水利工程中防滲施工技術(shù)的應(yīng)用探究

譚成玉

【摘 要】我國的水利工程設(shè)施分布十分的廣泛，數(shù)量也比較多，這些水利工程生產(chǎn)和生活中發(fā)揮了非常重要的作用。我國的水利工程由于建成的年代相對(duì)比較很早，而大量的水利工程面臨的一個(gè)普遍問題就是滲漏。長期以來，由于很多方面的因素，水利工程的滲漏沒有得到比較好的解決，所以在最近幾年，水利工程的防止?jié)B漏的施工技術(shù)都成為工程關(guān)注的主要問題，本文就對(duì)水利工程中防滲施工技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了分析。

【關(guān)鍵詞】水利工程；防滲施工技術(shù)；應(yīng)用

引言

目前，水利工程的種類很多，其存在的問題也是多樣的，其中最普遍、最主要的就屬滲透問題。滲透問題不僅嚴(yán)重地影響著工程的正常使用，使水利工程不能發(fā)揮作用，還嚴(yán)重地威脅著工程下游住戶的財(cái)產(chǎn)生命安全。因此，必須對(duì)出現(xiàn)滲透問題的水利工程采取有效、科學(xué)的加固防滲措施。然而隨著科技水平的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，對(duì)水利工程的施工質(zhì)量和使用性能也提出了更嚴(yán)格的要求，因而，就很有必要對(duì)水利工程施工中防滲技術(shù)進(jìn)行研究和分析。

一、水利建筑工程施工的意義

水資源作為一種人類生存、生活及生產(chǎn)不可或缺的能源，在人類歷史發(fā)展中具有重要貢獻(xiàn)。水資源具有安全無污染的特點(diǎn)，這種資源的大量應(yīng)用對(duì)社會(huì)的發(fā)展及經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有重要意義。20世紀(jì)中期，我國現(xiàn)代水利工程開始興起，隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，水利工程建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，在水利工程建設(shè)中運(yùn)用了多種施工技術(shù)，在發(fā)展的同時(shí)還存在諸多問題。如當(dāng)前我國水利建筑工程主要存在的問題有：首先，防水標(biāo)準(zhǔn)沒有遵循國家有關(guān)水利工程施工規(guī)范進(jìn)行，部分水利工程防洪方面具有較低的標(biāo)準(zhǔn)，在雨量過大時(shí)，極易出現(xiàn)洪澇災(zāi)害；其次，在建設(shè)壩基和壩體中，因?yàn)槌杀締栴}，如選用的防滲材料與施工要求不相符，對(duì)施工流程控制又存在嚴(yán)重不足，導(dǎo)致極易有滲漏情況在水利工程壩基和壩體中出現(xiàn)，進(jìn)而對(duì)水利工程運(yùn)行的正常功能造成極大的影響；最后，一些水利工程建設(shè)時(shí)間較長，維修工作也沒有及時(shí)開展，隨著時(shí)間的推移，導(dǎo)致各種安全隱患的大量出現(xiàn)。這種情況下，在社會(huì)發(fā)展及經(jīng)濟(jì)水平提升等方面，水利建筑工程將無法將自身的功能充分發(fā)揮出來，由此可見，滲漏問題在水利建筑工程建設(shè)對(duì)其質(zhì)量是否良好具有關(guān)鍵性的作用。伴隨我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的不斷提升，我國水利建筑行業(yè)已逐漸呈現(xiàn)出健康穩(wěn)定發(fā)展的趨勢(shì)。近年來，我國眾多重型大型水利工程建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，在發(fā)展的同時(shí)，我國水利建筑工程主要任務(wù)就是，不斷加大水利建筑工程施工技術(shù)的創(chuàng)新力度，提高工程施工質(zhì)量，加強(qiáng)水利建筑工程施工技術(shù)及其應(yīng)用研究。在工程實(shí)施過程中，水利建筑工程施工技術(shù)水平高低直接影響到整個(gè)水利建筑工程建設(shè)的質(zhì)量。作為水利工程施工及使用過程中最常見的一項(xiàng)質(zhì)量問題，滲漏治理難度較大。造成水利工程滲漏的因素較多，這主要包含多方面原因，如材料、設(shè)計(jì)及管理等，進(jìn)而造成工程安全隱患。在水利工程施工中，防滲墻施工是具有實(shí)用性的重要環(huán)節(jié)，其施工質(zhì)量的優(yōu)劣對(duì)水利工程的使用性能及使用年限將起到關(guān)鍵性的作用，甚至?xí)斐蓸O大的人員傷亡及財(cái)產(chǎn)損失。

做好防滲工作是確保水利工程施工質(zhì)量的重要保障，在水利工程施工中，要求該工程具有良好的抗震性、穩(wěn)定性，還必須具有較強(qiáng)的防滲能力。與此同時(shí)，在現(xiàn)有水利工程中如發(fā)現(xiàn)滲漏問題，必須根據(jù)具體施工情況，選用科學(xué)有效的施工方式進(jìn)行處理。如處理不當(dāng)，將嚴(yán)重影響到國家及人民的切身利益，甚至造成極大的人員傷亡與財(cái)產(chǎn)損失。由此可見，防滲技術(shù)在水利工程施工中具有重要意義。

二、水利工程發(fā)生滲水的原因

1、設(shè)計(jì)方面原因

在水利工程設(shè)計(jì)的初級(jí)階段，很多的設(shè)計(jì)人員存在著經(jīng)驗(yàn)不足的問題，在技術(shù)能力方面也非常的有限，對(duì)工程的實(shí)際情況不能很好的掌握就進(jìn)行設(shè)計(jì)工作，使得水利工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)難以達(dá)到相關(guān)的要求，在處理大型水利工程建設(shè)方面不能將很多的問題都考慮全面，導(dǎo)致洪水高峰期會(huì)出現(xiàn)滲漏的情況。

2、原料的質(zhì)量存在問題

設(shè)計(jì)單位在設(shè)計(jì)過程中將主要的精力都放在了水利工程質(zhì)量管理以及控制方面，對(duì)工程的材料質(zhì)量沒有進(jìn)行重視，施工中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)偷工減料的現(xiàn)象，會(huì)因?yàn)椴牧蠁栴}導(dǎo)致工程質(zhì)量不合格。在水利工程施工過程中，因?yàn)槭艿劫Y金以及技術(shù)方面的限制，對(duì)工程質(zhì)量也會(huì)產(chǎn)生很大的影響。

3、施工方面原因

水利工程的地基以及墻壁施工，在占地面積上比較大，因此，要想保住個(gè)、施工工序能夠順利進(jìn)行，對(duì)施工效率進(jìn)行提高非常必要。在通常情況下，要將其中的混凝土工程劃分為小單元，然后在不同的單元進(jìn)行施工。在不同的單元進(jìn)行施工經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)組合縫隙的問題，對(duì)這樣的問題要高度重視，避免施工質(zhì)量受到影響。

4、時(shí)間因素

水利工程的建設(shè)存在著受使用年限的限制，水利工程的強(qiáng)度和耐久力都會(huì)出現(xiàn)承受極限的問題，進(jìn)而出現(xiàn)滲漏的現(xiàn)象。水利工程在長期使用過程中，缺乏必要的維護(hù)資金也是導(dǎo)致滲漏問題出現(xiàn)的主要原因，對(duì)水利工的維護(hù)工作沒有到位會(huì)導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)出現(xiàn)老化的情況，導(dǎo)致工程出現(xiàn)滲漏。

三、水利建筑工程施工中防滲技術(shù)的應(yīng)用

1、防滲墻技術(shù)的應(yīng)用

在水利工程建設(shè)中，為確保防滲工程具有良好的效果，普遍選用防滲墻作為其施工的重要方式。通常情況下，對(duì)其墻體的要求主要體現(xiàn)在小厚度、低滲透系數(shù)、強(qiáng)柔性及良好耐久性和造價(jià)單位面積低。在施工過程中，防滲墻施工工藝較多，如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。

（1）多頭深層攪拌水泥土成墻工藝

多頭深層攪拌樁機(jī)一次多頭鉆進(jìn)，在土體內(nèi)噴入水泥漿，同時(shí)進(jìn)行攪拌作業(yè)，促使土體和水泥漿液進(jìn)行有效混合，在固結(jié)后形成水泥土樁，此時(shí)水泥土防滲墻的形成主要是與樁搭接施工而成?，F(xiàn)階段，這種城墻工藝施工中城墻深度最大為22米，其水泥土滲透系數(shù)則控制在0.3MPa。這種城墻工藝具有便于施工、沒有泥漿污染及低成本等特點(diǎn)，具有不錯(cuò)的防滲效果，在水利工程中得到了廣泛地應(yīng)用。

（2）鋸槽法成墻工藝

鋸槽機(jī)在先導(dǎo)孔施工中，其刀桿要具有相應(yīng)的角度，在做反復(fù)切割作業(yè)的同時(shí)，還要依據(jù)施工現(xiàn)場地址情況按照一定速度不斷向前移動(dòng)開槽作業(yè)。在排渣系統(tǒng)中將切割下來的土體從槽內(nèi)排出，同時(shí)護(hù)壁時(shí)選用泥漿作為主要材料。在塑性混凝土澆筑中，防護(hù)墻體的寬度可以控制在0.2～0.3米之間。鋸槽機(jī)由多種系統(tǒng)組成，如動(dòng)力及傳動(dòng)系統(tǒng)、刀桿及支架加壓系統(tǒng)等。在水利工程防滲墻施工中，鋸槽法具有連續(xù)成槽、高效率、連續(xù)墻體、高質(zhì)量等特點(diǎn)，同時(shí)具有高成墻深度，在施工中主要應(yīng)用于粘土、砂土等地質(zhì)上。

（3）鏈斗法成墻工藝

取土作業(yè)由鏈斗式開槽機(jī)排樁上的旋轉(zhuǎn)鏈斗完成，并把斜放的排樁在成墻深度位置放置，開槽機(jī)工作時(shí)，進(jìn)行溝槽開挖工作，護(hù)壁選用泥漿作為主要材料。這種城墻工藝的開槽寬度通常為16～50厘米，深度最大為15米。

（4）射水法成墻工藝

射水法成墻設(shè)備的組成部分主要為造孔機(jī)、混凝土攪拌機(jī)和澆筑機(jī)。高速水流通過造孔機(jī)成型器內(nèi)的噴嘴射出，以此對(duì)土層進(jìn)行切割作業(yè)，孔壁修整作業(yè)必須選用成型器進(jìn)行上下切割運(yùn)動(dòng)，并選用泥漿作為護(hù)壁材料。形成槽孔后，對(duì)水下混凝土或塑性混凝土進(jìn)行澆筑作業(yè)，以此確保薄壁防滲墻的形成。成墻厚度可達(dá)0.22～0.45米，最大深度為30米。在我國重要堤防工程中，射水法比其他城墻工藝更具有經(jīng)濟(jì)效益，因此在水利工程防滲加固中得到了廣泛的應(yīng)用。

2、防滲灌漿施工技術(shù)應(yīng)用分析

隨著水利工程建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，其防滲加固技術(shù)水平也得到了極大的提升。灌漿技術(shù)作為水利工程防滲施工的重要技術(shù)之一，其施工技術(shù)水平是否符合施工要求對(duì)水利工程施工質(zhì)量具有重要意義。灌漿技術(shù)在水利工程施工中主要有三種，即高壓噴射技術(shù)、土壩壩體劈裂技術(shù)和卵礫石層防滲帷幕技術(shù)。在應(yīng)用中這三種灌漿技術(shù)又存在著一定的差異。

（1）高壓噴射灌漿技術(shù)

高壓噴射灌漿的方法，是一種使用高壓水或漿液而形成高速噴射流束，可以對(duì)土地進(jìn)行切割與破碎，之后在其中填充水泥基質(zhì)，從而能夠形成板樁凝結(jié)體，從而實(shí)現(xiàn)提升地基的承載力或防滲能力的一種技術(shù)。高壓噴射灌漿的種類有很多種，有單管、雙管、多管等方式。單管法主要是利用單一的管路噴射水泥基質(zhì)泥漿，多管法是用兩列噴射管噴射水泥基質(zhì)、水和壓縮空氣等介質(zhì)。

多管法是通過使用真空泵多管抽出高壓水沖切的土石泥漿和砂漿材料填充，多管法是一種全置換方法。灌漿之前要準(zhǔn)備好高壓噴射灌漿所需要的施工工具，比如高壓泵、注漿管、流量計(jì)、空氣壓縮機(jī)等，還要準(zhǔn)備好施工的原料，高壓噴射漿的原材料是純水泥，水泥的強(qiáng)度最少要是 32.5 的新鮮沒有結(jié)塊的普通水泥。施工之前先做好場地的平整工作，準(zhǔn)備好鉆機(jī)和排水溝的開挖。鉆孔定位之后用特種鉆桿在設(shè)計(jì)的孔位利用原漿固壁到設(shè)計(jì)高程，設(shè)計(jì)的孔位和實(shí)施孔位之間的偏差要小于5cm。 然后在地面進(jìn)水、 氣式噴之后下管到設(shè)計(jì)的深度，調(diào)試噴射軸線方向呈現(xiàn)折線型。高壓噴射灌漿之前的準(zhǔn)備主要是確保水泥漿能夠充分的攪拌與控制好漿液的水灰比和比重。高壓噴射灌漿要按照施工的技術(shù)規(guī)范來嚴(yán)格操作，嚴(yán)格按照施工技術(shù)的要求參數(shù)來控制灌漿的質(zhì)量。在高壓噴射灌漿結(jié)束之后必須拔出套管。噴射結(jié)束后，水泥漿由于固結(jié)收縮，會(huì)出現(xiàn)孔口的下沉，對(duì)于噴孔要進(jìn)行靜壓灌漿，直至漿面不再下沉。

（2）土壩壩體劈裂灌漿技術(shù)

土壩壩體劈裂技術(shù)的應(yīng)用原理主要是按照水利工程壩體應(yīng)力分布等規(guī)定，在施工過程中利用一定壓力的施加，順著壩軸線方向促使壩體劈裂，并進(jìn)行泥漿的灌注，進(jìn)而達(dá)到防滲泥墻的形成，同時(shí)確保其連續(xù)性與筆直性，以此起到水利工程壩體防滲功能提升、軟弱層切斷及裂縫、漏洞堵塞等作業(yè)。

（3）卵礫石層的防滲帷幕灌漿技術(shù)

卵礫石層的防滲帷幕技術(shù)的應(yīng)用原理主要是水利工程灌注施工中主要選用粘土水泥漿混合漿液進(jìn)行，由于灌漿不易自立鉆孔，因此在灌注時(shí)通常采用打管灌漿、循環(huán)鉆灌閥跟管灌漿和套閥式灌漿等方法進(jìn)行作業(yè)?，F(xiàn)階段這項(xiàng)灌漿技術(shù)主要作為勘探和防滲加固的補(bǔ)充方式。

結(jié)束語

綜上所述，在水利工程施工過程中，防滲技術(shù)是一項(xiàng)比較復(fù)雜的技術(shù)，而目前很多水利工程都需要使用防滲技術(shù)，因此，對(duì)各種水利工程防滲技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)、全面的研究是非常有必要的。雖然水利工程施工中防技術(shù)正在不斷改進(jìn)并完善，但水利工程中的滲水問題還依然存在，而在實(shí)際水利工程施工過程中具體采取哪種防滲技術(shù)、哪種施工工藝，不僅要結(jié)合工程實(shí)際需要，還需要廣大技術(shù)人員不斷地總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和更加深入的探索。

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