水利工程施工中堤壩防滲加固技術應用及質(zhì)量控制

徐立軍

（江蘇恒基路橋股份有限公司，江蘇常州 213000）

0.引言

水利工程是重要的基礎設施項目，對社會發(fā)展發(fā)揮著積極的作用，是經(jīng)濟發(fā)展的重要保障。但很多水利工程堤壩存在一定的滲水問題，如果不及時解決可能會加劇負面影響，導致整個工程無法正常使用。因此，做好堤壩防滲加固對于水利工程的正常運行非常重要。做好堤壩的防滲工作，借助科學的加固技術消除安全隱患，以此來發(fā)揮堤壩防滲作用。

1.水利工程堤壩防滲加固的重要性

水利工程是基礎設施的重要部分，是可持續(xù)發(fā)展、滿足社會生產(chǎn)生活用水需要的措施。堤壩作為水利工程的結構，水利工程建設中，做好堤壩防滲建設十分重要。從目前的發(fā)展分析，一些中小型水利工程運行時間長，堤壩存在一些滲漏，影響了水利工程的正常發(fā)展，并且威脅著運行安全。因此，加固堤壩可以消除堤壩固有的缺陷，提高堤壩的運行穩(wěn)定性，保證水利功能的全面發(fā)揮。建立水利工程的目的是調(diào)節(jié)水量、防止洪水，以滿足人類生活對水資源的需要。因此，加強防滲壩，可以解決堤壩安全隱患，進而提高防洪壩能力，發(fā)揮堤壩的整體價值和作用，提高水利工程的運行效益，同時還可以減少水土流失。

2.水利工程堤壩滲漏的主要類型

2.1 壩體滲漏

堤壩滲漏主要是存在漏洞，在堤壩的一側或壩底有貫穿整個壩體的漏洞。一般情況下空洞內(nèi)水流密集，壓力較大，堤壩對地體的位移力也很強，對堤壩的破壞也比較大。在堤壩持續(xù)滲漏的影響下，發(fā)生沖刷貫通造成破壞，水的濃度影響沖刷造成的坡面。堤壩作為整體受侵蝕?；靥钔良觿B水后，水流沖刷將遠高于部分滲入壩體的強度，因侵蝕而受損。在接觸侵蝕加速發(fā)展下堤壩的安全也將受到威脅，必須及時壩體漏洞進行加固。

2.2 壩基滲漏

壩基的滲漏一般土體凸出、壩基破裂、滲漏和膨脹等。汛期來臨，水位上升，對于壩基入滲率將大大增加，滲漏量若超過最大阻力，就會發(fā)生損壞壩基的現(xiàn)象。此外，當壩基襯砌等部位發(fā)生滲漏時會加快破壞速度。如果不及時進行干預，堤壩結構的風險將會很大。

3.堤壩滲漏原因分析

我國建國初期部分堤壩缺乏先進設備，建設質(zhì)量難以保證。由于施工時間短，個別項目和施工同時進行，導致建設缺乏科學標準。同時為了節(jié)省了成本，不考慮堤壩可能造成滲漏的情況。因此，水利工程的施工質(zhì)量是滲漏的一部分原因。堤壩滲漏還有機械因素，由于堤壩施工中缺乏對質(zhì)量的嚴格控制，沒有形成專業(yè)的團隊。在水利建設中，個別建設者為了節(jié)省時間，使用不符合施工要求的機械，導致堤壩防滲加固效果不佳，從而降低了堤壩防滲加固建設整體質(zhì)量。由于填料中一些雜質(zhì)，結塊未完全粉碎，這將造成土層厚度過大等接縫的處理達不到要求，對于新舊接縫的處理不夠理念，削弱堤壩的防滲功能，進而影響堤壩的防滲作用。堤壩的滲漏與施工的問題密切相關，還與后續(xù)的維護相關。如果施工后不注意修復，不及時修復堤壩存在的滲漏，滲漏將會不斷發(fā)展，而且會更加嚴重。在堤壩建設后，維護工作沒有專人專管，無法根據(jù)情況進行堤壩的維護?？赡軙霈F(xiàn)結構損壞問題，在雨季有堤壩倒塌的風險。

4.水利工程堤壩防滲加固技術

4.1 高壓噴射灌漿

高壓噴射灌漿的技術原理是通過射流改變堤壩地層的結構，用水泥或復合砂漿填充，形成凝結體，達到堤壩防滲加固的效果。在目前的技術下，高壓噴射的施工方法有單管法，利用高壓泥漿泵將水泥砂漿噴射到儲層中?；趬毫羟衅茐膶咏Y構，由于水泥砂漿和土層的完全混合，凝固后形成高穩(wěn)定性的凝膠。采用單管法時砂漿的水灰比控制簡單，同時還有能源利用率高的優(yōu)勢，但對高壓泵的依賴性很大。對于底部高壓砂漿與空氣同軸雙注，以此來擴大破壞面積，最終形成膨脹較長或樁徑較大的凝膠。此外，使用雙管法是在相同壓力下高壓水泥漿與空氣相互作用，提高了加固效果，但只適用于軟土層。三管法是利用3個通道承載高壓水泥砂漿和水，在超高壓下刺穿土壤，然后填充。這種方法的優(yōu)點是壓力高、設備損失少、凝膠體積較大，適合加固軟土地基。多管法必須先鉆孔排水，插入管子用向下旋轉的射流破壞土體結構，用高壓鉆抽水。使用真空泵污垢會產(chǎn)生內(nèi)部運行。在噴嘴位置安裝傳感器以收集相關信息，然后根據(jù)情況，腔體填充砂漿，確保了砂漿和礫石的混合均勻。

4.2 劈裂帷幕灌漿

劈裂帷幕灌漿的是沿壩軸線的縫孔，在兩側壩體開出縫隙，對于堤壩的滲漏能起到很好的改造效果。通過高壓水泥砂漿，對壩內(nèi)應力區(qū)域進行處理，使壩體達到平衡狀態(tài)，有利于提高整體穩(wěn)定性。在實際劈裂帷幕灌漿技術應用中，對于不同地區(qū)氣候條件的差異，導致水利堤壩破壞的原因不同。因此，在技術應用前需要確定堤壩損壞原因，以此來確定灌漿厚度的物理和力學性能，并基于基礎數(shù)據(jù)分析制定了最佳的砂漿比例和施工方案，以達到良好的加固效果。

4.3 混凝土防滲墻技術

混凝土防滲墻包括多項工藝，廣泛應用于堤壩的防滲加固。該技術以膨潤土和水泥為原料，結合施工需要形成自硬化溶液，并在施工中需要添加適量的緩和劑。在未完全固化時成為墻體，起到防浸漬作用。

4.4 灌漿防滲加固

灌漿防滲加固是將水泥砂漿在高壓下通過管道注入堤壩結構中，在此過程中，懸浮體和土體被壓縮混合形成固體的方式。灌漿防滲加固具有良好的防滲性能，能堵住壩體結構中的滲漏，消除壩基薄弱的防滲連接。在注入方式中，灌漿加固可分為劈裂式、速凝式和高壓填充式技術。在應用領域，工藝的硬化效果和加工階段存在一定的差異。灌漿防滲加固劈裂式施工中需要借助鉆孔設備，在堤壩結構的地方鉆了一系列孔。根據(jù)水力隔斷沿堤壩軸線封堵，溶解壓力，形成防滲墻封閉堤壩，填充分散在堤壩的孔隙和裂縫，達到提高結構密實度和調(diào)節(jié)效果。速凝式加固需要在滲水線或壩線鉆孔，用膨脹材料填充孔洞，在低壓下將水泥砂漿倒入孔洞，在填充材料中加入一定的促進劑，以此來產(chǎn)生膨脹反應，并有效地起到控制內(nèi)阻力和堵塞的作用，可以迅速的消除堤壩的危險。高壓填充式技術需要配備工程鉆機等設備和工具，在堤壩防滲區(qū)鉆孔，還需要保持相鄰孔距2m左右，要求底部達到良好的礫石層，將砂漿管插入孔中。將高壓漿液從上到下倒入坑內(nèi)，將漿液交替倒入礫石層和土壤，最后用材料封孔，可以起到硬化的效果。

4.5 水平防滲加固

水平防滲加固應用應考慮水利堤壩的實際情況，選擇合適的加固形式，以達到良好的加固效果。在實踐中，加固方法被廣泛使用。對于滲流面積大的堤壩，對于防滲加固技術要求較高。需做好水量測量，根據(jù)實際情況進行分析，確定防滲加固方案。基于對壩體的分析，對于結構性問題的壩體選擇平臺加固技術。如果堤壩需要控制滲漏，基于水平防滲技術的應用可以提高流量的連續(xù)性，保證堤壩運行的安全性。

4.6 振動沉模防滲

振動沉模防滲主要由其減振技術原理，振動錘用作動力裝置。在偏心單元安裝2個軸產(chǎn)生橫向偏心力。垂直移動時，通過垂直方向的高頻振動產(chǎn)生激振力，沖擊脈沖作用使其迅速進入層內(nèi)，這就是減振技術應用原理?？漳Ｉ钊氲貙雍笏嘣O備開始澆注砂漿。在牽引力的作用下，模具逐漸上升，砂漿將模具抬起并填充空隙。在施工過程中，模板的拆除和填充需要同時進行。提供很好的保護作用，不容易造成施工質(zhì)量問題，可以很好地應對滲漏點問題[1]。

5.水利工程堤壩防滲加固質(zhì)量控制

5.1 加強灌漿材料的使用性能

在早期的水利工程中，堤壩防滲加固多采用水泥砂漿作為膠凝材料，而砂漿的可控性、密實性和性能較差，難以滿足堤壩防滲加固設計要求。因此，在堤壩防滲加固技術應用中需要做好灌漿料的選擇，選用聚氨酯灌漿料等新型灌漿料，以增加灌漿料使用的可控性。當使用水泥砂漿常規(guī)基材料進行砂漿作業(yè)時，漿液在土壤中呈圓柱形擴散狀態(tài)，難以得到全面的施工質(zhì)量控制。當使用聚合物材料時，通過增加壓力來控制土結構與孔壁的分離，基于結構膨脹形成片狀形，在孔周圍形成對稱的形狀?；谠唤Y構效應形成扁平裂縫后形成層狀脈，進一步確保了施工應用效果[2]。

5.2 做好堤壩基礎與岸坡處理工作

在水利工程中進行壩基和岸坡施工時，必須清理壩基，以清除積水。在堤壩防滲施工中，壩基和岸坡處理對堤壩滲透加固處理影響很大。在處理壩基和岸坡時，清除壩與壩基的接縫，以保證壩體和基礎的適當組合。在清理中，加強壩面清潔度。堤壩主體部分填土前，需要對試驗坑進行壓實，確保清理工作符合堤壩防滲加固施工要求[3]。

5.3 堤壩防滲加固方案的優(yōu)化

在堤壩防滲加固施工中，無論選擇哪種加固技術，都需要根據(jù)工程情況完善加固方案，確保工程施工方案更好地管理堤壩防滲加固施工。堤壩防滲加固中，如采用灌漿法進行堤壩加固，進而防止?jié)B漏，應考慮到堤壩的滲漏和破壞。在施工前開展施工準備工作，提高加固防滲漏的效果，還可以應對突發(fā)事件的發(fā)生。做好澆筑施工方案對砂漿設備進行提前規(guī)劃，并確保在施工中形成從鉆孔、拆除、灌漿的一整套加工流程。近年來，我國推廣低碳環(huán)保技術，保證了堤壩防滲加固的施工質(zhì)量，又為水利工程項目帶來了良好的經(jīng)濟效益。在項目建設實施過程中應成立專業(yè)的堤壩防滲加固施工技術工作組，以方便技術的選擇及加固質(zhì)量的控制。施工是需要吸取經(jīng)驗，對于加固技術的應用需要根據(jù)實際情況創(chuàng)新思維，確保施工方案對于堤壩防滲加固的有效性，為提升防滲施工質(zhì)量保障打下堅實的基礎[4]。

5.4 清除滑坡治理崩岸

為確保堤壩防滲建設加固施工質(zhì)量，需要做好水利設施防洪、滑坡的防治工作。對于修復洪水破壞可以保護河岸，河岸滑坡是內(nèi)部結構滲漏、水流沖刷所影響?；诘贪洞嬖诨掳踩[患，需要加強完善排水管道，加固堤壩結構，減輕荷載，進而穩(wěn)定河岸支護，減少滑坡造成的損失。在堤壩防滲加固施工現(xiàn)場必須消除斜坡并從危險區(qū)域清除沙子，才能開始回填。在加固結構時要保證結構的可靠性，增加剪力的摩擦阻力，有利于保持良好的水利工程堤壩的整體強度。在對滑坡整治時，還需要做好坍塌和防止?jié)B漏的工作，路堤邊坡在外力下的內(nèi)應力較大，對于弧形、條帶崩塌等滑坡會造成河道偏斜和結構變形。對于這些危險性問題的存在需要選擇保持邊坡的坡度，減少支撐樁的倒塌風險，在填充基礎之間應用土工布，減少基礎發(fā)生沉降概率[5]。

5.5 提高施工質(zhì)量

在對堤壩防滲加固施工時要了解水利工程施工各個階段的規(guī)律特征，調(diào)查施工前的情況，綜合各種約束條件下的項目。技術管理人員還應根據(jù)項目進行技術論證，制定扎實可行的堤壩防滲加固施工方案，并對現(xiàn)場施工人員做好項目及技術應用講解，確保堤壩防滲加固安全順利地完成。堤壩防滲漏方案一經(jīng)制定，應結合技術實際需要全面地收集信息和數(shù)據(jù)。在計劃編制階段保證各相關參與部門和人員的協(xié)調(diào)工作，使堤壩防滲加固施工計劃組織科學完善，盡量減少施工中存在的不足和缺陷，進一步提升堤壩防滲加固效果。構建完善的堤壩防滲加固施工體系，有助于提高防滲加固結構的可靠性，還能促進水利工程施工的整體進度。堤壩防滲加固技術應用前，需要做好有前期準備。根據(jù)項目特點和相關參數(shù)分析計算，對于某些技術的使用對技術人員素質(zhì)要求較高，同時還要確保施工現(xiàn)場人員調(diào)配的及時合理。做好防滲加固方案的可行性分析，技術人員應研究水利工程的特點，綜合堤壩防滲加固情況。經(jīng)過科學全面的分析及技術論證得出具體的加固施工方案。分析在施工過程中可能出現(xiàn)意外情況，加強堤壩防滲加固施工過程的管理，確保施工過程的質(zhì)量得到有效的保障[6]。

6.結語

在水利工程中，堤壩防滲加固可有效滿足水利工程運行需求，保障壩體結構的穩(wěn)定性，以及確保了水利工程的用水安全。因此，應不斷完善堤壩加固技術，深入了解常用加固技術的原理，根據(jù)工程情況選擇技術嚴格控制施工各環(huán)節(jié)的質(zhì)量把控。為確保堤壩在防洪中發(fā)揮良好的輔助作用，在具體的項目施工中需要了解技術應用基礎條件?；谒こ碳夹g運用，需要提升堤壩施工技術的適用性，嚴格按照標準施工。不斷加強堤壩防滲加固施工質(zhì)量管理，確保水利工程建設質(zhì)量滿足運行需求，進一步推動社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。