水利工程施工中防滲灌漿技術的應用核心要點構架

劉洪慶 肖慶 高鳴陽

1.牡丹江市水務科學研究院 黑龍江牡丹江 157000 2.中建三局集團有限公司 上海 200129

國家社會和經濟發(fā)展迅速，三峽工程作為帶頭工程，引領了一批又一批的水利工程發(fā)揮更大的作用。但是，很多地質災害和質量病害是不可預料的，這些都會影響水利工程的建設，容易造成堤壩裂縫、滲漏、滑坡等具有危險性的問題，這不止對工程項目不利，也會影響人民生命財產安全。在這些問題中，主要還是滲漏問題最為嚴重，由于這種威脅相對隱蔽，在汛期的時候容易造成更大的威脅。所以，我們需要加大對水利工程滲漏排查的力度，如果發(fā)生這類問題就要及時的進行技術處理，這對于工程的進行至關重要。通過實踐證明，灌漿施工技術在這類問題發(fā)生的時候的應用相對廣泛，最終達到的效果也令人滿意。

1 水利工程產生滲漏問題的原因

首先從自然因素這一方面出發(fā)，可以分為以下幾種類型：地震、地表沉降、山體垮塌等。大部分的自然因素的發(fā)生都會使水利工程壩體、堤防等物體受到不同程度的震動。如果受到惡劣天氣的影響，產生的洪水、泥石流、大風大浪等都會對其造成沖擊進而產生滲漏的現象。還有一種情況能夠引發(fā)這種問題，那就是時間。由于水利工程建筑使用的時間過長，回出現老化的現象，強度有了一定程度的降低，承受的力量變小，從而引發(fā)滲漏的現象。

其次考慮到的是人為因素。設計方案能夠影響工程的科學性，如果好的設計師水平較高，就能夠合理的運用技術建造好的工程。設計基礎沒有打好就容易發(fā)生水利工程滲漏的問題，后續(xù)也會引發(fā)很多問題。施工材料的選擇也會影響滲漏，如果選材不合格，就直接導致了質量不通過，節(jié)約成本并且降低材料的使用標準等等行為，都會為滲漏等問題埋下隱患。還有施工過程當中的工作人員對待工程的態(tài)度，如果責任心不足、工藝不過關，出現走過場等問題，都會使工程質量受到一定的危害，從而很容易發(fā)生滲漏的問題。在工程項目完工之后也要定時進行保養(yǎng)，保證其具有穩(wěn)定的承受能力。施工工藝的水平也要受到嚴格的限制，因為水利工程對于技術人員的要求相對來說比較高，需要很高的素養(yǎng)和工藝水平，所以必須保證人員的安排。

2 闡述水利工程施工中灌漿防滲處理技術

水利工程在我國的工程建設中占據著重要的地位，但是與其他工程項目相比，水利工程與其他一般的建筑物還是大不相同的。在建造的過程當中不僅需要工作人員考慮地質構造的必須的條件,比如地摹是否出現變形，比如地表結構是否穩(wěn)定等，這些問題都是常見的，而且還需要重點檢查灌漿是否出現滲漏等狀況。一旦水利工程出現滲漏情況,所帶來的后果是十分嚴重的。不僅僅能給經濟上帶來巨大損失之外，更會造成一些危險，損失財產也容易損失人員。水利工程遭到破壞的主要原因是地基巖土沒有能力阻擋水的沖擊，從而導致壩基和山體之間出現滲漏現象。出現這樣問題的原因可以分為以下幾個方面，第一是由于水庫蓄水過多導致壓力過大，第二是由于施工不當出現了水可以流通的通道。水頭的高度以及過水通道的大小直接影響著水利工程施工過程中滲漏程度的高低。在不斷進行實踐檢驗的基礎上，有關人員發(fā)現通常在縫隙中出現滲漏情況嚴重的現象，基本都是因為縫隙能夠與水庫相互流通。如果不出現這樣的錯誤，就不會出現滲漏情況不好解決的問題。我們需要重視這類問題，所以我們在探索和演技好灌漿滲水的時候，就需要全面的考察水利工程的現場以及水利工程周圍的地質環(huán)境，尤其是巖石縫隙要格外的關注，是否出現斷層或者是腐蝕等現象。同時在填充的過程中就加強考察和審查,以便能夠選擇一個地理環(huán)境和位置較佳的場所作為水利工程施工場地。

3 水利工程灌漿施工技術類型和特點

3.1 防滲帷幕灌漿技術

這種技術主要是應用在卵礫石層或者是土壤巖石顆粒相對來說比較大的地質。更加具體的說，需要進行帷幕的設計并且將其安置在一定深度的地方，使其能夠和堤壩之間進行固定。根據表面孔眼數量的差別可以分為兩種，一個是雙排孔，另一個是多排孔，并且帷幕具備著相對較好的防滲水功能。在進行了帷幕孔眼內部注水泥漿之后，在一定程度上能夠增強帷幕牢固性以及防水的性能，同時能夠防止?jié)B漏，與此同時也能增強堤壩的穩(wěn)定性。防滲帷幕灌漿技術使用的時候使用的材料主要使用黏土和水泥，是使用大量的黏土配合著少量的水泥，兩者進行融合再繼續(xù)進行施工的開展。但是卵礫石層進行灌漿鉆孔是比較困難的，所以需要采用套閥式或者是循環(huán)式灌閥等等的方法。實踐證明，這種技術對于防滲漏工程來說有著一定的局限性，一般情況之下都會將這種技術作為灌漿勘探方法來使用。

3.2 高壓噴射灌漿技術

這種技術我們國家應用在水利工程灌漿施工方面比較廣泛，主要是通過壓縮空氣之后再將漿液噴射到土層或者是軟質巖漿當中，這種做法能夠很有效的填補上滲漏的部位。由于壓縮空氣對漿液會產生很大的沖擊力，使噴射灌漿的材料滲透到土層中一些比較薄弱的地方，時間長了就會漸漸的冷卻下來，固化之后使土層和巖漿固結，最終形成一個堅固的固結體，這種方法能很細致的將滲漏問題有效的解決。通過大部分實踐證明，高壓噴射灌漿技術不需要復雜的操作便可以完成，效率高、成本容易控制等等都讓滲漏問題得到很好的解決。但是由于這種技術涉及到很多的專業(yè)設備，所以說對操作人員的技能水平有著很高的要求。

3.3 壩體劈裂灌漿技術

這種技術需要按照軸線進行剖開，從而進行劈裂灌漿的作業(yè)。這種方法能夠很有效的對壩體當中產生的裂縫以及漏洞等問題很好的進行治理和解決，能夠很大程度的提高其防滲能力。如果滲漏問題比較嚴重的話，就需要先對該位置進行標記，并且實行多次灌漿，從而形成多層防滲層，能夠進一步的提升防滲的能力。與此同時，由于壩體本身具有應力作用，所以在技術應用的時候能夠實現緊密結合，經過一段時間之后的壩體就會更加的牢固。因為這個技術的應用達到了很好的效果，所以目前在各種的壩體治理問題出現的時候，幾乎都是使用劈裂灌漿技術。

3.4 控制性灌漿技術

控制性灌漿技術是建立在瓦礫石層防滲帷幕灌漿技術的基礎之上，從而形成了這種技術，能夠很好的延續(xù)前者優(yōu)勢的同時，又針對前者存在的問題進行了一定的改進，改變了施工工藝，并且獎主要控制目標定為漿液流量和壓力。在工程施工過程當中，實際灌漿的漿液流量和壓力指標都會對灌漿質量造成一定的影響，如果能夠很好的控制，就能夠在保證灌漿作業(yè)順利進行的同時也能夠使施工質量達到規(guī)定的標準。相反的，如果不能夠很好的控制灌漿流量和壓力，是工作也就很難順利的進行。所以，在實施防滲灌漿技術的作業(yè)時，不管是采用哪一種技術，都需要對漿液流量和壓力進行有效的控制，使控制性灌漿技術與實際灌漿作業(yè)相融合。實踐證明，將防滲灌漿技術應用在水利工程建設當中，需要科學合理的將控制性灌漿技術應用在出現的問題上，這樣不但能提升灌漿作業(yè)的效率，也能夠很好的價格漿液并且工程施工效益也會有所提高。

4 灌漿技術的防腐蝕與防滲效果分析

為了確保聚合物材料能夠應用于尾礦壩防滲工程，進行了一系列分析。根據測試結果，聚合物防滲墻不適用于強酸環(huán)境。聚合物材料在基本環(huán)境耐腐蝕性方面表現優(yōu)異，可用于將基本廢水儲存在尾礦庫防滲層中。一般來說，尾礦壩防滲層的性能，應相同于滲透的系數為10的粘土層防滲透性能7cm/s，厚度要為1.5m。事實上，聚合物防滲墻的滲透系數為108-109防滲性能完全滿足尾礦壩防滲要求。

尾礦壩防滲灌漿技術基于柔性防水和非水反應膨脹聚合物灌漿材料的概念。它是一種新型防滲技術，具有擾動小、施工速度快、防滲性能好、耐久性好、經濟環(huán)保等特點。

新型非水反應聚合物灌漿材料對環(huán)境無污染，具有良好的防滲性能。它們的密度、膨脹率和工程力學性能指標可根據工程實際進行調整，并可與土體緊密結合。與現有防滲技術相比，尾礦壩的整體穩(wěn)定性和防滲體的抗裂性能顯著提高。聚合物材料具有良好的化學穩(wěn)定性，能夠長期抵抗地下環(huán)境中的化學腐蝕(例如酸和堿性環(huán)境)。

聚合物灌漿技術可用于尾礦壩防滲工程的幾個方面，包括尾礦壩基礎防滲、尾礦壩現場防滲和尾礦壩防滲加固。局部滲漏聚合物管道灌漿技術、管道快速聚合物密封技術、聚合物定向劈裂灌漿技術、聚合物帷幕灌漿技術和超薄聚合物防滲墻灌漿技術應用于尾礦壩防滲加固。它們表現出良好的防滲性能和長期耐久性，可以替代目前的防滲技術，并有效避免滲漏造成的局部破裂。

5 水利工程防滲灌漿施工技術應用

首先應該做好防滲灌漿施工之前需要的準備。第一，應該先進行相關的調查，在施工之前需要對產生滲漏問題的水利工程周圍的地質、環(huán)境、氣候以及滲漏的范圍等情況進行記錄，盡快做好詳細的報告，在最短的時間內掌握第一手資源，為滲漏問題及時解決，制定方案提出有效的施工方案。第二，確定水利工程的施工方案，在分析以上問題之后進行科學判斷，施工人員應該仔細認真的設計研究工程圖紙，理論與實際相結合，確定所應采取的灌漿技術，并且保質保量的制定一份具體方案。第三，做好相關人員的準備工作，由于施工滲漏問題站在某個角度上來說是有一定的危害性，所以就需要對施工人員以及技術人員進行嚴格的選擇，這對防滲灌漿施工顯得十分重要。施工單位需要針對施工的需要精心挑選出具有責任心、技術水平高的設計人員、管理人員以及施工人員。一定要避免隨機選擇或者是亂拼亂湊的現象。第四，材料和裝備的準備是建立在良好的施工基礎之上的，所以如果想要完整的進行施工工程，那就在施工進行的過程當中嚴格按照設計方案進行選材，一定要保證材料的品質，絕對不能因為成本等等問題而降低標準甚至是隨意更換品種、改變規(guī)格。對于裝備的調配方面，也需要保證其性能完好，調試和安裝要按照標準進行。第五，施工場地準備，這其中抱愧灌漿作業(yè)進行之前的鉆孔進行的固結處理，也包括鋪設供風管路以及供水系統(tǒng)的建設，還有明確制漿站和廢漿回收池位置的選擇，需要構建的擋水堰從而污水和漿液外泄等等，都能夠為順利開展灌漿作業(yè)提供有利的條件。

漏水通道灌漿技術。很多因素都會影響到這類灌漿技術的實施，比如喀斯特溶洞等等具有先天性的地質條件，以及施工技術水平等等后天性的影響，這些常見的因素都可能會導致水利工程出現滲漏的問題，從而出現大量的裂縫并出現更大的漏水通道，這會導致堤壩變得脆弱，經受不住風吹雨打，一旦遭受了大風大浪等自然沖擊，就會對其安全問題造成很大的威脅。這種不足早成分影響相對于之前的兩者來說會產生更大規(guī)模、更糟糕的情況。應用傳統(tǒng)的防滲技術可能不會從根本上解決，只有有針對性的、根據實際情況進行有效措施，才能夠達到封堵滲水的目的。對于一些特殊的情況來說，比如傾斜角度較為平緩并且不具備水流作用的裂隙，可以采用間歇灌漿的方式或者是水泥砂漿、濃漿等方式進行相應的灌漿作業(yè)。如果這項作業(yè)沒有達到所要求的施工標準，就可以多次進行穩(wěn)定灌漿注法進行行之有效的處理。相反，如果是針對傾斜角度比較大并且具有水流作用的裂隙時，則可以采用稠水泥漿對礫石混合泥漿進行一定程度的沖灌。針對礫石材料的選擇就需要選取一些直徑比較大的，這樣更容易行程架橋封堵裂縫，從而更容易對滲漏處進行防治。

6 結語

對于本文的論述，我認為水利工程的防滲灌漿技術如果很好的應用在施工工程當中，就能夠有效的解決滲漏的問題。在進行灌漿施工作業(yè)之前，必須要對產生滲漏的原因進行排查，指定一份科學的施工方案和措施，進而能夠選擇合適的施灌漿施工技術進行作業(yè)，最終確保施工工藝和質量的同時，也能夠解決滲漏問題，為水利工程的安全以及穩(wěn)定運行提供了很重要的保障。