試析水利工程堤壩防滲加固技術(shù)

王朝才

摘 要：堤壩是水利工程重要組成部分，其防滲水平的高低，直接關(guān)系到水利設(shè)施的工作效率和安全運(yùn)行。文章圍繞水利工程堤壩防滲加固技術(shù)有關(guān)問(wèn)題進(jìn)行探討，首先介紹了堤壩常見(jiàn)險(xiǎn)情，重點(diǎn)闡述了堤壩滲漏的表現(xiàn)和形成原因，其次討論了如何確定堤壩防滲加固工程施工方案，最后對(duì)堤壩防滲加固技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)介紹。

關(guān)鍵詞：水利工程；堤壩；防滲加固

引言

我國(guó)水力資源豐富。各種類(lèi)型的水利工程星羅棋布，遍布祖國(guó)各地，在國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)過(guò)程中發(fā)揮了巨大的支持和推動(dòng)作用。水利工程位于水體之中，長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)之下，其堤壩部分有時(shí)會(huì)發(fā)生滲漏現(xiàn)象，給水利設(shè)施的正常安全運(yùn)轉(zhuǎn)帶來(lái)威脅。作好水利工程堤壩防滲加固工作，切實(shí)保障水利工程安全穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民生活提供高質(zhì)量的服務(wù)保障，是當(dāng)前水利部門(mén)的重要職責(zé)和主要任務(wù)之一。

1 水利工程堤壩常見(jiàn)險(xiǎn)情概述

大量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，堤壩發(fā)生險(xiǎn)情主要有滲透破壞、滑坡、開(kāi)裂和沒(méi)治等幾個(gè)類(lèi)型。在這些險(xiǎn)情中，又以滲透破壞最為嚴(yán)重，危害最大。集中滲漏、管涌、流土、接觸沖刷、接觸流土等堤壩病害都是滲透破壞的表現(xiàn)類(lèi)型。根據(jù)險(xiǎn)情發(fā)生的位置不同，堤壩滲透破壞可以分為三類(lèi)，一是發(fā)生在堤身位置的險(xiǎn)情。出險(xiǎn)原因主要是因?yàn)榈躺肀旧硎┕べ|(zhì)量不過(guò)關(guān)，組成材料的均勻性和填筑密實(shí)度達(dá)不到應(yīng)有水平造成的。例如，有的堤壩堤身使用粉細(xì)砂、砂壤土建筑，或者填筑不夠密實(shí)，存在孔洞、裂縫等現(xiàn)象，在水體長(zhǎng)期浸潤(rùn)下產(chǎn)生散浸、脫坡、漏洞、跌窩等問(wèn)題。二是發(fā)生在堤身和堤壩基礎(chǔ)二者連接部位的險(xiǎn)情，其產(chǎn)生原因主要在于施工時(shí)沒(méi)有做好清基作業(yè)，堤身和基礎(chǔ)相連的部分組成混雜，質(zhì)地不一。三是發(fā)生在堤壩基礎(chǔ)位置的險(xiǎn)情，常見(jiàn)于堤壩基礎(chǔ)含有隔水性差的砂層、砂壤土層的情況。

2 水利工程中堤防防滲施工方案的確定

當(dāng)前，水利工程堤身防滲加固的方法主要有截滲墻、錐探灌漿和劈裂灌漿等幾種。視情況需要還可以采用加厚堤身或翻挖重新填筑堤身的方法。實(shí)施堤防截滲墻工程，重點(diǎn)是要在滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的前提下盡可能地控制成本，一般通過(guò)控制墻體厚度和選用價(jià)格較低的材料進(jìn)行施工的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的。開(kāi)槽法、深沉法、擠壓法造墻等使用比較廣泛的方法在這個(gè)方面做得都比較好。在上述方法中，經(jīng)濟(jì)性能最好的是深沉法，尤其適合20米以下的墻身工程。高噴法施工成本較大，但對(duì)于施工條件復(fù)雜的環(huán)境適用性較好。當(dāng)施工地層中含有大量粒徑較大的砂卵礫石時(shí)，需要使用沖擊鉆，并結(jié)合其它開(kāi)槽施工方式進(jìn)行施工，同時(shí)工程造價(jià)也會(huì)大幅上升。此外，蓋重、排水減壓以及反濾保護(hù)等措施對(duì)于上述施工環(huán)境也具有良好的防滲作用，可以視具體情況選擇使用。

3 水利設(shè)施堤壩防滲加固技術(shù)

3.1 堤壩防滲處理技術(shù)要點(diǎn)

結(jié)合我國(guó)水利工程實(shí)際情況，在進(jìn)行堤壩防滲加固處理時(shí)主要抓好兩項(xiàng)工作，一是以灌漿或?qū)嵤┓罎B墻的方法防止?jié)B透發(fā)生或降低浸潤(rùn)線(xiàn)，二是以防滑樁或壓重的方法增強(qiáng)抗滑性能，確保工程牢固安全。在各項(xiàng)加固作業(yè)中，滑坡屬于處理難度較高的一種，要針對(duì)導(dǎo)致滑坡發(fā)生的具體原因來(lái)制定防范措施。通常來(lái)講，使用降低壩體浸潤(rùn)線(xiàn)或提高土體強(qiáng)度指標(biāo)的方法來(lái)處理滑坡最為理想。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，許多新型材料投入到水利工程施工中。在堤壩防滲處理施工領(lǐng)域，使用土工膜或復(fù)合土工膜提高壩體防滲水平、使用加筋材料提高土體穩(wěn)定性和安全系數(shù)的方法經(jīng)過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)，受到廣大施工單位的好評(píng)，應(yīng)用發(fā)展速度極快。在進(jìn)行壩基防滲作業(yè)時(shí)，要堅(jiān)持上游“鋪、截、堵”，下游“導(dǎo)、減、排”的原則，通過(guò)鋪蓋、防滲墻與帷幕灌漿等設(shè)施盡可能控制滲透量，通過(guò)導(dǎo)滲反濾體、減壓井、排水溝等設(shè)施減小揚(yáng)壓力。

3.2 堤壩工程灌漿防滲工藝

3.2.1 劈裂式帷幕灌漿法。該方法常見(jiàn)于對(duì)堤身進(jìn)行加固處理，以提高堤身抗?jié)B漏性能。具體施工時(shí)，要視堤壩區(qū)直程度的變化，以淺孔輕便鉆機(jī)或更簡(jiǎn)單的鉆具，按照梅花形和直線(xiàn)形種方式進(jìn)行鉆孔施工。鉆孔時(shí)要沿堤壩軸線(xiàn)的方向在堤頂鉆孔，鉆孔處要與堤外肩保持1.5米的距離，孔距為3米，深度以鉆透堤身填土或穿過(guò)堤身深達(dá)下方基礎(chǔ)1至2米為準(zhǔn)。按照從下到上的順序進(jìn)行灌漿作業(yè)，少灌多復(fù)；灌漿泥漿稠度從小到大，逐漸增加。而壓力則按照從大到小的方式設(shè)置，具體操作根據(jù)實(shí)際情況決定。按照這樣的方式進(jìn)行作業(yè)，能夠很好的解決灌漿作業(yè)中常見(jiàn)的冒漿、串漿、滑坡、局部隆起等問(wèn)題，從而保障灌漿質(zhì)量，確保灌入的泥漿在堤壩軸線(xiàn)方向構(gòu)成帷幕狀防護(hù)層，堤身結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和抗?jié)B漏性能得以大幅提高。

3.2.2 低壓速凝式灌漿法。該法主要是用來(lái)?yè)岆U(xiǎn)施工，常見(jiàn)于水位到大危險(xiǎn)警戒線(xiàn)時(shí)堵塞管涌施工中。在具體施工時(shí)，按照發(fā)生管涌位置的地質(zhì)情況選擇30型鉆機(jī)或50型鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔作業(yè)?？锥淬@好戶(hù)加入堵塞材料，一般選擇黃豆或大米等浸水后發(fā)生膨脹的材料。隨即向孔內(nèi)注入水泥漿，水泥漿混有速凝劑，可以加快凝固。注漿作業(yè)要注意壓力和速度控制，一般情況下壓力要控制在49千帕以下。由于膨脹材料的存在，管涌?jī)?nèi)阻力變大，水流放緩，有利于減少水泥漿的流失。在速凝劑的作用下，水泥漿迅速凝固從而達(dá)到堵塞管涌的目的。

3.2.3 高壓填充式灌漿法。該法是是堤壩基礎(chǔ)灌漿作業(yè)的重要方法，此外還可以用于堤身存在的蟻穴、溶洞等孔洞的填充作業(yè)。在進(jìn)行堤基基礎(chǔ)灌漿作業(yè)時(shí)，主要施工設(shè)備為50米工程鉆機(jī)，先用鉆機(jī)在設(shè)計(jì)位置的堤頂開(kāi)始鉆孔，孔距保持1.5米至2米之間，孔洞深度以鉆入基礎(chǔ)穿過(guò)砂層直達(dá)礫石層2米為準(zhǔn)。灌漿作業(yè)壓力保持在127.40至166.60千帕，為防止堤身遭受水分浸潤(rùn)，套管要深入填土層。灌漿作業(yè)安裝從下往上的順序，首先是在基礎(chǔ)部分砂礫層灌入水泥漿，隨后逐漸上升到土層，最后用黃泥漿作為封孔料封孔。該法對(duì)于因?yàn)榛A(chǔ)質(zhì)量不過(guò)關(guān)引發(fā)的管涌具有較好的處理效果。在進(jìn)行蟻穴、溶洞等孔洞填充作業(yè)時(shí)，灌先使用鉆機(jī)在模板孔洞周?chē)@孔，然后灌入泥漿，將目標(biāo)孔洞包圍后將孔洞填滿(mǎn)。

3.3 混凝土防滲墻施工技術(shù)

混凝土防滲墻是堤壩防滲的重要措施。截至目前，混凝土防滲墻已經(jīng)發(fā)展出許多種工藝。每種工藝各有特點(diǎn)，在實(shí)際工作中要注意根據(jù)實(shí)際情況選擇適當(dāng)?shù)氖┕ぜ夹g(shù)，在保障項(xiàng)目技術(shù)要求達(dá)標(biāo)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化。常見(jiàn)的混凝土防滲墻施工技術(shù)包括高壓噴射防滲墻、自凝灰漿防滲墻、垂直鋪塑、水泥土攪拌樁防滲墻、帷幕灌漿等多種方法。其中，帷幕灌漿法中的灌漿強(qiáng)度值灌漿法（GIN法）是當(dāng)前技術(shù)水平較為先進(jìn)的一種混凝土防滲墻施工技術(shù)，我國(guó)于近些年引入，在多個(gè)重要水利工程中發(fā)揮了巨大作用。

4 結(jié)束語(yǔ)

水利工程是重要基礎(chǔ)設(shè)施。堤壩作為水利工程重要組成部分，其安全穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)于地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和當(dāng)?shù)厝嗣袢罕姲簿訕?lè)業(yè)具有重要影響。水利部門(mén)要高度重視堤壩防滲問(wèn)題，強(qiáng)化險(xiǎn)情排查工作，針對(duì)存在的問(wèn)題，要結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，科學(xué)制定防滲加固方案，認(rèn)真組織施工，切實(shí)保障堤壩在使用年限內(nèi)的安全穩(wěn)定。

參考文獻(xiàn)

[1]肖紅.關(guān)于堤壩加固技術(shù)的分析[J].重慶社會(huì)工作職業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，6（1）.