水利水電防滲墻工程存在的問(wèn)題與對(duì)策

謝為江，李林驊

（江西省水利科學(xué)研究院，江西 南昌 330029）

0 引 言

近年來(lái)，水利水電工程建設(shè)項(xiàng)目中，因防滲墻工程問(wèn)題，導(dǎo)致水庫(kù)不能按設(shè)計(jì)水位運(yùn)行，從而使整個(gè)建設(shè)項(xiàng)目無(wú)法發(fā)揮正常效益，更有甚者，產(chǎn)生倒堤潰壩、房毀田淹的后果，此類(lèi)教訓(xùn)屢見(jiàn)不鮮。由于防滲墻工程普遍存在一定的問(wèn)題，這讓建設(shè)參與者們望“墻”生畏，各級(jí)水行政主管部門(mén)也希望能在現(xiàn)有法規(guī)和規(guī)程規(guī)范[1-4]基礎(chǔ)上，有針對(duì)性地補(bǔ)充出臺(tái)一些政策和技術(shù)條款，以規(guī)范防滲墻工程的建設(shè)和管理。

多年來(lái)，科研工作者針對(duì)防滲墻工程質(zhì)量問(wèn)題開(kāi)展了大量的研究，宗敦峰[5]等回顧了防滲墻發(fā)展技術(shù)，重點(diǎn)圍繞防滲墻修筑、除險(xiǎn)加固、特殊圍堰防滲墻施工工藝展開(kāi)研究；梅良敏[6]等結(jié)合防滲墻所在地地質(zhì)條件，提出復(fù)合土工膜心墻普通混凝土防滲墻施工方法；邵連方[7]，張才夫[8]等對(duì)采用檢測(cè)技術(shù)來(lái)進(jìn)行防滲墻質(zhì)量控制的方法進(jìn)行了研究。這些學(xué)者的研究，多集中在單方面對(duì)施工技術(shù)或檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行研究，而從勘察、設(shè)計(jì)、施工、檢測(cè)和驗(yàn)收等多環(huán)節(jié)多方面系統(tǒng)地梳理防滲墻工程存在的問(wèn)題并開(kāi)展系統(tǒng)研究的卻甚少。為此，本文基于大量工程施工實(shí)踐，全面分析了防滲墻工程在勘察、設(shè)計(jì)、施工、檢測(cè)和驗(yàn)收等過(guò)程中存在的諸多問(wèn)題，提出相應(yīng)的對(duì)策，以保障防滲墻工程的質(zhì)量和安全，為防滲墻工程建設(shè)參與者提供借鑒與引用。

1 防滲墻工程存在的主要問(wèn)題及原因分析

在水利水電工程項(xiàng)目中，防滲墻工程是重要的隱蔽工程，它的質(zhì)量問(wèn)題將直接影響整個(gè)工程的正常運(yùn)行及安全生產(chǎn)，事關(guān)廣大人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。縱觀近年來(lái)我國(guó)水利水電防滲墻工程建設(shè)現(xiàn)狀，導(dǎo)致防滲墻工程出現(xiàn)問(wèn)題的原因幾乎貫穿整個(gè)建設(shè)過(guò)程，現(xiàn)分別從勘察、設(shè)計(jì)、施工、檢測(cè)和驗(yàn)收等環(huán)節(jié)來(lái)進(jìn)行梳理。

1.1 勘察環(huán)節(jié)

勘察是工程建設(shè)的“開(kāi)路先鋒”，其成果的準(zhǔn)確性將影響整個(gè)工程的建設(shè)質(zhì)量。防滲墻工程在勘察環(huán)節(jié)存在的問(wèn)題主要有：

（1）鉆探孔位未布置在防滲墻軸線上。在水利水電工程建設(shè)中，勘察人員通常將鉆探孔位布置在堤（或壩）的中軸線上，而設(shè)計(jì)人員則根據(jù)“前堵后排”的理念，往往把防滲墻布設(shè)在迎水面一側(cè)甚至迎水坡坡腳或二級(jí)平臺(tái)，而這兩條軸線位置的地質(zhì)條件往往差異很大。如：贛東大堤南昌段某除險(xiǎn)加固工程（如圖1），勘察提供的地質(zhì)剖面圖在大堤中軸線位置，而設(shè)計(jì)防滲墻軸線位于上游側(cè)，與勘察中軸線相距約5m。實(shí)際施工時(shí)發(fā)現(xiàn)，防滲墻設(shè)計(jì)軸線上約8m深處遇成片塊石（古代堤防所設(shè)塊石護(hù)坡），原定設(shè)計(jì)方案無(wú)法鉆進(jìn)成槽，加上施工期堤頂公路交通繁忙，防滲墻設(shè)計(jì)軸線也無(wú)法更改，不得不更換施工工藝，增加大量投資。

（2）鉆探布孔密度偏稀。根據(jù)現(xiàn)行的GB 50487-2008《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》要求，在初設(shè)階段，土石壩工程布孔間距為50～100m，堤防工程為100～500m，勘察單位往往取最大值，即大壩工程布孔間距為100m，堤防工程布孔間距為500m，這種布孔方案密度偏稀。在防滲墻工程施工時(shí)，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)地質(zhì)條件與勘察報(bào)告出入較大，給施工帶來(lái)困難。為應(yīng)對(duì)地勘成果粗略的現(xiàn)狀，在修訂的防滲墻施工規(guī)范[1]中，增補(bǔ)先導(dǎo)孔要求，即要求施工單位在防滲墻施工前進(jìn)行補(bǔ)充勘察，但由于施工單位往往缺少地勘的專(zhuān)業(yè)力量（無(wú)裝備和技術(shù)），且費(fèi)用無(wú)著落（投標(biāo)報(bào)價(jià)中不含復(fù)勘費(fèi)用），因而很多施工單位在實(shí)際施工中并未按照規(guī)范要求實(shí)施先導(dǎo)孔，給防滲墻施工埋下質(zhì)量隱患。

（3）勘察成果針對(duì)性不強(qiáng)。防滲墻工程需要重點(diǎn)查清的是透水層的厚度與分布、相對(duì)不透水層的性狀（嵌巖難度）和埋深、卵石層的厚度和級(jí)配（特別是最大卵石粒徑）、地下水位、地層空隙率、地層防塌性等。而當(dāng)前，大多數(shù)勘察成果仍側(cè)重描述地層承載力、巖土力學(xué)試驗(yàn)，忽略了與防滲墻施工相關(guān)的專(zhuān)門(mén)性工程地質(zhì)問(wèn)題，勘察成果沒(méi)有針對(duì)性，參考意義不大，不能有效地服務(wù)于設(shè)計(jì)人員。

1.2 設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)

因設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致防滲墻施工無(wú)法實(shí)施或防滲墻工程防滲效果失效的案例比例很高。防滲墻工程設(shè)計(jì)階段所存在的問(wèn)題主要有：

（1）設(shè)計(jì)方案不合理。案例1：內(nèi)蒙古某城市防洪工程，設(shè)計(jì)方案為液壓抓斗成槽造墻工藝，防滲墻軸線位于迎水面堤腳處，由于堤腳灘地表層即為砂卵石層（且含砂量低、孔隙率大），地下水位高（地面以下0.8m），實(shí)際施工時(shí)發(fā)現(xiàn)，在這種地質(zhì)條件下，因泥漿護(hù)壁失效，槽孔嚴(yán)重坍塌，無(wú)法成槽施工。案例2：東北某省一大堤加固工程，防滲墻設(shè)計(jì)方案為深層攪拌成墻工藝，實(shí)際施工時(shí)發(fā)現(xiàn)，地層中含大量卵石，無(wú)法攪拌成墻。此外，設(shè)計(jì)方案未充分考慮交通條件或場(chǎng)地條件，導(dǎo)致無(wú)法施工的案例也很多。

（2）必要性、可行性論證不充分。很多防滲墻工程，設(shè)計(jì)沒(méi)有進(jìn)行滲透穩(wěn)定性計(jì)算和復(fù)核，對(duì)防滲范圍、墻體材料、墻體厚度的確定與選擇比較隨意。如：某些均質(zhì)土壩，僅存在基巖滲水現(xiàn)象，卻盲目地選擇混凝土防滲墻方案，浪費(fèi)投資；某些堤防，強(qiáng)透水層主要集中在底部，卻設(shè)計(jì)成懸掛式防滲墻方案，導(dǎo)致防滲失效。

（3）缺少防滲墻工程的設(shè)計(jì)規(guī)范。由于沒(méi)有針對(duì)防滲墻工程的專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì)規(guī)范，設(shè)計(jì)人員無(wú)據(jù)可依；

（4）防滲墻施工預(yù)算定額更新不及時(shí)。防滲墻施工預(yù)算定額多年不更新或更新不及時(shí)，導(dǎo)致防滲墻施工預(yù)算單價(jià)低得離譜。如：江西省某工程射水造墻招標(biāo)限價(jià)明顯低于施工成本價(jià),由此的后果是施工質(zhì)量得不到保證。

圖1 贛東大堤南昌段某除險(xiǎn)加固工程防滲墻勘探軸線與施工軸線位置示意圖

（5）部分防滲墻設(shè)計(jì)人員不專(zhuān)業(yè)或不熟悉業(yè)務(wù)。當(dāng)前，部分水利設(shè)計(jì)院，技術(shù)人員配置不齊，設(shè)計(jì)項(xiàng)目中，往往是水工專(zhuān)業(yè)挑大梁，集水工、水文、結(jié)構(gòu)、機(jī)電、巖土等專(zhuān)業(yè)于一身，造成不少工程設(shè)計(jì)提出的施工工藝隨意且施工方案粗糙。

（6）設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低。如：近年來(lái)很多庫(kù)區(qū)防護(hù)工程中的堤防，普遍出現(xiàn)滲漏問(wèn)題，分析發(fā)現(xiàn)，由于庫(kù)區(qū)防護(hù)工程中的堤防往往長(zhǎng)期處于高水位運(yùn)行狀態(tài)，其工況與土石壩基本相同，但設(shè)計(jì)工作往往仍將其作為堤防工程對(duì)待，依然按照堤防的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。實(shí)際上，庫(kù)區(qū)防護(hù)工程中的堤防，應(yīng)執(zhí)行大壩的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

（7）設(shè)計(jì)審查把關(guān)不嚴(yán)。防滲墻工程在房屋建筑行業(yè)屬“危大工程”，其設(shè)計(jì)方案須履行較為嚴(yán)格的審查程序，而水利水電行業(yè)并沒(méi)有把防滲墻工程作為一個(gè)專(zhuān)項(xiàng)來(lái)對(duì)待，設(shè)計(jì)審查重視程度不高，把關(guān)不嚴(yán)。

1.3 施工環(huán)節(jié)

防滲墻施工的工序繁多，專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)，要確保工程質(zhì)量，必須精心施工，然而，當(dāng)前防滲墻施工領(lǐng)域存在很多問(wèn)題，難以做到精心施工。主要問(wèn)題有：

（1）資質(zhì)管理存在盲區(qū)。根據(jù)《建筑業(yè)企業(yè)資質(zhì)管理規(guī)定》（中華人民共和國(guó)建設(shè)部令159號(hào)），所有施工企業(yè)，必須取得建筑業(yè)企業(yè)資質(zhì)證書(shū)后，方可在資質(zhì)許可的范圍內(nèi)從事建筑施工活動(dòng)。防滲墻施工所對(duì)應(yīng)的資質(zhì)是“水工建筑物地基與基礎(chǔ)處理專(zhuān)業(yè)承包資質(zhì)”，但由于水利水電施工總承包資質(zhì)可承擔(dān)各種專(zhuān)業(yè)工程施工，因此，當(dāng)前水利水電建設(shè)市場(chǎng)中，承擔(dān)防滲墻施工的主體大多是總承包施工企業(yè)，而總承包施工企業(yè)實(shí)際上大多不具備防滲墻施工的專(zhuān)業(yè)人員和專(zhuān)業(yè)設(shè)備，往往把防滲墻施工任務(wù)分包給不具備資質(zhì)的“專(zhuān)業(yè)”施工隊(duì)伍。由此普遍存在以下現(xiàn)象：具有防滲墻施工資質(zhì)的單位，并沒(méi)有專(zhuān)業(yè)的人員和設(shè)備，而擁有防滲墻施工設(shè)備和人員的單位，卻沒(méi)有施工資質(zhì)。

（2）施工裝備及施工工藝落后，智能化程度低。目前，我國(guó)防滲墻施工工藝大多沿用20個(gè)世紀(jì)80年代從國(guó)外引進(jìn)的技術(shù)，設(shè)備笨拙，消耗大量勞力，質(zhì)量保證度不高。

（3）施工人員普遍素質(zhì)不高。由于防滲墻施工屬野外作業(yè)，條件艱苦，收入較低，從業(yè)人員大多文化水平不高，而防滲墻施工工藝繁雜，工作精度要求高，需要操作者具備較高的技能和素養(yǎng)，普通工人難以勝任。

1.4 檢測(cè)和驗(yàn)收環(huán)節(jié)

檢測(cè)和驗(yàn)收是工程投入使用前的最后一道關(guān)，按照規(guī)定，工程須經(jīng)檢測(cè)合格后方可驗(yàn)收。當(dāng)前防滲墻工程檢測(cè)和驗(yàn)收環(huán)節(jié)存在的問(wèn)題主要有：

（1）缺少精準(zhǔn)可靠的檢測(cè)技術(shù)。防滲墻施工質(zhì)量不易控制，易出現(xiàn)斷裂、不連續(xù)、接頭分叉等質(zhì)量缺陷，并且具有隱蔽性等特點(diǎn)，因此對(duì)防滲墻的連續(xù)完整性、墻體強(qiáng)度和滲透系數(shù)等質(zhì)量檢測(cè)就顯得非常必要且重要。由于防滲墻工程屬地下隱蔽性工程，對(duì)其進(jìn)行實(shí)體質(zhì)量檢測(cè)存在一定的技術(shù)難度。一是水利水電防滲墻墻體厚度小，實(shí)施鉆芯檢測(cè)時(shí)，鉆孔容易偏出墻外；二是水利水電工程防滲墻是以防滲為主要目的，設(shè)計(jì)強(qiáng)度較低，且墻體強(qiáng)度往往不均勻，難以鉆取完整的芯樣；三是防滲墻無(wú)損檢測(cè)技術(shù)滯后，缺少能準(zhǔn)確探測(cè)并辨識(shí)防滲墻缺陷的物探技術(shù)。正是源于以上因素，當(dāng)前尚無(wú)成熟可靠的檢測(cè)技術(shù)對(duì)防滲墻工程進(jìn)行精準(zhǔn)的質(zhì)量評(píng)價(jià)。

（2）水利水電行業(yè)實(shí)施的防滲墻工程大多都屬于隱蔽工程，當(dāng)前，確定防滲墻施工質(zhì)量合格的數(shù)據(jù)很多都是間接獲得，這就導(dǎo)致支撐防滲墻工程驗(yàn)收合格的數(shù)據(jù)與資料可靠度不高，因此很多防滲墻工程驗(yàn)收后，仍有滲漏甚至嚴(yán)重滲漏現(xiàn)象。

2 對(duì)策和措施

防滲墻技術(shù)20世紀(jì)50年代初期源于西歐、意、法等國(guó)，于1959年引進(jìn)我國(guó)。60年來(lái)，我國(guó)水利水電工程防滲墻技術(shù)，從無(wú)到有逐漸發(fā)展至今，已在各種地層中修建各種用途的防滲墻。特別是近年來(lái)在病險(xiǎn)水庫(kù)及堤防除險(xiǎn)加固工程中得到了廣泛的應(yīng)用，實(shí)踐證明防滲墻的防滲效果明顯。然而，隨著我國(guó)水利水電工程的蓬勃發(fā)展，對(duì)防滲墻技術(shù)的要求也越來(lái)越高，因此有必要多措并舉，以提高防滲墻工程質(zhì)量。現(xiàn)結(jié)合防滲墻工程建設(shè)過(guò)程中梳理出的突出問(wèn)題，提出如下對(duì)策措施：

2.1 出臺(tái)完善政策法規(guī)

（1）修訂勘察規(guī)范，補(bǔ)充防滲墻工程相關(guān)內(nèi)容。建議下一次修訂《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》時(shí)，在初步設(shè)計(jì)階段增列防滲墻專(zhuān)項(xiàng)工程，明確要求鉆探孔位應(yīng)布置在防滲墻軸線上（而非堤壩中軸線上），縮小鉆孔孔距（建議不超過(guò)25m）,要求查清針對(duì)防滲墻的專(zhuān)門(mén)性工程地質(zhì)問(wèn)題（如：地層透水性、砂卵石級(jí)配、孔隙率、地下水位、孔壁穩(wěn)定性等），除常規(guī)的測(cè)試項(xiàng)目外，建議增列鉆孔注漿試驗(yàn)和護(hù)壁試驗(yàn)。由于地層失漿性和孔壁穩(wěn)定性是防滲墻工程中主要的工程地質(zhì)問(wèn)題，設(shè)計(jì)人員在選擇合適的防滲墻施工工藝時(shí)，須充分考慮以上地質(zhì)條件。

（2）補(bǔ)充出臺(tái)防滲墻工程設(shè)計(jì)規(guī)范。設(shè)計(jì)規(guī)范應(yīng)重點(diǎn)明確以下事項(xiàng)：防滲墻工程的可行性必要性論證（須進(jìn)行滲透穩(wěn)定性計(jì)算與復(fù)核）；明確防滲墻的墻體材料（主要物理力學(xué)指標(biāo)）、厚度、深度、軸線范圍以及施工工藝，且施工工藝的確定，應(yīng)作技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性比選；規(guī)范中應(yīng)明確，庫(kù)區(qū)防護(hù)堤防防滲，應(yīng)按大壩的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

（3）借鑒住房建筑行業(yè)的做法，推行類(lèi)似于“危大工程”的專(zhuān)項(xiàng)管理制度，對(duì)水利水電防滲墻工程實(shí)行更嚴(yán)格的設(shè)計(jì)審查和質(zhì)量控制。

（4）建議下一次修訂《水利水電建設(shè)工程驗(yàn)收規(guī)程》時(shí)，要求防滲墻工程的驗(yàn)收，必須經(jīng)歷一次汛期（或與設(shè)計(jì)洪水位相當(dāng)?shù)母咚唬┛简?yàn)后，方可驗(yàn)收。

2.2 推行資質(zhì)與人員管理

（1）防滲墻施工工藝復(fù)雜，專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)，要確保工程質(zhì)量，必須由專(zhuān)業(yè)的施工隊(duì)伍來(lái)實(shí)施。對(duì)于承擔(dān)防滲墻施工業(yè)務(wù)的單位，建議有關(guān)部門(mén)對(duì)其施工裝備、施工人員、組織機(jī)構(gòu)、管理體系、施工業(yè)績(jī)等進(jìn)行考核、評(píng)審，按施工工藝分類(lèi)推行專(zhuān)項(xiàng)資質(zhì)的認(rèn)定和管理，杜絕無(wú)資質(zhì)從業(yè)或超資質(zhì)從業(yè)的現(xiàn)象。

（2）對(duì)防滲墻設(shè)計(jì)人員實(shí)施培訓(xùn)、考核，推行防滲墻工程設(shè)計(jì)人員執(zhí)業(yè)許可制度，要求執(zhí)業(yè)人員取得相應(yīng)資格后方可從事防滲墻設(shè)計(jì)工作，設(shè)計(jì)圖紙須加蓋執(zhí)業(yè)印章。

2.3 鼓勵(lì)技術(shù)創(chuàng)新和研發(fā)

（1）針對(duì)防滲墻施工工藝落后的問(wèn)題，建議出臺(tái)政策，鼓勵(lì)防滲墻施工技術(shù)的創(chuàng)新和研發(fā)，并盡快形成相關(guān)的技術(shù)規(guī)范。特別須注重理論創(chuàng)新，力爭(zhēng)在工藝原理方面取得重大創(chuàng)新和突破，以大幅度提高防滲效果，降低施工成本。與此同時(shí)，兼顧引進(jìn)國(guó)外或其他行業(yè)先進(jìn)的地下連續(xù)墻技術(shù)（例如TRD工法、水平切槽技術(shù)等，但不能照搬，須根據(jù)水利水電防滲墻工程的特點(diǎn)進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化和改進(jìn)）。

（2）針對(duì)施工作業(yè)智能化水平低的問(wèn)題，建議運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，安裝自動(dòng)化控制設(shè)備，在防滲墻施工方面探索“人工智能+”的理念，以提高防滲墻工程施工效率和施工質(zhì)量。

（3）針對(duì)防滲墻檢測(cè)難的問(wèn)題，須創(chuàng)新檢測(cè)方法，建議采用連通試驗(yàn)的方法進(jìn)行檢測(cè)，即墻前墻后分別鉆孔，進(jìn)行連通試驗(yàn)（連通介質(zhì)選用水流摻示蹤劑，或電流攜示蹤波），以實(shí)現(xiàn)防滲效果的精準(zhǔn)檢測(cè)和客觀評(píng)價(jià)。

3 結(jié)語(yǔ)

水利水電防滲墻工程的質(zhì)量管理，事關(guān)水利建設(shè)安全生產(chǎn)大局，當(dāng)前水利水電防滲墻工程所存在的問(wèn)題，正是工程建設(shè)中的“短板”，須全方位加強(qiáng)“監(jiān)管”。須重視建設(shè)管理工作的頂層設(shè)計(jì)，力爭(zhēng)在勘察、設(shè)計(jì)、施工、檢測(cè)和驗(yàn)收等各環(huán)節(jié)，多措并舉，綜合治理，同時(shí)修正相應(yīng)的管理制度和技術(shù)準(zhǔn)則，及時(shí)打上“補(bǔ)丁”，消除“系統(tǒng)漏洞”。唯有如此，才能徹底解決水利水電防滲墻工程所存在的問(wèn)題，有效地消除工程中的安全隱患。