水利工程堤壩防滲漏技術(shù)研究

李紅華

（邵陽市水利水電工程公司，湖南 邵陽422000）

人類實(shí)現(xiàn)生存與不斷發(fā)展目標(biāo)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)就是水，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過程中，水發(fā)揮了及其重要的推動(dòng)作用[1]。作為一種以自然形態(tài)存在的物質(zhì)，人類在利用水的過程中會(huì)面臨很大的挑戰(zhàn)，管理水資源的過程中也會(huì)存在一定的問題，稍有差池就會(huì)導(dǎo)致自然災(zāi)害的出現(xiàn)。經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中，建設(shè)水利工程可以實(shí)現(xiàn)水資源的合理利用，在很大程度上避免水災(zāi)的發(fā)生，提高人類社會(huì)的發(fā)展水平[2]。水利工程的堤壩建設(shè)就是對(duì)水資源進(jìn)行開發(fā)、利用、節(jié)約、管理和防治等，但它地處地質(zhì)條件復(fù)雜的自然環(huán)境中，其本身應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，而滲漏對(duì)水利工程堤壩穩(wěn)定性影響極大，如果防滲漏技術(shù)不達(dá)標(biāo)，就會(huì)降低水利工程的穩(wěn)定性，給社會(huì)帶來很大的影響，嚴(yán)重的會(huì)威脅人民群眾的生命安全。因此，對(duì)堤壩防滲施工技術(shù)的研究具有重要意義。

1 水利工程堤壩出現(xiàn)滲漏的原因

1）堤壩物質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不夠。水利工程對(duì)于施工技術(shù)的要求非常嚴(yán)格，如果施工技術(shù)沒有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，堤壩物質(zhì)組成缺乏穩(wěn)定性，堤壩密度與實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)不相符，將會(huì)導(dǎo)致堤壩出現(xiàn)很小的縫隙，這些縫隙長(zhǎng)時(shí)間經(jīng)受侵蝕，堤壩就會(huì)不同程度出現(xiàn)破壞的情況，最終出現(xiàn)滲漏[3]。對(duì)于混凝土碾壓堤壩、土石堤壩本身材料的組成和密實(shí)度選擇不當(dāng)，均會(huì)出現(xiàn)這類問題。

2）堤壩與地基面接縫未處理達(dá)標(biāo)。水利工程堤壩運(yùn)行過程中，在地基面與堤壩基礎(chǔ)的地帶經(jīng)常會(huì)發(fā)生滲漏的現(xiàn)象，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因就是建設(shè)過程中對(duì)堤壩地基的處理不合理，如接觸面有殘留雜質(zhì)而導(dǎo)致接觸裂縫出現(xiàn)，這些裂縫在水的長(zhǎng)期侵蝕下出現(xiàn)較大的滲漏通道，直接影響水利工程堤壩的穩(wěn)定性。

3）堤壩分塊與接縫的原因。由于堤壩的體積較大，受施工條件、溫度的影響，需對(duì)堤壩進(jìn)行混凝土分塊澆筑或土石方填筑，在各堤壩層、塊、段連接處存在薄弱處，可能形成滲水通道，雖然混凝土堤壩設(shè)置止水設(shè)施和接縫灌漿處理，但其質(zhì)量難以控制，極易形成裂縫。

4）堤壩地基的原因。水利工程堤壩地基的物質(zhì)組成非常重要，特別是土質(zhì)地基，土體本身就存在一定的滲漏，在設(shè)計(jì)和施工的時(shí)候，如果沒有使用符合標(biāo)準(zhǔn)的建材來建設(shè)地基，會(huì)大大增加堤壩的滲水性，受到侵蝕的速度會(huì)加快，導(dǎo)致滲漏出現(xiàn)。

以上四種情況是造成堤壩出現(xiàn)滲漏情況的主要原因，雖然防滲漏的理論措施是減少滲透壓力、降低水力坡度、增加滲流長(zhǎng)度，但需要根據(jù)滲漏出現(xiàn)原因制定針對(duì)性的防滲漏技術(shù)措施。

2 水利工程堤壩主要的防滲漏技術(shù)

1）混凝土防滲墻。混凝土防滲墻是使用專用機(jī)具鉆鑿圓孔或直接開挖槽孔，以泥漿固壁，孔內(nèi)澆筑混凝土，或安裝預(yù)制混凝土構(gòu)件，而形成連續(xù)的地下混凝土墻體用來防滲。由于混凝土具有結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、抗?jié)B性能好的特點(diǎn)，因此采用混凝土防滲墻技術(shù)應(yīng)用比較廣，按墻體結(jié)構(gòu)型式可分為樁柱型、槽孔型和混合型。槽孔型防滲墻的施工工序包括平整場(chǎng)地、挖導(dǎo)槽、做導(dǎo)墻、安裝挖槽機(jī)械、泥漿流入導(dǎo)槽、成槽和混凝土澆筑成墻，在各工序中應(yīng)對(duì)其質(zhì)量按設(shè)計(jì)和相關(guān)規(guī)范進(jìn)行檢查，主要檢查終孔的孔位、孔深、孔斜、槽寬；一、二期槽孔間接頭的套接厚度；把握好接頭孔洗刷的質(zhì)量；嚴(yán)格檢查鋼筋籠的尺寸；嚴(yán)格控制混凝土的原材料、配合比；按澆筑的順序和方法進(jìn)行開澆；做好澆筑記錄和混凝土取樣工作，留樣做混凝土抗?jié)B試驗(yàn)。

2）帷幕灌漿防滲。帷幕灌漿防滲技術(shù)目的是用漿液灌入巖體或土層的裂隙、孔隙，形成防水幕，以減少滲流量或降低揚(yáng)壓力的灌漿。巖基灌漿時(shí)，一般先進(jìn)行固結(jié)灌漿，后進(jìn)行帷幕灌漿，可以控制帷幕灌漿時(shí)地表的抬動(dòng)力和冒漿，同時(shí)強(qiáng)化基巖的強(qiáng)度，提升基巖的穩(wěn)定性和抗震能力。帷幕灌漿施工工藝主要包括：鉆孔、鉆孔沖洗、壓水試驗(yàn)、灌漿和灌漿質(zhì)量檢查。鉆孔位置、孔深及垂直度應(yīng)符合施工規(guī)范要求；鉆孔沖洗時(shí)孔內(nèi)沉淀不得超過20 cm；采用分段灌漿時(shí)應(yīng)進(jìn)行分段壓水試驗(yàn)；灌漿方式宜采用循環(huán)式，射漿管距孔底不得大于50 cm；灌漿必須按分序加密的原則進(jìn)行；灌漿的漿液濃度應(yīng)由稀變濃，逐級(jí)變換；灌漿的結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)在規(guī)定的壓力下按照注入量和持續(xù)時(shí)間達(dá)到要求后才能結(jié)束，在遇到特殊情況時(shí)，應(yīng)采取措施進(jìn)行補(bǔ)救；質(zhì)量檢查應(yīng)以檢查孔壓水試驗(yàn)成果為主，結(jié)合對(duì)竣工資料和測(cè)試成果的分析綜合評(píng)定。

3）高壓噴射防滲。高壓噴射防滲采用高壓噴射漿液與土體充分拌和形成一種固結(jié)體進(jìn)行防滲。從高壓噴射防滲技術(shù)的施工來看，需要使用鉆孔機(jī)來確定管徑位置，將裝有特制合金噴嘴的注漿管下到預(yù)定的位置，然后用高壓水泵或高壓泥漿泵（20～40 MPa），將水或漿液通過噴嘴噴射出來，沖擊破壞土層結(jié)構(gòu)，使土粒在噴射流束的沖擊力、離心力和重力等綜合作用下，與漿液進(jìn)行充分混合形成新的凝結(jié)體，具有較好的防滲性能。從高壓噴射防滲技術(shù)來看，這一技術(shù)應(yīng)用的設(shè)備簡(jiǎn)單，操作起來比較方便，就地利用土體材料（增加部分漿液，一般在防滲工程中采用黏土水泥漿），具有相對(duì)較高的效率和較低的成本，在不同的場(chǎng)合下可采用不同的方法（單管法、二管法和多管法）進(jìn)行成體，能滿足固結(jié)體的各種尺寸，適用空間較大，能夠應(yīng)用在多項(xiàng)水利工程堤壩防滲中；從高壓噴射技術(shù)的噴射三種方式（旋轉(zhuǎn)噴射、定向噴射和擺動(dòng)噴射）來看，當(dāng)前采用定向噴射與擺動(dòng)噴射是常見的噴射方式，堤壩地基防滲中主要采用定向噴射，節(jié)省材料和時(shí)間，并形成有針對(duì)性板狀防水帷幕。高壓噴射技術(shù)也用于邊坡、地基的加固，通過提高地基的穩(wěn)定性來增強(qiáng)地基的抗?jié)B性，進(jìn)一步防止堤壩滲漏的情況出現(xiàn)。

4）劈裂灌漿防滲。這種技術(shù)的工作原理就是把漿液注入到存在隱患或質(zhì)量不良的堤壩結(jié)構(gòu)的裂縫、孔隙、洞穴中，形成垂直方向上的防滲帷幕，從而在整個(gè)垂直面上起到防滲的效果。具體的施工過程中，首先考察堤壩軸線特征，然后根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行布孔，布好孔之后進(jìn)行鉆孔，加壓灌注泥漿進(jìn)行劈裂處理，這個(gè)過程用到的主要是灌漿壓力，由于其灌漿壓力比一般充填灌漿大，從而更加有效地堵塞漏洞、裂縫或切斷軟層，以提高堤壩體的防滲能力和密實(shí)度，對(duì)堤壩基（一定深度范圍內(nèi)）的應(yīng)力分布也可以大大改善。相關(guān)規(guī)范SD 266-88 要求劈裂灌漿施工中必須貫徹“少灌多復(fù)”，并且要求復(fù)灌次數(shù)不少于5 次，劈裂式灌漿是一個(gè)灌——停——灌的反復(fù)過程。劈裂式灌漿的特色是隨灌漿壓力的升高和降低，堤壩產(chǎn)生相應(yīng)的劈裂（漿液充填）和回彈（加速泥漿固結(jié)）響應(yīng)，因此控制灌漿壓力也是重點(diǎn)和難點(diǎn)。這種方法相對(duì)其它灌漿的設(shè)備比較簡(jiǎn)單、工藝合理、操作方便，漿液能就地取材，無環(huán)境污染問題、節(jié)約成本，適用范圍廣，能在不釋放堤壩體應(yīng)力的條件下構(gòu)造垂直連續(xù)防滲帷幕，而且漿脈厚度和條數(shù)可以隨堤壩體質(zhì)量的好壞自行調(diào)整。

3 結(jié) 語

現(xiàn)階段，我國水利工程數(shù)量大幅增長(zhǎng)，在水利工程建設(shè)和運(yùn)行過程中，堤壩的防滲需引起建設(shè)者特別注意。水利工程堤壩選址特殊，一般具有復(fù)雜的地質(zhì)、水文和氣候環(huán)境，加上施工質(zhì)量難免存在細(xì)節(jié)問題，防滲就更為重要。所以，相關(guān)設(shè)計(jì)、施工單位必須結(jié)合實(shí)際，總結(jié)以前的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)和理論研究，不斷創(chuàng)新堤壩防滲漏技術(shù)和方法，在規(guī)范允許的前提下利用經(jīng)濟(jì)有效的方式降低堤壩的滲流量對(duì)水利工程的損害，從而更好地保障人們的生產(chǎn)和生活安全。