關(guān)于水利工程施工中堤壩防滲加固技術(shù)的應(yīng)用

楊東生

【摘要】水利工程建設(shè)中，堤壩防滲技術(shù)直接決定了水利工程的運(yùn)行效益。導(dǎo)致堤壩出現(xiàn)滲漏的因素有很多，包括材料質(zhì)量、自身變形、技術(shù)缺陷等，任何一個(gè)環(huán)節(jié)如果沒(méi)有做到位，就會(huì)提高堤壩滲漏幾率，影響水利工程建設(shè)的最終效益。因此，需要進(jìn)一步分析堤壩防滲加固技術(shù)研究，保證堤壩防滲加固技術(shù)的應(yīng)用質(zhì)量，從而發(fā)揮水利工程建設(shè)效益、延長(zhǎng)工程使用壽命。基于此，本文首先提出堤壩滲漏常見(jiàn)險(xiǎn)情，分析堤壩滲漏的原因，進(jìn)而探究堤壩防滲加固技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：水利工程;堤壩防滲加固;滲漏;險(xiǎn)情

中圖分類號(hào)： U445.4???? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

引言

水利工程直接影響社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及民生問(wèn)題，同時(shí)水利工程對(duì)提高水資源利用率有非常好的導(dǎo)向作用。確保水利工程安全、平穩(wěn)運(yùn)行，離不開(kāi)堤壩良好的防滲性能。從現(xiàn)階段我國(guó)水利工程建設(shè)實(shí)際情況來(lái)看，堤壩滲漏依然是最常見(jiàn)的問(wèn)題。堤壩滲漏除了會(huì)影響工程建設(shè)的整體性，還會(huì)降低工程整體質(zhì)量，嚴(yán)重會(huì)造成安全事故。所以，在水利工程施工建設(shè)中，為了避免出現(xiàn)滲漏問(wèn)題，需要第一時(shí)間采用堤壩防滲加固技術(shù)，一旦發(fā)生險(xiǎn)情問(wèn)題及時(shí)采取補(bǔ)救措施，保證水利工程建設(shè)質(zhì)量，提高工程的運(yùn)行安全。

水利工程險(xiǎn)情分析

堤壩作為水利工程建設(shè)中的重要組成部分，具有工藝復(fù)雜、施工難度大等特點(diǎn)，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題都會(huì)造成安全隱患。水利工程在長(zhǎng)期運(yùn)行中，會(huì)長(zhǎng)期受到水流的沖刷和腐蝕，容易造成大面積破壞的，出現(xiàn)坑槽、剝離現(xiàn)象，增加了堤壩的滲漏幾率。據(jù)有關(guān)調(diào)查結(jié)果表明，堤壩最常見(jiàn)的病害主要有堤壩裂縫、壩體滑坡、堤壩滲漏等[1]。堤壩裂縫問(wèn)題會(huì)直接影響整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，水流逐漸滲漏到裂縫中，加快結(jié)構(gòu)中鋼筋腐蝕效率;壩體活潑會(huì)影響堤壩正常運(yùn)行，甚至產(chǎn)生坍塌現(xiàn)象;壩體滲漏主要部位包括壩基、壩身，壩基滲漏主要是由于施工工藝不科學(xué)，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)剛度、強(qiáng)度低，缺乏牢固性、穩(wěn)定性，逐漸產(chǎn)生基礎(chǔ)滲漏，而壩身滲漏是由于砂石、石塊密度不足，結(jié)構(gòu)孔隙較大，從而提高了滲漏性。

堤壩滲漏的主要原因

2.1材料缺陷滲漏

水利工程施工建設(shè)必須要嚴(yán)格按照國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，大部分堤壩工程基礎(chǔ)部位都是采用巖石結(jié)構(gòu)。但巖石結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期受到水流沖刷影響下，巖石內(nèi)部顆粒會(huì)產(chǎn)生變化，最終造成結(jié)構(gòu)內(nèi)部受到破壞[2]。堤壩在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)受到水流沖刷下，本身的抗剪強(qiáng)度也會(huì)隨著縫隙而削弱，遭遇到較強(qiáng)水流時(shí)，巖石結(jié)構(gòu)縫隙就會(huì)不斷被沖刷，再加上巖體結(jié)構(gòu)自重會(huì)導(dǎo)致自身下滑，都可能會(huì)導(dǎo)致壩體塌陷。水流透過(guò)巖石縫隙，會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大滲漏部位，逐漸降低壩身的穩(wěn)定性和安全性，極大的提高了安全隱患。

2.2自身變形滲漏

由于水利工程運(yùn)行環(huán)境特殊，堤壩工程底部長(zhǎng)時(shí)間浸泡在水中，而壩身水上、水下溫度、濕度、應(yīng)力不同，會(huì)產(chǎn)生堤壩自身形變，形變年長(zhǎng)期累計(jì)或突發(fā)形變會(huì)直接影響壩體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。通過(guò)對(duì)堤壩變形相關(guān)案件分析，影響堤壩穩(wěn)定性的主要部位是壩基，由于壩基部位最容易產(chǎn)生滲漏變形，還會(huì)造成堤壩排水孔堵塞，同時(shí)受到壩體重力影響產(chǎn)生下滑或坍塌。對(duì)于此類問(wèn)題來(lái)說(shuō)，必須要充分引起重視，除了在施工中需要做好防滲加固減少壩體變形，還需要做好日常維護(hù)工作定，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)堤壩的微量形變[3]。

2.3技術(shù)缺陷滲漏

堤壩工程建設(shè)需要經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)、施工等階段，設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)要嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)展開(kāi)計(jì)算，同時(shí)設(shè)計(jì)人員也要全面考慮不同水利工程所處環(huán)境以及其他因素的負(fù)面影響，影響堤壩穩(wěn)定性的潛在因素很多，需要在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)間做好計(jì)算、設(shè)計(jì)工作，全面加強(qiáng)施工管理工作。如在堤壩夯實(shí)施工過(guò)程中，如果參數(shù)不達(dá)標(biāo)或碾壓質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，會(huì)直接影響工程整體質(zhì)量?？紤]到水利工程材料特性，通常填料壓實(shí)需要在0℃以上環(huán)境下施工，最低不得低于10℃[4]。再者，填料摻雜率也要重點(diǎn)考慮，如果沒(méi)有及時(shí)控制會(huì)導(dǎo)致雜質(zhì)率過(guò)高，提高了壩體縫隙率。在分段施工、接頭處理當(dāng)中，沒(méi)有嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展施工工作，造成結(jié)構(gòu)層、防水層分層，從而造成堤壩產(chǎn)生滲透漏洞，提高堤壩的滲漏幾率。

水利工程施工中堤壩防滲加固技術(shù)的應(yīng)用

3.1灌漿防滲技術(shù)

灌漿防滲技術(shù)體系如圖1所示，主要包括劈裂式、高壓填充、灌漿加固、速凝式。其主要表現(xiàn)在：

3.1.1劈裂式帷幕灌漿施工

劈裂式防滲加固施工技術(shù)主要應(yīng)用于壩身部位，如圖2所示，從而提升壩身的防滲性能。在堤壩施工中，要實(shí)現(xiàn)調(diào)查堤壩曲直度，之后采用淺孔輕便鉆機(jī)按照直線形、梅花形進(jìn)行施工鉆孔。在施工過(guò)程中，必須要壓著軸線方向在壩頂鉆孔，將堤外肩、鉆孔間距離控制在1-1.5m，孔距控制在2.5-3m，具體鉆孔深度要根據(jù)壩身實(shí)際情況確定。在灌漿施工過(guò)程中，要由上到下、少灌多復(fù)原則進(jìn)行[5]。在劈裂式帷幕灌漿施工中，要在一定程度上加強(qiáng)泥漿稠度，并由小到大控制注漿壓力，結(jié)合實(shí)際情況用量控制，在灌漿施工中還要避免局部出現(xiàn)鼓包、帽漿、滑坡、串漿等情況，這樣即可確保灌漿質(zhì)量。劈裂式施工技術(shù)主要是在堤壩軸線方向形成一層帷幕保護(hù)層，從而提高堤壩的抗?jié)B性、穩(wěn)定性。

3.1.2高壓填充灌漿施工技術(shù)

該項(xiàng)技術(shù)主要應(yīng)用于堤壩基礎(chǔ)部位，同時(shí)也可以應(yīng)用于蟻穴、溶洞填充。堤壩防滲施工中采用高壓填充灌漿技術(shù)，需要采用50m工程鉆機(jī)鉆孔，在壩頂鉆孔，孔間距為2m，根據(jù)壩身實(shí)際情況確定鉆孔深度，壓力控制在0.12-0.17MPa之間。將套管深入到礫石層部位，為了避免堤壩受潮，要在部分砂礫層中注入水泥漿液，并逐漸提升到土層中，最后采用黃泥漿封孔。在實(shí)際施工中，主要是采用分層灌漿工藝，避免管口位置出現(xiàn)缺口，從而提高壩基整體的防滲性能。在應(yīng)用高壓填充工藝填充蟻穴、溶洞時(shí)，采用30m鉆孔機(jī)，在蟻穴、溶洞周圍鉆孔施工，壓入漿體，才溶洞、蟻穴周圍形成一道防護(hù)層，提高堤壩防滲性能[6]。

3.1.3灌漿加固

灌漿加固技術(shù)可以提高堤壩的抗?jié)B透性，提高堤壩的承載性。在實(shí)際施工當(dāng)中，要先確定滲漏部位發(fā)生具體區(qū)域和范圍，之后進(jìn)行鑿孔施工，選擇水平位置鑿孔，也可以傾斜鑿孔。將注漿管深入到孔內(nèi)，通過(guò)注漿機(jī)灌注漿液，在漿液溢出并不發(fā)出氣泡時(shí)停止注漿，堵塞滲漏區(qū)域。在材料選擇中，主要是采用高標(biāo)號(hào)水泥，與防水材料混合使用，實(shí)現(xiàn)勾縫目的。灌漿加固施工方案主要是提高堤壩的整體性能。

3.1.4低壓速凝灌漿技術(shù)

該防滲加固技術(shù)主要是應(yīng)用于高危水位抗洪搶險(xiǎn)施工中，在正式施工前，需要全面檢查堤壩基部是否有砂礫層、粘土層，結(jié)合堤壩管涌具體部位，選擇正確的鉆孔部位，為了提高管涌阻力，要將鉆孔放到容易遇水膨脹的材料，從而降低管涌速度，避免注漿速度過(guò)快而溢流。注漿中嚴(yán)格控制注漿速度，注漿壓力控制在0.05MPa以內(nèi)[7]。再者，為了確保漿液快速凝固，可以適量增加一些水玻璃、速凝劑等材料，可以起到快速堵塞管涌的目的。

3.2防滲墻防滲加固技術(shù)

如圖3所示，防滲墻是一種具有防滲作用的連續(xù)墻體，具有結(jié)構(gòu)可靠、防滲效果好、適用范圍廣、施工簡(jiǎn)單、造價(jià)低等特點(diǎn)。在防滲墻施工中，要提前做好鉆孔和清孔工作。在質(zhì)量檢查完畢后安排清孔換漿，采取抽桶出渣方法，將孔內(nèi)剩余漿液清除，1小時(shí)之后檢查孔內(nèi)換漿狀態(tài)。要求孔內(nèi)淤泥泥漿量厚度不超過(guò)降10cm，含沙量不超過(guò)5%[8]。在成槽施工當(dāng)中，采用“兩鉆一抓”的方式成槽，每個(gè)槽段之間的間隔在3-5m之間，在建槽過(guò)程中，要求成槽孔位偏差不超過(guò)30mm;鉆抓法施工中，空斜率工期不超過(guò)總工期的4%，保持槽壁為持平和垂直狀態(tài)，避免產(chǎn)生梅花孔、小墻等情況。

在墻體連接中，主要是采用接頭管、鉆鑿法施工。鉆鑿法接頭套接以及兩次孔位中心位置，任何偏差值都不得超過(guò)設(shè)計(jì)墻體厚度的1/3，二期槽孔清孔換漿完成后，要將接頭槽壁上附著泥漿清除，使用鋼絲刷、鉆頭，分段清洗泥漿皮。墻體連接不得出現(xiàn)泥屑、淤泥，墻體連接不得出現(xiàn)滲透，特別是在搭接部位。所以在防滲墻連接部位，要設(shè)計(jì)2個(gè)雙管高壓旋噴樁，避免連接部位出現(xiàn)滲透問(wèn)題。在施工完畢后，需要鉆芯取樣，將樣品放到室內(nèi)檢測(cè)，得出抗壓、防滲系數(shù)，確保能夠達(dá)到壩基部位的防滲要求[9]。

3.3復(fù)合土工膜技術(shù)

土工膜最重要的防滲材料包括無(wú)紡布、塑料薄膜。隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，當(dāng)今應(yīng)用最為廣泛的土工膜包括乙烯、聚乙烯等。如果堤壩防滲加固要求較高，則采用乙烯乙酸改性瀝青混凝土膜。同時(shí)，復(fù)合土工膜作為一種新型的防滲性材料，可以在很大程度上提高水利工程的防滲性。該材料具有質(zhì)量輕、延展性好、應(yīng)用成本低、防滲性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，因此在當(dāng)今水利工程堤壩防滲施工中應(yīng)用十分廣泛[10]。在實(shí)際施工中，需要掌握復(fù)合土工膜的應(yīng)用要點(diǎn)，結(jié)合水利工程實(shí)際滲漏狀況，選擇合理的復(fù)合土工膜類型。在土工膜施工當(dāng)中，其核心環(huán)節(jié)是加強(qiáng)土工膜和防滲體之間的銜接性，不得出現(xiàn)縫隙問(wèn)題，從而保證堤壩整體的防滲性能。從材料方面來(lái)看，土工膜雖然具有防滲作用，但卻是一種輕質(zhì)材料，容易遭受破壞，如劃破、損壞等，所以施工中也要做好土工膜防護(hù)工作，否則會(huì)直接影響堤壩整體的防滲性能。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，水利工程有助于社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，同時(shí)也關(guān)乎著民生問(wèn)題。為了能夠充分發(fā)揮水利工程效益，就必須要重點(diǎn)關(guān)注水利工程堤壩整體的防滲性能，針對(duì)堤壩的常見(jiàn)險(xiǎn)情以及滲漏原因，采用科學(xué)、合理的防滲加固方法，這樣可以最大程度上提高堤壩防滲性能，保證堤壩工程的建設(shè)質(zhì)量。

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