目越來越多，但水利工程的滲漏問題也日漸頻繁，滲漏問題是水利工程的重大安全隱患。因此，防滲問題日益成為水利施工的重點(diǎn)問題，通過對(duì)中國常用的防滲處理技術(shù)進(jìn)行研究，針對(duì)水利工程的防滲施工技術(shù)進(jìn)行探討分析。

水利工程；防滲；施工技術(shù)；滲水原因

1 水利工程施工特點(diǎn)

水利工程相比于其他工程項(xiàng)目主要表現(xiàn)為以下3個(gè)特點(diǎn)：

1.1 水利工程基本特點(diǎn)

水利工程旨在對(duì)水資源進(jìn)行改造，所以水利工程要具備基本的擋水、蓄水以及泄水等基本功能。由于水利工程項(xiàng)目長期與水接觸，水利工程項(xiàng)目不僅要具備穩(wěn)定性和抗震性，更要做好防滲漏措施，因此水利工程對(duì)基礎(chǔ)建筑物的建設(shè)施工有很高的要求。水利工程建設(shè)在國家相關(guān)建筑規(guī)范與施工技術(shù)要求的基礎(chǔ)上，要切實(shí)采用有效防滲漏施工措施，滿足水利工程的質(zhì)量要求［1］。

1.2 水利工程施工條件

水利工程在具體施工過程中的施工條件比較復(fù)雜，一方面施工上增加了難度，另一方面水利工程對(duì)地基的質(zhì)量和要求非常高。地基是所有工程項(xiàng)目的建設(shè)基礎(chǔ)，一旦地基不穩(wěn)，建立在地基之上的建筑物就有崩塌的危險(xiǎn)。水利項(xiàng)目對(duì)地基的高要求，高標(biāo)準(zhǔn)可想而知。

1.3 水利工程環(huán)境因素

水利工程項(xiàng)目的建設(shè)要考慮當(dāng)?shù)氐臍夂蚺c地理環(huán)境因素。水利工程最好選擇在枯水期進(jìn)行施工，并綜合考慮何種不利與施工的環(huán)境因素，提前做好預(yù)防工作，爭取把環(huán)境對(duì)水利工程的影響降至最低，確保施工順利。

2 水利工程滲水原因的分析與論述

滲水問題對(duì)水利工程的建設(shè)和運(yùn)營起到至關(guān)重要的作用。導(dǎo)致工程滲水主要的原因有以下3點(diǎn)：

2.1 施工技術(shù)落后

中國開展現(xiàn)代化水利工程建設(shè)的時(shí)間比較晚，目前現(xiàn)存水利工程多數(shù)是20世紀(jì) 50年代的產(chǎn)物，有鑒于當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平與設(shè)計(jì)理念，很多水利工程普遍存在著滲水的問題。尤其是對(duì)水利工程地基的處理方法不當(dāng)，造成地基的松動(dòng)，進(jìn)而對(duì)水利工程造成破壞。一般地，中國地基的地質(zhì)可以分為3類：

1）砂土性土壤，沙土性土壤的主要由中砂、砂土壤、粉細(xì)沙等成分構(gòu)成，此類土壤容易受潮液化，導(dǎo)致水利工程基地失衡，進(jìn)而出現(xiàn)滲水現(xiàn)象。

2）鹽性土壤，鹽性土壤的含鹽量較高，此類土壤容易受鹽性的變化導(dǎo)致地質(zhì)的變化。在冬季枯水期，不平整的地基中的部分土壤中的鹽分會(huì)隨著地下水析出，導(dǎo)致水利工程地基進(jìn)入高含鹽量狀態(tài)，對(duì)地基產(chǎn)生嚴(yán)重侵蝕，極大破壞了水利工程地基的穩(wěn)定性。

3）濕陷性土壤，濕陷性土壤更易受潮液化，此類土壤被水長時(shí)間浸泡后，將出現(xiàn)整體下陷的情況，在濕陷性土壤上建立水利工程地基將大大縮短水利工程的使用年限。

因此，在水利工程地基建設(shè)過程中，要針對(duì)不同土壤采取不同的對(duì)應(yīng)措施，避免在地質(zhì)不好的地方施工，減少水流對(duì)水利工程項(xiàng)目的造成的不良影響。

2.2 施工過程馬虎

1）施工基坑導(dǎo)致大面積的滲水現(xiàn)象。在水利工程施工中常常見到底板大面積滲水的情況，這種現(xiàn)象是由于建基面的周圍基坑在施工過程中沒有達(dá)到水利工程的施工要求，使得基坑的排水能力降低，遇上強(qiáng)降水或降雪天氣，容易造成積水無法迅速排離，導(dǎo)致水面上漲，進(jìn)而淹沒墊層，最終出現(xiàn)大面積的積水。除此之外，水利工程建設(shè)過程中，混凝土使用材料的性能不高、調(diào)配比例不科學(xué)、攪拌不均勻、灌注不得當(dāng)都容易造成水利工程出現(xiàn)較大縫隙，并出現(xiàn)大面積滲透問題。

2）施工縫導(dǎo)致的滲漏。施工縫除了上文提及的混凝土造成的問題外，還有一種是施工單元化造成的不同單元間的縫隙。為施工方便，將水利工程主體劃分為多個(gè)比較小的施工單元，各個(gè)單元的連接處不可避免的存在著縫隙，這些縫隙是導(dǎo)致滲漏問題的重大隱患。在具體的施工過程中，混凝土容易受到次應(yīng)力作用、熱脹冷縮以及靜動(dòng)荷載的影響，在環(huán)境出現(xiàn)變化時(shí)，混凝土的主體構(gòu)造容易出現(xiàn)變形，如果變形受阻，混凝土的主體內(nèi)部也會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力，應(yīng)力一旦超越混凝土的抗壓強(qiáng)度就會(huì)出現(xiàn)縫隙。無論何種原因產(chǎn)生的混凝土裂縫都是水利工程滲漏的主要原因。

2.3 維護(hù)力度薄弱

中國在工程建設(shè)中一向是重建設(shè)，輕維護(hù)，導(dǎo)致很多水利工程存在重大安全隱患，主要集中表現(xiàn)在以下3個(gè)方面：

2.3.1 對(duì)于混凝土材質(zhì)的維護(hù)、保養(yǎng)能力較弱

上文提及混凝土容易受到周圍環(huán)境的影響產(chǎn)生縫隙，如果不能及時(shí)阻止混凝土的變化，其縫隙有變大的趨勢(shì)并逐漸不能承受水的壓力，輕者出現(xiàn)滲漏，重者導(dǎo)致工程主體嚴(yán)重破壞。

2.3.2 對(duì)于工業(yè)垃圾的清除不夠徹底

在水利工程建設(shè)過程中，地基建設(shè)將產(chǎn)生大量的淤泥、碎石等工業(yè)垃圾，這些工業(yè)垃圾如果不能清理干凈將對(duì)工程后續(xù)工作造成困難，直接影響到地基的開挖與回填作業(yè)，導(dǎo)致地基坡度的偏差。

2.3.3 對(duì)于模板拼接不夠精確

在水利工程施工過程中，模板的拼接不夠精細(xì)，存在較大的偏差，這個(gè)問題很大程度上是由于施工方趕工期，忽略相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范造成的。在趕工期的時(shí)候，施工方會(huì)提前拆除模板，并忽視保養(yǎng)工作，等于縱容了水利工程的質(zhì)量問題，發(fā)生滲漏情況是遲早的問題。

3 水利工程防滲施工技術(shù)措施

一般來說，水利工程防滲施工技術(shù)主要包括防滲墻技術(shù)、排水固結(jié)技術(shù)高壓噴射注漿技術(shù)以及灌漿防滲施工技術(shù)。

學(xué)生經(jīng)過交流發(fā)現(xiàn)：破壞生態(tài)系統(tǒng)中任意一類角色（生產(chǎn)者、初級(jí)消費(fèi)者、次級(jí)消費(fèi)者）都會(huì)影響生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)和能量的流動(dòng)，從而導(dǎo)致失去生態(tài)平衡。值得反思的是，大多數(shù)的破壞罪魁禍?zhǔn)锥际侨祟?，從而從情感上認(rèn)同人與自然和諧發(fā)展的意義，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感，形成保護(hù)環(huán)境的意識(shí)。

3.1 防滲墻施工技術(shù)

防滲墻施工技術(shù)是最常見的水利工程防滲施工技術(shù)，因?yàn)榉罎B墻具有耐久性好、墻體厚度較小、滲透系數(shù)小以及單位面積造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，使之成為水利工程防滲施工技術(shù)的首選。防滲墻施工技術(shù)的工藝主要有多頭深層攪拌法、射水法、鏈斗法、抓斗成槽法、沖擊成槽法以及鋸槽法等施工技術(shù)。

3.1.1 多頭深層攪拌施工技術(shù)

多頭深層攪拌是指將土壤與水泥進(jìn)行混合攪拌，將其凝固成為水泥土樁，最后將一個(gè)個(gè)水泥土樁連接成防滲墻。這種施工方法工藝相對(duì)簡單，實(shí)施方便，并且成本較低，具有很高的性價(jià)比。

3.1.2 射水法施工技術(shù)

射水法是指利用造孔機(jī)射出高度水流，在水流沖擊出槽孔之后，接著往槽孔中澆筑混凝土，這樣就很迅速家里一道薄壁防滲墻。這種方法的成型速度快，防滲漏效果也很好。

3.1.3 鏈斗法施工技術(shù)

鏈斗法主要是指利用鏈斗式的開槽機(jī)排樁上的旋轉(zhuǎn)鏈斗取土，并于下方排樁成墻，接著向剛成型的墻前挖槽一道槽，最后采用泥漿護(hù)墻與澆筑混凝土的方式構(gòu)造防滲墻體。

抓斗成槽法是指通過液壓抓斗機(jī)在土壩上挖槽，將挖出泥土提到地面上，在槽段內(nèi)灌入一定濃度的泥漿，然后利用導(dǎo)管澆筑水下混凝土，在混泥土凝固成板墻后，按此法依序構(gòu)建第二、第三道板墻，最終形成一系列的混凝土防滲墻。

沖擊成槽法與鋸槽法防滲施工技術(shù)也具有良好的防滲效果，以上方法都在水利工程建設(shè)中得到的廣泛的認(rèn)可與應(yīng)用。

3.2 排水固結(jié)施工技術(shù)

排水固結(jié)施工技術(shù)主要是通過加壓系統(tǒng)對(duì)目標(biāo)地質(zhì)進(jìn)行加壓處理，使目標(biāo)地基在荷載作用下排出土體空隙中的水分，然后利用豎向排水井（塑料排水袋或砂井等），將土體中的水分逐漸從空隙中排除，使得土體中的孔隙比降低，進(jìn)而使地基發(fā)生固結(jié)變形，達(dá)到強(qiáng)化地基強(qiáng)度的目的，最終提高水利工程的整體強(qiáng)度。排水固結(jié)法主要用于解決地基的沉降和穩(wěn)定問題。為了加速固結(jié)，最有效的辦法就是在天然土層中增加排水途徑，縮短排水距離，設(shè)置豎向排水井（砂井或塑料排水袋），以加速地基的固結(jié)，縮短預(yù)壓工程的預(yù)壓期，使其在短時(shí)期內(nèi)達(dá)到較好的固結(jié)效果，使沉降提前完成；并加速地基土抗剪強(qiáng)度的增長，使地基承載力提高的速率始終大于施工荷載增長的速率，以保證地基的穩(wěn)定性。排水固結(jié)法適的有一定的應(yīng)用范圍，排水固結(jié)法適用于處理飽和和軟弱土層，但對(duì)滲透性極低的泥炭土要慎重對(duì)待。因此，排水固結(jié)法在使用前要對(duì)施工地質(zhì)進(jìn)行測(cè)試，只有符合排水固結(jié)法施工條件的地質(zhì)才能以此法進(jìn)行施工。排水固結(jié)法由于施工過程快捷，成本低廉，是水利工程防滲施工的主要工藝技術(shù)。

3.3 高壓噴射施工技術(shù)

高壓噴射施工技術(shù)有效彌補(bǔ)了排水固結(jié)法應(yīng)用范圍有限的不足。高壓噴射注漿法是通過鉆孔，將經(jīng)過特殊合金處理的注漿管噴嘴送到預(yù)定位置，接著利用高壓泥漿泵或高壓水泵通過噴嘴把漿液噴射出來，以高壓水流沖擊目標(biāo)土體，利用噴射流束的離心力、重力以及沖擊力等綜合作用，將土粒與漿液攪拌混合，達(dá)到適當(dāng)?shù)臐{土比例和質(zhì)量大小，最終實(shí)現(xiàn)施工土體的重新排列。待漿液凝固以后，在土內(nèi)就形成一定形狀的固結(jié)體。等到漿液凝固后，施工后的土層就變成了堅(jiān)固的防滲層。高壓噴射施工技術(shù)適用于砂性土質(zhì)、黏性土質(zhì)、黃土以及淤泥等土質(zhì)，不適用于含有大量粒徑過大的礫卵石、含有大量纖維質(zhì)的腐殖土層以及含有大量漂石或塊石的地層應(yīng)用。高壓噴射施工技術(shù)的施工過程一般有定噴、擺噴以及旋噴3種方式。高壓噴射施工技術(shù)構(gòu)筑的凝結(jié)體的形狀與噴射的時(shí)間與方向有直接關(guān)系。定噴由于噴射方向沒有變化，其形成的凝結(jié)體呈板狀；擺噴以點(diǎn)帶面，其形成的凝結(jié)體呈啞鈴狀；旋噴向周四均勻噴射，其形成的凝結(jié)體呈柱狀。噴嘴運(yùn)動(dòng)方式的不同將決定凝結(jié)體的形狀，3種噴射形式的工作原理是相同的，其形成凝結(jié)體的性質(zhì)與技能是基本相同的，水利工程項(xiàng)目可以依據(jù)實(shí)際的施工需求來選擇噴射方式。

3.4 灌漿防滲施工技術(shù)

灌漿防滲施工技術(shù)主要有基礎(chǔ)帷幕灌和壩體劈裂灌漿2種方式：

1）基礎(chǔ)帷幕灌漿工藝：基礎(chǔ)帷幕灌漿工藝是指在通過在水利工程閘壩的巖石或砂礫石地基中灌漿，使施工地基形成凝結(jié)體的防滲工藝。

2）壩體劈裂灌漿工藝：劈裂灌漿是利用水力劈裂原理，依據(jù)壩體的應(yīng)力分布規(guī)律，對(duì)存在隱患的土壩在壩軸線上進(jìn)行鉆孔、并通過加壓灌漿，使?jié){體與劈裂結(jié)構(gòu)凝結(jié)成新的防滲墻體。

灌漿防滲施工技術(shù)能夠適用于各種施工環(huán)境，它的原理是利用液壓、氣壓或電化學(xué)原理，將一些將會(huì)固化的漿液注入人為的或天然的預(yù)訂孔隙中，以達(dá)到改變目標(biāo)介質(zhì)物理力學(xué)性質(zhì)的目的。灌漿防滲技術(shù)普遍被應(yīng)用于施工難度較大或質(zhì)量要求較高的水利工程項(xiàng)目。

［1］王和富.小議水利工程防滲加固中應(yīng)用多頭小直徑深層攪拌樁截滲墻技術(shù) ［J］.科技資訊，2011（04）：45.

Research on Anti-seepage Technology of W ater Conservancy Construction

YAN Rui

（Chongqing Fuling Agriculture and Forestry Water Conservancy Construction Investment Group Co.Ltd.，Chongqing 408000，China）

With the rapid development of our economy，there are more and more water conservancy projects in our country.But the problem of leakage of water conservancy projects are increasingly frequent，the problem of leakage is a great hidden safety trouble ofwater conservancy project.Therefore，seepage problem has increasingly become a key issue for the water conservancy construction.Based on the study of common anti-seepage technologies used in China，the anti seepage construction technology in water conservancy project is analyzed.

hydraulic engineering；anti-seepage technology；construction technology

TV543

A

1007－7596（2015）03－0011－03

2014－10－31

顏睿（1974－），女，重慶涪陵人，工程師。