防滲施工技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用

計(jì)炳生

（水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院，北京 100120）

隨著施工技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多防滲技術(shù)被廣泛應(yīng)用于水利工程施工中，極大地提升了水利工程施工質(zhì)量。如何依據(jù)施工特點(diǎn)有針對性地選用防滲技術(shù)是整個(gè)施工的關(guān)鍵，對防滲施工技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用進(jìn)行深入的分析十分急迫且必要。

1 防滲施工技術(shù)在水利工程中應(yīng)用的重要性

作為民生工程，水利工程在防洪、防澇、供電及水土保持中均有重要的作用，不僅與人們的生產(chǎn)生活息息相關(guān)，而且與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著密切的聯(lián)系[1]。因此，保證水利工程施工質(zhì)量至關(guān)重要。但滲漏問題作為水利工程施工質(zhì)量的常見問題，一旦出現(xiàn)便會降低水利工程堤壩的攔水能力，不僅會影響正常的防洪排澇，而且會影響正常功能的正常發(fā)揮，這對水利工程自身功能發(fā)揮和社會效益發(fā)揮均有較大的影響。由此可以看出，在水利工程施工中，防滲是其關(guān)鍵內(nèi)容，可以直接決定水利工程施工質(zhì)量。總的來說，防滲施工技術(shù)在水利工程中應(yīng)用的重要性集中體現(xiàn)在以下兩方面。

（1）防滲技術(shù)的應(yīng)用可以大幅度提升水利工程的安全性與穩(wěn)定性。水利工程與其他工程施工有一定的不同，其施工條件更加復(fù)雜，水利工程面對的地質(zhì)地形條件更加復(fù)雜，施工工序更多，應(yīng)用的施工技術(shù)更多，整個(gè)施工周期長，這導(dǎo)致施工過程中存在很大的風(fēng)險(xiǎn)，很容易對施工質(zhì)量造成較大的影響，其中的滲漏問題對施工質(zhì)量的影響值得特別注意。利用防滲技術(shù)可以更好地控制和管理水資源，能避免混凝土結(jié)構(gòu)裂縫滲漏、變形導(dǎo)致的滲漏及管道滲水等，在保證和提升水利工程穩(wěn)定性和安全性方面效果顯著。

（2）防滲技術(shù)的應(yīng)用可以大幅度提升水利工程的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。近年來，伴隨經(jīng)濟(jì)的快速增長，生態(tài)環(huán)境被極大地破壞，水資源的破壞程度更大，這對人們生產(chǎn)生活產(chǎn)生了很大的影響，隨著我國對“三農(nóng)”問題的逐漸重視，水利工程施工質(zhì)量顯得尤為關(guān)鍵。應(yīng)用防滲技術(shù)可以對水資源進(jìn)行分流儲備，有效預(yù)防洪水泛濫，同時(shí)可以提升整個(gè)水利工程的抗震性與防滲性，能實(shí)現(xiàn)水利工程的長期有效應(yīng)用，大幅度提升了水利工程的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。掌握和應(yīng)用防滲技術(shù)對于水利工程施工至關(guān)重要，值得給予足夠的重視。

2 水利工程施工出現(xiàn)滲漏的原因

2.1 施工材料選用不合理

施工材料直接或間接地影響著水利工程施工質(zhì)量，鑒于水利工程施工中所用的施工材料具有多樣性的特點(diǎn)，因而從材料源頭上做好施工質(zhì)量控制尤為關(guān)鍵。如果施工材料選用不合理，或者沒有按照施工技術(shù)要求選用，會導(dǎo)致嚴(yán)重的施工質(zhì)量隱患。比如水泥選用不當(dāng)時(shí)會導(dǎo)致硬化速度過快，導(dǎo)致強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)；混凝土配比不合理也會對其強(qiáng)度和硬度產(chǎn)生影響，導(dǎo)致后期滲漏現(xiàn)象嚴(yán)重。另外，鋼筋在水利工程施工中也占有很大的比重，如果鋼筋表面氧化膜受損嚴(yán)重，其與空氣氧化出現(xiàn)腐蝕的概率更大，會直接影響水利工程的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

2.2 施工環(huán)節(jié)管理力度不足

施工過程中的管理是減少滲漏問題出現(xiàn)，保證施工質(zhì)量的重要舉措，但實(shí)際施工過程中，部分施工單位為了追求施工進(jìn)度，往往對施工過程中的管理不夠重視，或者實(shí)際管理效果不佳。施工環(huán)節(jié)管理力度不足具體體現(xiàn)在以下方面。

（1）施工技術(shù)管理力度不足：水利工程施工環(huán)境相對復(fù)雜，常常需要水下進(jìn)行混凝土澆筑，如果在施工過程中沒有根據(jù)施工特點(diǎn)制定施工方案選用有效的施工技術(shù)，則有可能導(dǎo)致水利工程施工過程中或施工完成后出現(xiàn)滲漏。

（2）施工質(zhì)量管理力度不足：施工質(zhì)量監(jiān)管需要貫穿于整個(gè)施工的全過程，如果盲目追求施工進(jìn)度，而忽視了施工過程中的質(zhì)量監(jiān)控，就會引發(fā)嚴(yán)重的施工質(zhì)量問題，例如沒有嚴(yán)格規(guī)范施工人員的施工行為，缺少行之有效的責(zé)任制度、監(jiān)督制度和獎(jiǎng)懲制度，這些問題都會造成施工質(zhì)量難以保證。

2.3 受地質(zhì)地形條件的影響

地質(zhì)地形條件對水利工程施工質(zhì)量的影響是巨大的，隨著水利工程施工范圍的擴(kuò)大，其面臨的施工環(huán)境越來越復(fù)雜，也更加的惡劣。多數(shù)的水利工程都是在露天環(huán)境下進(jìn)行，極易受到氣候、地質(zhì)和水文等因素的影響，如果施工過程中遇到大量的降水，水利工程防滲性能將會受到一定的影響；同時(shí)地質(zhì)地形條件惡劣時(shí)也會增大滲漏情況的發(fā)生。

3 防滲施工技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用

3.1 工程概況

文章選取北方某地的一處水利工程，工程處于低山丘陵地帶，水庫積雨面積大約為4.7km2，原有施工中的壩體采用土石混合壩，因?yàn)檫\(yùn)行時(shí)間較長，出現(xiàn)了較大程度的滲漏問題，安全隱患較多。經(jīng)有關(guān)部門決定，決定對該水利工程進(jìn)行擴(kuò)建，且在擴(kuò)建過程中需要對黏土斜墻面基槽進(jìn)行深度開挖，因?yàn)轫?xiàng)目基巖埋深較大，大范圍的開挖存在難點(diǎn)，導(dǎo)致實(shí)際施工存在較大的難度，因此必須對防滲方案進(jìn)行優(yōu)化處理，以提升防滲性能。

3.2 灌漿技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用

灌漿技術(shù)在水利工程防滲施工中的應(yīng)用范圍較為廣泛，實(shí)際應(yīng)用效果良好，其技術(shù)原理是利用壓力作用將可以高效凝固的混凝土砂漿灌注到提前鉆好的地方，使凝固后的混凝土砂漿可以有效地與周邊材料融為一體，以實(shí)現(xiàn)防滲目的?，F(xiàn)階段水利工程防滲施工中最常用的灌漿技術(shù)主要包括高壓噴射灌漿防滲技術(shù)、土壩壩體劈裂灌漿技術(shù)、卵礫石層帷幕灌漿技術(shù)這三種。

高壓噴射灌漿防滲技術(shù)的使用原理是利用壓縮機(jī)中的壓縮空氣在灌漿過程中可出現(xiàn)高速噴漿的情況，此時(shí)原有土層結(jié)構(gòu)會因?yàn)槭艿接绊懚谌胪寥澜Y(jié)構(gòu)，進(jìn)而形成一種高質(zhì)量的水固結(jié)體，實(shí)現(xiàn)防滲目的[2]。高壓噴射灌漿防滲技術(shù)的噴射方式包括定噴、擺噴和旋噴三種，在使用該技術(shù)時(shí)施工人員需要先對施工現(xiàn)場進(jìn)行全面的勘查，做好前期勘探和測試工作，尤其是對于壩體存在較大石塊和雜質(zhì)的施工現(xiàn)場更應(yīng)加強(qiáng)注意。實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，這種防滲技術(shù)的優(yōu)勢在于設(shè)備簡單，施工成本低，且防滲透作用強(qiáng)，使用范圍較為廣泛，但是也存在較大的局限性，對施工應(yīng)用環(huán)境有較大的要求，如果使用設(shè)備較多，土壤情況不佳，將會嚴(yán)重降低施工質(zhì)量的可控性，容易引發(fā)滲漏現(xiàn)象，在應(yīng)用這種施工技術(shù)前積極開展技術(shù)可行性研究十分必要。該項(xiàng)目因?yàn)槭┕きh(huán)境不佳，且前期勘探和測試工作有很大的難度，該項(xiàng)目并未采用這種施工技術(shù)。

土壩壩體劈裂灌漿技術(shù)的應(yīng)用遵循整體壩體的應(yīng)力分布規(guī)律，可以對軸線孔洞設(shè)置進(jìn)行優(yōu)化，保證漿液隨著壓力實(shí)現(xiàn)灌注。這種防滲技術(shù)可以讓壩體與漿液之間的擠壓作用更加明顯，通過減少縫隙提升壩體的強(qiáng)度，從而提升壩體的穩(wěn)固性與安全性[3]。作為壩體加固中常用的施工技術(shù)，該技術(shù)在該項(xiàng)目中也有應(yīng)用。施工人員應(yīng)先檢測施工現(xiàn)場的地層條件和壩體應(yīng)力狀態(tài)等，在掌握施工現(xiàn)場特點(diǎn)后根據(jù)灌漿壓力沿著壩體軸線設(shè)置布孔，同時(shí)在孔內(nèi)注入更多漿液，這樣可有效避免一些極易出現(xiàn)的裂縫問題，優(yōu)化壩體的應(yīng)力狀況。

卵礫石層帷幕灌漿技術(shù)主要是利用水泥與黏土混合產(chǎn)生的液體達(dá)到防滲目的，在卵礫石使用中較為廣泛，但是因?yàn)槁训[石硬度較大，因而實(shí)際轉(zhuǎn)孔難度很大，在地層因素影響下使用并不廣泛[4]。此次施工并未用到此項(xiàng)技術(shù)。帷幕灌漿技術(shù)施工如圖1所示。

3.3 防滲墻技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用

防滲墻技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用同樣廣泛，現(xiàn)階段常用的防滲墻技術(shù)主要包括多頭深層攪拌防滲墻技術(shù)、射水防滲墻技術(shù)、鏈斗法防滲墻技術(shù)及鋸槽防滲墻技術(shù)四種，每種防滲墻技術(shù)的應(yīng)用特性和范圍均有所不同，在實(shí)際施工過程中需要針對性地加以選擇。

圖1 帷幕灌漿技術(shù)施工

應(yīng)用多頭深層攪拌防滲墻技術(shù)時(shí)，需要使用攪拌設(shè)備將漿液噴射到土層中，進(jìn)行充分的攪拌，而后進(jìn)行混合物水泥樁的制作，后續(xù)施工環(huán)節(jié)與各個(gè)水泥樁聯(lián)合后即可形成防滲墻。相比于其他的防滲技術(shù)，多頭深層攪拌防滲墻技術(shù)可以有效地避免滲漏漿液的可能性，能實(shí)現(xiàn)長期的防護(hù)工作，同時(shí)施工簡單快捷。該項(xiàng)目屬于土石混合壩，滿足技術(shù)的應(yīng)用需求，應(yīng)用效果顯著。

鏈斗法防滲墻技術(shù)所使用的機(jī)械設(shè)備是鏈斗開槽機(jī)器，主要是利用排樁上的旋轉(zhuǎn)鏈斗開展土體的挖取工作，將排樁傾斜位置加以固定后可以確保開槽機(jī)工作的同時(shí)實(shí)現(xiàn)泥漿保護(hù)[5]。因?yàn)樵擁?xiàng)目存在黏土和沙礫層，土體挖取工作量較大，所以實(shí)際施工中對該項(xiàng)技術(shù)也有所應(yīng)用，在混凝土澆筑工作完成后，發(fā)現(xiàn)防滲施工質(zhì)量較好，保證了土體開挖的穩(wěn)定性，且未對土體內(nèi)部結(jié)構(gòu)造成太大影響。

4 結(jié)束語

水利工程建設(shè)事關(guān)國計(jì)民生，其在農(nóng)業(yè)灌溉和水資源利用中發(fā)揮著重要的作用，隨著我國對“三農(nóng)”問題的日益重視，水利工程建設(shè)迎來了新的發(fā)展機(jī)遇。但水利工程施工中的滲漏問題一直較為常見，這讓水利工程施工質(zhì)量及后期運(yùn)行能力均受到了很大的影響。因此，做好水利工程防滲處理至關(guān)重要。需要注意的一點(diǎn)是，雖然現(xiàn)階段防滲技術(shù)種類豐富，實(shí)際應(yīng)用效果良好，但對于不同施工特點(diǎn)的水利工程，在技術(shù)選用時(shí)務(wù)必保證針對性和科學(xué)性，以使防滲技術(shù)作用可以最大限度地發(fā)揮出來，以此減少或避免水利工程滲漏問題的出現(xiàn)，提升施工質(zhì)量。