水利堤防加固工程中防滲墻施工技術(shù)

沈建業(yè)

廣東省水利水電第三工程局有限公司 廣東 東莞 523710

引言

水利堤防工程需要全天24h地與水流接觸，長(zhǎng)期發(fā)揮其堤防作用，這也就導(dǎo)致其很容易會(huì)被水流侵蝕，出現(xiàn)各種結(jié)構(gòu)受損的問(wèn)題。如果施工技術(shù)人員無(wú)法有效解決這些問(wèn)題，消除水流侵蝕帶來(lái)的損害和影響，其水利堤防工程就很有可能會(huì)面臨決堤危險(xiǎn)，因此必須要加強(qiáng)堤防加固處理工作。而在堤防加固工作中，防滲墻能夠有效阻隔水流侵蝕堤防工程。但防滲墻工程的施工量很大，并且對(duì)相關(guān)施工技術(shù)人員的技術(shù)要求很嚴(yán)格。因此，在選擇水利堤防加固工程的防滲墻施工工人時(shí)，相關(guān)負(fù)責(zé)人員要嚴(yán)格篩選，確保施工人員切實(shí)熟練掌握防滲墻施工技術(shù)。

1 水利堤防加固工程概述

我國(guó)的水利堤防加固工程常會(huì)用到填充和堵漏的處理方法，其目的是要確保水利工程的使用壽命盡可能延長(zhǎng)。在對(duì)水利堤防工程加固的過(guò)程中，也是為了最大限度地避免工程長(zhǎng)時(shí)間被水流沖刷侵蝕，造成結(jié)構(gòu)損壞問(wèn)題。

就目前而言，我國(guó)常用的堤防堵漏方式有建立防滲墻、灌漿施工、防滲土工膜施工等，不同的堵漏方式所適用的情況也不相同，需要對(duì)實(shí)地進(jìn)行嚴(yán)格勘察，了解實(shí)際情況后再來(lái)進(jìn)行選擇[1]。

2 水利堤防工程中的病害分析

我國(guó)土地面積遼闊，山川河流眾多，水利工程對(duì)人們的生活有著非常重要的作用。加強(qiáng)水利工程建設(shè)除了能夠有效保護(hù)人們不受山洪等危害之外，還能有效推動(dòng)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，利用水利工程，河流附近的農(nóng)業(yè)能夠有效解決灌溉問(wèn)題，還能建立水力發(fā)電站來(lái)推動(dòng)我國(guó)電力行業(yè)的發(fā)展。

但在實(shí)際的水利堤防工程中，卻經(jīng)常出現(xiàn)各種堤身滲漏、裂縫、侵蝕嚴(yán)重等問(wèn)題，這些問(wèn)題的出現(xiàn)使得水利堤防工程的穩(wěn)定性存在很大隱患。想要有效解決這些病害問(wèn)題，必須先對(duì)水利堤防工程中常見(jiàn)的各種病害問(wèn)題有充分的認(rèn)知和理解，從而針對(duì)性地選擇合適的解決辦法來(lái)維護(hù)水利堤防工程的穩(wěn)定性。

2.1 病害種類

在水利堤防工程中，其病害主要包括流通、管涌、滲漏3種問(wèn)題。這3種病害一般會(huì)出現(xiàn)堤身和堤基以及二者的中間部位。出現(xiàn)這些問(wèn)題，會(huì)導(dǎo)致堤身被水體侵蝕，從而破壞結(jié)構(gòu)，造成堤身結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定。

2.2 病害形成原因

其病害的形成原因很多，需要提前做好相應(yīng)的檢查工作。當(dāng)水利堤防工程本身在施工過(guò)程中質(zhì)量就存在問(wèn)題時(shí)，會(huì)容易出現(xiàn)各種滲漏問(wèn)題，比如堤防結(jié)構(gòu)不合理，導(dǎo)致其存在很大不穩(wěn)定性，長(zhǎng)期接受水體沖擊時(shí)，其不穩(wěn)定性使堤身很快出現(xiàn)裂縫，就會(huì)導(dǎo)致滲漏。如果在施工填筑時(shí)，其密度不符合工程質(zhì)量要求標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致水體滲透侵蝕，損害堤身質(zhì)量和結(jié)構(gòu)。在施工過(guò)程中，如果施工工人不夠細(xì)心，施工前的清潔工作沒(méi)做好，導(dǎo)致其施工區(qū)域雜質(zhì)殘石多，也有可能會(huì)影響到工程的質(zhì)量[2]。

3 防滲墻結(jié)構(gòu)形式

我國(guó)防滲墻的結(jié)構(gòu)形式主要由全封閉式、半封閉式、懸掛式3種。全封閉式的防滲墻一般用于弱透水層下沒(méi)有強(qiáng)透水側(cè)層面的情況下。而懸掛式的防滲墻底部一般設(shè)置于強(qiáng)透水層的里面，半封閉式的滲透墻則穿越強(qiáng)透水層并且深入于弱透水層結(jié)構(gòu)中。不同結(jié)構(gòu)形式的防滲墻其功能性和特性也不相同。如果堤防本身的結(jié)構(gòu)質(zhì)量較差，防滲墻就應(yīng)該從其堤壩頂部的位置開(kāi)始往下設(shè)置，對(duì)堤壩進(jìn)行全封閉的加固防護(hù)。如果堤身本身質(zhì)量較好，結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，那么防滲墻則可以選擇半封閉式或者懸掛式來(lái)進(jìn)行加固，或者從堤外腳處進(jìn)行加固設(shè)置。以下對(duì)不同結(jié)構(gòu)的防滲墻應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)分析。

3.1 懸掛式防滲墻

懸掛式防滲墻主要用于處理各種隱患問(wèn)題，比如由于堤防處的土層土質(zhì)有問(wèn)題，或者有洞穴、填土密度不夠等造成一定安全隱患時(shí)，就可以用懸掛式防滲墻來(lái)處理其隱患問(wèn)題。但需要注意的是，想要切實(shí)利用懸掛式防滲墻來(lái)調(diào)整堤身基底的滲流問(wèn)題，必須要保證其防滲墻的灌入量接近100%。在灌入之前，可以先繪制灌入比-比降曲線，通過(guò)曲線數(shù)據(jù)來(lái)為懸掛式防滲墻的深度控制提供相應(yīng)的基礎(chǔ)參考。通過(guò)控制滲流，懸掛式防滲墻可以有效起到加固堤身的作用。

3.2 半封閉式防滲墻

半封閉式的防滲墻深入于堤基中，與堤基形成穩(wěn)定的防滲結(jié)構(gòu)，可以有效彌補(bǔ)堤基的質(zhì)量問(wèn)題，讓堤基達(dá)到工程的質(zhì)量與安全標(biāo)準(zhǔn)。因?yàn)榘敕忾]式的防滲墻的依托層埋設(shè)深度計(jì)算復(fù)雜，深度不好把控，其施工對(duì)技術(shù)人員的專業(yè)水平要求高，并且埋得越深，其工程量越大，成本較高。因此在施工建造半封閉式防滲墻時(shí)，要選擇適當(dāng)?shù)姆罎B依托層。

3.3 全封閉式防滲墻

全封閉式防滲墻的施工需要注意其隔水層或者弱透水層可以制作防滲底板的結(jié)構(gòu)，并且在施工前，要提前做好實(shí)地勘察工作，通過(guò)了解來(lái)確定防滲底板埋深深度、滲透性、防滲底板完整性等相關(guān)信息，再來(lái)調(diào)整施工方案[3]。

4 水利堤防加固工程中防滲墻的特點(diǎn)

4.1 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定

水利堤防工程長(zhǎng)期處于被流水沖擊侵蝕的狀態(tài)下，因而對(duì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有著非常高的要求。即便是通過(guò)防滲墻的加固能夠減少水體的滲入和侵蝕，但如果防滲墻的結(jié)構(gòu)不夠穩(wěn)定，其墻體結(jié)構(gòu)依然會(huì)受到水流沖擊的影響，防滲效果難以得到有效提升。因此，想要切實(shí)發(fā)揮防滲墻的加固作用，就要先保證其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

4.2 施工簡(jiǎn)單

就目前而言，我國(guó)的防滲墻施工方法非常多樣，并且各種施工方法的步驟都較為簡(jiǎn)單。不管是采取什么樣的施工方式，都能在簡(jiǎn)單的幾個(gè)施工步驟中完成。

4.3 不透水性強(qiáng)

防滲墻受其功能性的影響，其施工材料大多為不透水的材料。在防滲墻完成施工后，即便是長(zhǎng)時(shí)間與水流進(jìn)行接觸，也能有效阻隔水流，避免水流滲透進(jìn)堤身。即便是滲透墻表面的防水材料出現(xiàn)缺口和少量破損，其內(nèi)部的墻體結(jié)構(gòu)仍然能夠有效起到水流防滲效果。

4.4 施工成本低

防滲墻的主要施工材料是鋼筋混凝土，這類材料的采購(gòu)成本低，并且便于制作。并且在近些年在防滲墻的施工中，泥漿的使用頻率在不斷增加。泥漿的施工成本比鋼筋混凝土的成本要低很多，因此防滲墻的施工成本整體在不斷下降。但需要注意的是，鋼筋混凝土施工材料的適用范圍更廣，泥漿的適用范圍較窄，只能適用于一些特殊情況。如果想要利用泥漿來(lái)進(jìn)行施工，必須要先對(duì)水利堤防工程周圍的現(xiàn)場(chǎng)條件進(jìn)行嚴(yán)格勘察，確保其現(xiàn)場(chǎng)條件和環(huán)境滿足泥漿施工要求。

4.5 主要功能特點(diǎn)

防滲墻的主要功能特點(diǎn)是預(yù)防滲透、承受水體沖擊、阻斷水體接觸堤身。防滲墻的所有施工技術(shù)、施工材料的選擇、內(nèi)外部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都是圍繞這點(diǎn)功能特點(diǎn)來(lái)展開(kāi)的。通常來(lái)說(shuō)，當(dāng)?shù)谭辣旧泶嬖谫|(zhì)量問(wèn)題時(shí)，則需要防滲墻來(lái)彌補(bǔ)其性能的不足，增加其穩(wěn)定性。

目前我國(guó)的滲透墻主要分為永久防滲以及臨時(shí)防滲兩種，根據(jù)其性能特點(diǎn)的不同，施工也會(huì)存在很大區(qū)別。永久防滲主要是利用防滲墻來(lái)對(duì)水利堤防工程進(jìn)行一定的修復(fù)、彌補(bǔ)、加固，以此來(lái)提高整個(gè)水利堤防工程的質(zhì)量和穩(wěn)定性。而臨時(shí)防滲則是通過(guò)修建防滲墻來(lái)隔開(kāi)堤身與水體，再對(duì)堤身進(jìn)行相應(yīng)的修補(bǔ)措施，等堤身被修復(fù)，質(zhì)量達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)后，其臨時(shí)防滲墻可以被拆除。

5 防滲墻常見(jiàn)施工方法分析

5.1 組合鉆機(jī)開(kāi)槽法

使用組合鉆機(jī)開(kāi)槽法來(lái)進(jìn)行施工，需要相關(guān)施工技術(shù)人員對(duì)其組合鉆機(jī)的結(jié)構(gòu)有充分的了解，能夠熟練掌握機(jī)器使用方法。組合鉆機(jī)的結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，零部件較多，包括多頭鉆頭、懸吊鋼絲繩、反循環(huán)系統(tǒng)、配電盤等。其機(jī)器的運(yùn)行主要是依靠主機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)，帶動(dòng)潛水鉆來(lái)切削土層，在切削過(guò)程中所產(chǎn)生的殘石碎渣會(huì)進(jìn)入反循環(huán)系統(tǒng)，被反循環(huán)砂石泵排出去，從而開(kāi)鑿一個(gè)符合施工要求的槽孔。

利用組合鉆機(jī)開(kāi)槽法來(lái)進(jìn)行防滲墻施工，需要安置隔離體橡膠囊、導(dǎo)管，在完成這些安置之后，再進(jìn)行澆筑。完成澆筑后，防滲墻的施工工序基本算是完成，再拔除橡膠囊隔離體即可，換到其他施工部位，也是同樣循環(huán)以上過(guò)程。

利用組合鉆機(jī)開(kāi)槽法來(lái)開(kāi)展施工工作，需要做好相應(yīng)的施工準(zhǔn)備，做好測(cè)量放線工作、導(dǎo)槽砌筑和安置調(diào)試組合鉆機(jī)等工作，確保各個(gè)部分的機(jī)械設(shè)備以及數(shù)據(jù)測(cè)算都準(zhǔn)備妥當(dāng)后，再來(lái)開(kāi)槽。同時(shí)，在做混凝土澆筑工作時(shí)，要盡量確保澆筑的連貫性，避免出現(xiàn)中斷澆筑的情況，以免影響混凝土成型質(zhì)量。

5.2 小直徑深層攪拌樁施工法

小直徑深層攪拌樁施工法主要是依靠傳動(dòng)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)多個(gè)鉆桿同時(shí)作業(yè)，鉆頭帶動(dòng)鉆機(jī)鄉(xiāng)下開(kāi)鉆的過(guò)程中，可以將其精準(zhǔn)地下推到預(yù)設(shè)的位置，從而確保施工的直線形式。同時(shí)，當(dāng)鉆頭鉆入到預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)尺寸時(shí)，設(shè)備操作人員可以提升設(shè)備，使其達(dá)到槽孔位置。如果需要構(gòu)建防滲面積較大的防滲墻，那么鉆機(jī)則會(huì)持續(xù)運(yùn)行，在內(nèi)部結(jié)構(gòu)形成一個(gè)樁墻機(jī)構(gòu)的形式，和其他防滲墻組成一個(gè)完整的防滲體系。

5.3 射水施工法

我國(guó)防滲墻的施工方法多種多樣，并且大多操作非常簡(jiǎn)單。除了以上的鉆機(jī)開(kāi)槽法和深層攪拌樁施工法之外，還有射水施工法。射水施工作業(yè)較為簡(jiǎn)單，操作便利，并給施工成本較低。射水法可以通過(guò)二代機(jī)組設(shè)備來(lái)進(jìn)行施工，在施工過(guò)程中，卷?yè)P(yáng)機(jī)需要按照施工要求連接相關(guān)設(shè)備，從而形成完整的槽孔運(yùn)行體系，以連續(xù)沖擊防滲面作業(yè)的方式來(lái)形成槽孔結(jié)構(gòu)，并按照槽孔的水平面來(lái)確定設(shè)備運(yùn)行路線，再將二代機(jī)組放到運(yùn)行路線上，按照路線來(lái)進(jìn)行移動(dòng)，在移動(dòng)過(guò)程中以射水系統(tǒng)來(lái)噴射出高壓水柱，從而使需要開(kāi)槽的部分土壤結(jié)構(gòu)被破壞，再使用混凝土來(lái)澆筑施工，從而形成完整的防滲墻結(jié)構(gòu)。在施工過(guò)程中，土壤結(jié)構(gòu)被破壞后，其掉落的土渣會(huì)經(jīng)由二代機(jī)組的循環(huán)系統(tǒng)被直接排出。

5.4 自凝灰漿防滲墻

自凝灰漿防滲墻主要是在塑性混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展下延伸出來(lái)的新型施工技術(shù)，這一施工方式中主要是使用水泥、膨潤(rùn)土以及混凝劑來(lái)攪拌，制成自凝灰漿。在使用這種施工方式的過(guò)程中，可以根據(jù)工程的實(shí)際需求來(lái)調(diào)整自凝灰漿三種原材料的配比。使用自凝灰漿來(lái)施工，其灰漿不會(huì)在初期直接凝固，而是會(huì)在完成施工后，灰漿內(nèi)部慢慢發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，逐漸凝固成型，從而提高其堤身的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

6 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，由于不同地區(qū)的工程實(shí)際環(huán)境、損壞程度、面對(duì)的水體沖擊力、土壤地質(zhì)環(huán)境等都存在一定差異，只有通過(guò)專業(yè)技術(shù)人員的科學(xué)分析才能確定防滲墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及施工方案，確保其防滲墻結(jié)構(gòu)能夠滿足水利堤防的加固需求，提高堤身的穩(wěn)定性與安全性，延長(zhǎng)堤壩使用壽命，維持水利堤防工程的長(zhǎng)遠(yuǎn)穩(wěn)定運(yùn)行。而不同結(jié)構(gòu)的防滲墻，其施工技術(shù)、功能特點(diǎn)等也有所不同，但施工都有一個(gè)要求，必須要確保防滲墻的質(zhì)量過(guò)關(guān)。因此，工程相關(guān)管理人員要加強(qiáng)對(duì)施工技術(shù)的管理，以此來(lái)為防滲墻施工提供強(qiáng)有力的技術(shù)保障。只有不斷加強(qiáng)防滲墻施工技術(shù)的研究和分析，不斷完善其施工技術(shù)，才能更好地為我國(guó)水利堤防加固工程提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持，推動(dòng)水利工程行業(yè)的健康發(fā)展。