防滲加固技術(shù)在水利堤防工程中的應(yīng)用研究

吳振順 廣東華隧建設(shè)集團(tuán)股份有限公司

近幾年水利工程在我國(guó)飛速發(fā)展，相關(guān)的水利工程項(xiàng)目數(shù)量也在不斷擴(kuò)增，壩體結(jié)構(gòu)樣式也是多種多樣，為我國(guó)抗洪減災(zāi)提供了最堅(jiān)固的后盾保障。但是水利工程長(zhǎng)期使用后，難免牢固性會(huì)降低，不能夠發(fā)揮有效的保障作用，這個(gè)時(shí)候我們必須通過加固技術(shù)去加固水利堤防，延長(zhǎng)水利堤防的使用壽命。

1.水利工程堤防防滲加固技術(shù)應(yīng)用

1.1 灌漿技術(shù)

灌漿技術(shù)是結(jié)合壓力把已經(jīng)凝固的混凝土靜壓輸入巖土空隙或工程裂縫中，提高水利工程的牢固性，強(qiáng)化其物理性能。灌漿技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于通過適當(dāng)?shù)膲毫ψ対{液輸入到堤防空隙中能夠避免中途受到不同阻力的影響，使得漿體能夠有效的進(jìn)入到裂縫中，與裂縫完全貼合。在輸送過程中，漿液隨著不斷深入受到的壓力也會(huì)不斷增加，吸漿量和漿液擴(kuò)散的距離也在不斷增大，這就是工程中常提到的滲入性灌漿。灌漿常用的原材料有水泥漿、水泥砂漿、水泥黏土漿等，目前水利堤防中常用水泥黏土漿加固構(gòu)筑物。

1.2 高壓噴射技術(shù)

高壓噴射技術(shù)是利用鉆孔機(jī)對(duì)水利工程進(jìn)行鉆孔，鉆孔深度達(dá)到設(shè)計(jì)方案要求后就可采用高壓泥漿泵輸送漿體。輸送漿體主要通過鉆桿的桿端部位的噴嘴對(duì)土體進(jìn)行高壓噴射固化處理，為了確保高壓射流能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求，在噴射過程中，我們要?jiǎng)蛩偬嵘@桿，保證高壓噴射的漿液能夠快速凝固以確保堤防達(dá)到良好的防滲效果。

1.3 排水固結(jié)技術(shù)

排水固結(jié)技術(shù)是利用軟黏土地基的特性，軟黏土隨著空隙中的水分流出，黏土本身的孔隙比降低后地基就會(huì)出現(xiàn)凝結(jié)變形，凝結(jié)后再通過降低超靜水壓力從而提高土的有效應(yīng)力。通過排水、超靜水壓力工序之后，地基土的強(qiáng)度會(huì)隨之增強(qiáng)。排水固結(jié)法能夠有效改善黏土地基下沉的問題，通過排水系統(tǒng)與加壓系統(tǒng)的參與還能夠增加地層的透水性。

2.工程實(shí)例

某堤防由于所處的地理位置導(dǎo)致長(zhǎng)期浸泡在洪水中，再加上附近挖沙船作業(yè)，導(dǎo)致堤防所在的河床基礎(chǔ)變薄，堤防多處有漏水、滲水的情況，其中某段按照20年一遇大洪水的標(biāo)準(zhǔn)建筑堤壩。經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的雨水或洪水沖刷、浸泡，該堤防高水位處在工作時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)滲透的情況，這會(huì)影響到堤防整體的安全，所以必須采取防滲加固技術(shù)對(duì)堤防進(jìn)行加固。

根據(jù)該地區(qū)的地貌特征我們可以確定堤壩所處區(qū)域上部為中粗砂、黏土，下部為軟礫石、土層，堆積物中的卵石比較多且顆粒直徑較大，這些卵石可作為良好的透水層。通過分析我們可以確定堤防覆蓋層為中粗砂夾礫石層，下部基巖為白石質(zhì)灰?guī)r，局部斷層夾礫石，所以可以采用高壓噴射灌漿技術(shù)進(jìn)行防滲加固。

3.水利堤防工程防滲加固技術(shù)優(yōu)化

3.1 遵守堤壩工程防滲加固技術(shù)原則

為了能夠達(dá)到堤防的要求，在進(jìn)行堤防工程防滲加固技術(shù)時(shí)必須要時(shí)刻遵守基本原則。例如使用灌漿、防滲墻降低浸潤(rùn)線，利用防滑磚穩(wěn)定堤壩，提高堤壩的的抗滑系數(shù)。

在處理滑坡時(shí)，要先對(duì)滑坡形成的原因進(jìn)行分析，提高土體的強(qiáng)度。另外，為了增強(qiáng)堤身的質(zhì)量還需考慮適當(dāng)加入土工布等合成材料，利用土工膜這類復(fù)合材料的防滲性間接提高土體的穩(wěn)定。對(duì)于壩基的滲漏可以對(duì)堤壩進(jìn)行分區(qū)處理，上游區(qū)域采用“鋪、截、堵”，下游區(qū)域采用“導(dǎo)、減、排”，通過修建防滲墻、帷幕灌漿減小滲漏量，并修建導(dǎo)滲反濾體、減壓井等方式降低揚(yáng)壓力。

在進(jìn)行劈裂式帷幕灌漿時(shí)，要重點(diǎn)注意堤防的防滲效果，鉆孔工作也要根據(jù)堤防的內(nèi)部情況進(jìn)行孔徑的確定。在直線布孔時(shí)，要利用低壓速凝式灌漿法進(jìn)行高危水位的管涌的堵塞，確保堤身的綜合應(yīng)用效益的提升，以滿足當(dāng)下工作的需要。在該模塊的應(yīng)用過程中，它可根據(jù)管涌所處位置的地質(zhì)情況分別采用30型鉆機(jī)或50型鉆機(jī)鉆孔，然后先向孔內(nèi)注入浸水后即膨脹的物質(zhì)，再以小于49kPa的壓力徐徐向孔內(nèi)灌入加進(jìn)速凝劑水玻璃的水泥漿。注入膨脹物質(zhì)是為了加大管涌?jī)?nèi)阻力，減慢管涌?jī)?nèi)水流速度，防止水泥漿隨水流出。

3.2 灌漿加固

高壓填充式灌漿法使用過程中，首先要保證堤防本身的牢固性，保證堤防溶洞等洞口已經(jīng)填充完畢。在進(jìn)行基礎(chǔ)灌漿時(shí)，要著重關(guān)注工程鉆機(jī)的應(yīng)用，掌握好孔深的控制，保證灌漿壓力在同一壓力值上，并時(shí)刻保證堤防的干燥性，為灌漿做好防護(hù)工作，以確保灌漿工作能夠順利開展。高壓填充式灌漿法主要用于治理因?yàn)橄忍旎A(chǔ)不牢固引起的滲漏，通過對(duì)基礎(chǔ)砂礫層灌入水泥漿，保證堤防的防滲漏性。灌漿過程中，如果遇到蟻穴、溶洞時(shí)，在填充過程中，灌漿用30型鉆機(jī)先在蟻穴或溶洞周圍布孔灌入泥漿，形成包圍圈，然后進(jìn)行填充，直至填滿為止。

在進(jìn)行灌漿加固時(shí)，要注意防滲體的形成模式，要能夠意識(shí)到防滲體對(duì)堤防壩體的重力的影響。例如要在大壩的上游對(duì)其進(jìn)行固結(jié)工作，對(duì)漏洞及縫隙進(jìn)行填補(bǔ)，增強(qiáng)堤防的防滲性與承載力，延長(zhǎng)堤防壩體的使用壽命。

在下游建設(shè)過程中，要對(duì)固結(jié)灌漿進(jìn)行追蹤，已經(jīng)鋪設(shè)、埋好的漿管要及時(shí)進(jìn)行灌漿，堵塞漏水的區(qū)域以及堤壩內(nèi)的空隙、裂縫，加固壩體，并增加壩面的穩(wěn)固性，保證堤壩能夠長(zhǎng)時(shí)間抵抗流水的沖刷。在采用固結(jié)灌漿施工時(shí)，要保證壩前無水，另外，固結(jié)灌漿僅適用于進(jìn)行揚(yáng)壓力以及設(shè)排水孔時(shí)進(jìn)行。

4.防滲帷幕造墻施工技術(shù)

防滲加固技術(shù)中，防滲帷幕造墻也是關(guān)鍵點(diǎn)，以下是常用的防滲帷幕造墻施工關(guān)鍵點(diǎn)。

4.1 垂直度

組合鉆機(jī)開槽法、射水開槽法、多頭小直徑深層攪拌樁的使用都必須注意垂直度。垂直度的角度會(huì)直接影響到防滲墻在堤防內(nèi)與墻體軸線的貼合程度，所以在施工期間我們要注意孔斜率、軸線偏差，這些規(guī)格必須嚴(yán)格按照操作規(guī)范進(jìn)行，施工中一旦發(fā)現(xiàn)偏差要第一時(shí)間進(jìn)行糾偏，保證防滲墻體在同一軸線上，避免出現(xiàn)斷墻或與墻體底部銜接不嚴(yán)的情況，影響整座防滲幕墻的防滲效果。

4.2 墻體接縫銜接處理

堤防中，混凝土墻體與墻體之間的銜接必須要進(jìn)行清洗，保證銜接處沒有夾雜水泥或其他碎屑物，保證無縫銜接。墻體與墻體平行相接時(shí)，搭接長(zhǎng)度保持在2米內(nèi)最為適宜。如果銜接后因?yàn)榉忾]不嚴(yán)導(dǎo)致出現(xiàn)滲透通道，我們可以用鉆機(jī)鉆孔現(xiàn)澆混凝土的方法將滲漏處進(jìn)行填補(bǔ)。

4.3 塌孔

防滲墻施工期間因?yàn)樾枰揽磕酀{護(hù)壁，一旦護(hù)壁土層中含有粉砂層、桔料層，就會(huì)出現(xiàn)擴(kuò)孔或塌孔的情況。這個(gè)時(shí)候需要控制護(hù)壁的泥漿濃度，可以適當(dāng)在泥漿中增加膨潤(rùn)土；還可以加密隔離體，增加護(hù)壁的支撐力。

4.4 多頭小直徑攪拌樁的鉆進(jìn)與提升

多頭小直徑攪拌樁的鉆進(jìn)與提升直接與防滲帷幕的寬度、強(qiáng)度以及抗?jié)B性有關(guān)，是通過水泥漿利用高壓輸漿系統(tǒng)與土體攪拌而形成的防滲墻。所以，在施工時(shí)，機(jī)械的應(yīng)用必須嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行，相關(guān)的記錄也要做好備案，加強(qiáng)對(duì)機(jī)械工作的監(jiān)督。

5.結(jié)束語

綜上所述不難看出，防滲加固技術(shù)在水利堤壩工程建設(shè)中是非常重要的，實(shí)現(xiàn)防滲加固技術(shù)能夠提高水利工程的應(yīng)用效果，減少人力資源以及材料資源的浪費(fèi)，加大堤防對(duì)河流沖擊的承受力度，促進(jìn)我國(guó)的水利工程發(fā)展。