水利工程中的防滲施工技術(shù)研究

文／孫秀田 山東省聊城市陽谷縣水利局 山東聊城 252300

引言：

水利工程建設(shè)質(zhì)量將會直接影響我國社會經(jīng)濟發(fā)展的穩(wěn)定性，因此必須重視防滲漏施工技術(shù)在水利工程建設(shè)中的有效應(yīng)用，依托于先進的防滲漏技術(shù)綜合提高水利工程整體的施工質(zhì)量。但水利工程項目建設(shè)本身具有一定的復雜性，在防滲漏技術(shù)應(yīng)用過程中很可能受到多種影響因素的干擾，無法切實保障水利工程的防滲效果，因此施工人員必須熟練掌握各防滲漏技術(shù)的應(yīng)用特點，結(jié)合工程施工概況有針對性地應(yīng)用防滲漏施工技術(shù)。

1.水利工程中應(yīng)用防滲加固技術(shù)的重要意義

1.1 抵御自然災害

在水利工程中應(yīng)用防滲加固技術(shù)可以有效抵御自然災害，尤其在雨季時節(jié)下，一旦水利工程基礎(chǔ)建設(shè)薄弱，洪水將會對水壩造成嚴重的侵害。但加強防滲加固技術(shù)的應(yīng)用可以有效減輕洪水對水利工程的侵蝕，最大限度地降低自然災害對周邊居民正常生活造成的影響，切實保障堤壩周邊居民的生命財產(chǎn)安全[1]。

1.2 提供清潔能源

將防滲加固技術(shù)應(yīng)用到水利工程建設(shè)，可以有效提高堤壩整體的強度，促使堤壩對龐大的水流沖擊具有良好的抵抗力，并在發(fā)電機等基礎(chǔ)設(shè)施的支持下將水流沖擊力轉(zhuǎn)化為電力能源。相比于火力發(fā)電，水力發(fā)電可以提供清潔能源，有助于全面貫徹綠色環(huán)保的發(fā)展理念。

1.3 提高綜合效益

防滲加固技術(shù)極大地提高了水利工程中堤壩的防護性，避免堤壩遭受洪水侵蝕的同時，還能通過長期使用而提高堤壩區(qū)域內(nèi)的綜合效益。例如，為周邊農(nóng)田的灌溉工作帶來便利，有效減輕農(nóng)民的勞動負擔，同時充分滿足周邊農(nóng)作物所需的水資源需求。與此同時，防滲加固技術(shù)的有效應(yīng)用還能為周邊區(qū)域提供優(yōu)質(zhì)的飲用水、生產(chǎn)用水等水資源，而水路運輸通道建設(shè)為周邊居民的正常出行帶來便利的同時，還能保證貨物運輸?shù)陌踩?，從而充分發(fā)揮水利堤壩貫穿的聯(lián)動作用，整體提高堤壩周邊區(qū)域的經(jīng)濟效益。只有保證堤壩建設(shè)的穩(wěn)定性，才能綜合提高水利工程區(qū)域內(nèi)的綜合效益，而防滲加固技術(shù)在水利工程中的廣泛應(yīng)用可以充分滿足這一需求。

2.水利工程滲漏的原因

水利工程滲水原因具體可歸結(jié)為以下幾點：第一，大面積滲水。水利工程中的大面積滲水問題主要集中于底板位置，而引起這一現(xiàn)象的主要原因在于施工單位過度追求工程進度，在基坑水位淹沒墊層時開展混凝土灌注工作，或者在灌注過程中并未達到混凝土拌合、振搗所需的規(guī)定和要求，由此導致混凝土質(zhì)量、強度不達標，而過大的孔隙又會引起大面積的滲水現(xiàn)象。第二，施工縫滲漏。由于水利工程中的混凝土施工需要大面積開展，尤其在混凝土澆筑過程中需要保證作業(yè)開展的連續(xù)性，并結(jié)合工程概況將混凝土施工劃分為若干個模塊，但在人為操作過程中很可能產(chǎn)生多個施工縫，從而導致工程施工基礎(chǔ)過于薄弱，進一步引發(fā)水利工程混凝土施工滲漏問題。在混凝土施工過程中，一旦模板過于松散，同樣會引起跑漿的問題，并在混凝土澆筑完畢后出現(xiàn)蜂窩麻面，最終因施工裂縫而引起工程滲水問題。第三，變形縫滲漏。若止水帶固定不牢靠，其很可能偏離于中心位置。在混凝土澆筑過程中，若出現(xiàn)振搗不實的情況，同樣會產(chǎn)生孔洞或蜂窩麻面，進而引起變形縫滲水問題。第四，穿墻管滲漏。在水利工程電灌站泵房施工中，通常需要將主體工程與各管理環(huán)節(jié)將聯(lián)結(jié)，采用止水環(huán)焊接的方式避免滲水問題。在穿墻管周邊開展混凝土灌注工作時，一旦出現(xiàn)振搗不實的問題，同樣會產(chǎn)生空洞及麻面，從而導致穿墻管處發(fā)生滲水現(xiàn)象[2]。

3.水利工程中的防滲施工技術(shù)應(yīng)用

3.1 混凝土防滲施工技術(shù)

在水利工程施工中離不開混凝土結(jié)構(gòu)的大面積應(yīng)用，科學開展混凝土防滲施工可以有效提高水利工程的綜合效益?；炷亮芽p灌漿技術(shù)主要適用于各個壩體構(gòu)筑物，將其應(yīng)用到水利水電工程項目的各個部位可以有效提高裂縫修復效果。我國大部分水利水電工程項目都有著較長的使用年限，其中伴隨的裂縫問題很可能引發(fā)嚴重的質(zhì)量隱患，因此必須采取有效措施修復工程項目裂縫問題。但在混凝土施工的滲漏部位打孔時，必須將孔距控制在30～35cm 左右，并在縫口封閉處使用環(huán)氧材料，以免注漿環(huán)節(jié)出現(xiàn)漿液從縫口溢出的情況。在水利工程施工正式開展前，應(yīng)確定最佳的混凝土材料配比，將混凝土水化熱指標控制在工程施工允許的范圍內(nèi)，以此將混凝土材料的應(yīng)用價值和性能全面體現(xiàn)出來。與此同時，在混凝土材料配比優(yōu)化過程中，還需要充分了解各項混凝土材料的性能和參數(shù)指標，通過實驗研究的方式分析混凝土材料配比發(fā)生變化對工程項目施工效果造成的影響。在水利水電工程施工過程中，還需要根據(jù)施工現(xiàn)場環(huán)境、自然氣候條件等客觀因素的變化不斷試驗混凝土的材料性能，保證混凝土材料性能、強度等參數(shù)指標符合實際施工要求。但需要注意的是，科學設(shè)計混凝土材料配比時，還需要充分考慮外在因素對混凝土材料、性能等級造成的消極影響。在混凝土材料使用過程中，若加入大粒徑砂石，那么還需要精準檢測混凝土材料中的含水量，盡可能將配比中的含水率控制在最小范圍內(nèi)。在水泥注漿環(huán)節(jié)，可以使用環(huán)氧樹脂類材料加強混凝土結(jié)構(gòu)的凝固作用，并將材料固化時間控制在10 個小時以上，確保漿液充分凝固的同時，避免其從裂縫中溢出，從整體上提高混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性，真正為水利工程施工的順利開展提供良好保障[3]。

3.2 高壓噴射灌漿防滲漏技術(shù)

目前高壓噴射灌漿防滲漏技術(shù)已在水利工程施工中得到了廣泛應(yīng)用，其主要包括無損貼嘴灌漿與打孔埋管兩種方式，前者需要加工注漿嘴，經(jīng)過打磨后再清理注漿位置，確保裂縫與注漿嘴高度吻合，并以高壓噴射灌漿的方式處理裂縫。而打孔埋管方式則需要嚴格按照施工設(shè)計圖紙打孔，同時有效清理孔內(nèi)雜物，并在埋管過程中完成注漿封縫操作。應(yīng)用高壓噴射灌漿技術(shù)的根本目的在于提高堤壩的抗壓性能與抗剪切性能，使得噴射灌漿在較高的壓力條件下，在土體上部產(chǎn)生較高的壓力負載，并且這種方式不會對土體造成任何損壞。但高壓噴射灌漿技術(shù)在實際應(yīng)用過程中也存在多個方面的問題，如對機械設(shè)備的技術(shù)含量提出了較高的要求，在施工現(xiàn)場還需要考慮地質(zhì)條件等。高壓噴射灌漿防滲漏技術(shù)需要對已施工完畢的路基或大型結(jié)構(gòu)物進行穿透，并對基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)加固，且整個作業(yè)環(huán)節(jié)占據(jù)的施工工作面相對較小，有效避免了基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)表層破開的問題。此外，高壓噴射灌漿防滲漏技術(shù)不僅具有較強的操作便利性和靈活性，其還適用于各種不同的地質(zhì)，尤其是工程地質(zhì)含水量低的軟地基。但在高壓噴射灌漿防滲透技術(shù)實際應(yīng)用過程中，必須同步開展鉆孔、套管、鉆進施工。在鉆進施工處理環(huán)節(jié)，施工人員必須保證鉆孔垂直度，在洞孔底部放置泥漿固壁鉆孔后，再向下植入噴射管。在高壓噴射灌漿施工中需要適當加快序孔速度，再放緩序孔速度，并間隔一段時間。當鉆孔中的返漿量相對較少時，可以適當放緩序孔速度，同時調(diào)節(jié)高壓噴射灌漿速度[4]。

3.3 后注漿灌注樁防滲漏技術(shù)

注漿技術(shù)作為一項先進的現(xiàn)代化施工技術(shù)，其主要用于將固化的漿液注入巖土地基裂縫，同時不斷加強巖土結(jié)構(gòu)的強度和穩(wěn)固性，對巖土結(jié)構(gòu)的強度進行填充和擠壓的同時，還能有效改善地基的物理力學性質(zhì)，切實提高地基施工的整體質(zhì)量。施工人員可以將止水帶應(yīng)用到施工環(huán)節(jié)中，通過控制止水帶的材料質(zhì)量來提升灌漿施工技術(shù)的應(yīng)用水平，同時督促相關(guān)技術(shù)人員根據(jù)特定的施工要求和規(guī)范標準履行自身職責與義務(wù)，真正意義上達到水利工程施工提出的質(zhì)量要求。在接縫施工開展過程中，還需要把控接縫的大小、規(guī)模以及長度，以材料質(zhì)量、縫隙位置、結(jié)構(gòu)類型、施工方式為參考，選擇適合的施工操作，切實提高接縫灌漿施工方案設(shè)計的可行性。目前注漿技術(shù)已在水利工程施工中得到了廣泛應(yīng)用，這種操作簡便的施工技術(shù)還具有良好的防滲漏效果。在灌漿作業(yè)實際開展過程中，施工人員必須熟練掌握灌漿方法及灌漿技術(shù)的使用順序，這也是保證水利工程灌漿施工作業(yè)質(zhì)量的前提基礎(chǔ)。目前我國在水利工程項目建設(shè)過程中，主要以循環(huán)灌漿方法為主，這種方法不但能保證灌漿液體的流動性，還能從整體上提高灌漿技術(shù)施工的質(zhì)量。此外，在接縫灌漿施工開展過程中，還需要基于整體角度把控混凝土材料的性能，最大限度地提高混凝土材料的填充、防水質(zhì)量。實際上水利工程項目原本就涉及了大量復雜的接縫結(jié)構(gòu)，只有做好防水防滲措施才能保證整個施工作業(yè)的質(zhì)量。封孔施工作為水利工程灌漿施工作業(yè)的最后一道工序，需要施工人員熟練運用壓力法完成施工操作。相比于其他施工方法，壓力法具有操作簡便、安全系數(shù)高、施工效果顯著的優(yōu)點，并且將壓力法用于封孔施工操作，還能大幅度提高水利工程項目的建設(shè)質(zhì)量。但需要注意的是，在封孔施工中，施工人員必須嚴格按照操作規(guī)范執(zhí)行施工作業(yè)，以免封孔施工的透氣性不符合要求。當封孔施工結(jié)束后，施工人員還需要全方位檢查水利工程項目的整體質(zhì)量，重點關(guān)注易發(fā)生施工問題的部位和環(huán)節(jié)，通過做好檢查工作來保證水利工程項目的施工質(zhì)量。但需要注意的是，由于水利工程施工中極容易發(fā)生裂縫問題，因此施工人員還需要提前采取科學可行的應(yīng)急措施進行處理，并時刻關(guān)注灌漿的凝固形態(tài)[5]。

3.4 土壩壩體劈裂灌漿防滲漏技術(shù)

在水利工程施工中必須重點關(guān)注壩體滲漏問題，科學運用土壩壩體劈裂灌漿技術(shù)，依托于水壩壩體的應(yīng)力規(guī)律，根據(jù)水壩壩體的直線確立孔后，利用漿泵將漿液灌注到孔內(nèi)。土壩壩體劈裂灌漿技術(shù)可以有效加強壩體與泥漿之間的擠壓、滲透作用，同時不斷改善壩體應(yīng)力分布，確保壩體具有良好的穩(wěn)定性。將土壩壩體劈裂灌漿防滲漏技術(shù)實際應(yīng)用過程中，還需要綜合考慮壩體的實際情況及其產(chǎn)生的裂縫問題，并制定科學可行的施工方案。

3.5 卵礫石層帷幕灌漿防滲漏技術(shù)

卵礫石帷幕灌漿技術(shù)在水利工程防滲漏施工中的應(yīng)用具有一定的特殊性，相比于普通灌漿技術(shù)，該防滲漏施工技術(shù)主要以水泥和粘土的混合漿液作為灌漿材料，并且該技術(shù)主要集中于卵礫石層。在卵礫石層鉆孔本身具有一定的難度，因此可以通過打管灌漿或套閥灌漿的方式施工，使用三排以上的灌漿孔形式提高灌漿效果。但需要注意的是，由于該防滲漏技術(shù)極容易受到卵礫石地層條件帶來的牽制性影響，因此該技術(shù)的應(yīng)用范圍具有一定的局限性，只能作為輔助手段解決水利工程中的滲漏問題。卵礫石層防滲帷幕灌漿技術(shù)與高壓噴射灌漿技術(shù)相比存在明顯差異，前者主要以水泥與粘土的混合物為基礎(chǔ)原料，并且在實際施工中還極容易受到自然條件等外在因素的干擾，因此這項技術(shù)并不適用于濕度高、地形條件復雜、氣候變化大的區(qū)域，整體呈現(xiàn)出了明顯的應(yīng)用缺陷。

3.6 防滲墻施工技術(shù)

在水利工程施工中科學應(yīng)用防滲漏技術(shù)，既有助于保證水利工程的防滲能力，又能提高工程施工整體的穩(wěn)定性。如防滲墻施工技術(shù)作為垂直工程防滲技術(shù)，在實際施工中需要借助機械完成標準孔槽的定位工作，將泥漿灌入后避免施工塌陷風險，再將泥漿取代為特制的混凝土材料，從而不斷提高墻體結(jié)構(gòu)的牢固性。防滲墻施工技術(shù)整體具有穩(wěn)定性強、可靠性高的優(yōu)點，在水利工程中可以有效避免滲漏問題，目前已廣泛應(yīng)用于砂層、填土層、礫石層中。在實際施工中使用重錘還能將基巖的深度拓展為兩米，以此達到快速成槽的目的，同時廣泛適用于礫石層或小石塊等部位[6]。

4.水利工程中灌漿施工的注意事項

4.1 鉆孔

在灌漿填充孔處理中必須精準測量角線，當孔深度超過60m 時，需要結(jié)合實際情況選擇適合的偏差值。由于材料質(zhì)量很可能影響最終的灌漿效果，因此必須在灌漿環(huán)節(jié)加大審查力度，以免影響滲漏效果和防護效能。在正常的地質(zhì)結(jié)構(gòu)條件下，可以采用每孔10m 的測量頻率，當孔深度達到10m 以上，其中還伴隨著一定的偏轉(zhuǎn)問題，則需要重新采取相應(yīng)的措施進行開孔，以免偏轉(zhuǎn)問題影響整個工程項目的施工質(zhì)量。在水利工程的鉆孔施工環(huán)節(jié)，施工人員應(yīng)避免發(fā)生返漿的情況，結(jié)合實際施工要求控制孔壁垂直度和硬度，確保灌漿塞始終處于封緊的狀態(tài)。與此同時，相關(guān)工作人員還需要定期觀察灌漿孔深的實際情況，一旦孔與孔之間的距離過近，必須立即開展孔斜測試工作。在此過程中施工人員必須嚴格遵守鉆孔順序，按照工程施工規(guī)范控制施工誤差，并在施工階段做好檢測工作、及時驗收施工成果。最后，在水壓測試環(huán)節(jié)還需要時刻關(guān)注吸水率，以此保證吸水率符合實際施工規(guī)范。

4.2 沖洗

在壓水施工操作開展前，應(yīng)督促施工人員充分了解水壓相關(guān)數(shù)據(jù)信息，確保其在施工中能嚴格把控水壓的大小，以免因壓力過大或水壓施加操作不當而影響后續(xù)的灌漿施工作業(yè)。與此同時，施工人員還需要選擇適合的測量方法有效控制水壓流速、流量。在孔洞沖洗過程中，必須徹底清除孔內(nèi)殘渣，以免影響后續(xù)的漿液膠結(jié)效果和灌漿施工質(zhì)量。在整個沖洗施工中，相關(guān)工作人員必須科學控制高壓泵沖洗所有灌漿部位，及時清除孔內(nèi)殘留的雜質(zhì)，并按照特定的沖洗順序完成相關(guān)工作，優(yōu)先沖洗孔洞，再沖洗巖層縫隙，以此保證巖石及漿液的膠結(jié)效果。此外，施工人員可以借助高壓水槍完成沖洗工作，使得灌注孔得以有效清潔[7]。

4.3 做好驗收與養(yǎng)護工作

當灌漿施工完畢后，還需要及時檢查灌漿鉆孔、灌漿液的凝結(jié)情況，定期開展壓力測試，確保巖石和漿液的膠結(jié)效果達到預期的設(shè)計標準。一旦水泥漿液的膠結(jié)度未達到相應(yīng)的施工規(guī)范或灌漿孔仍存在漏水問題，則需要立即采取有效措施進行處理，并再次開展檢測工作，直到無異常情況。最后，做好質(zhì)量檢驗和評估工作，確保灌漿孔數(shù)量與設(shè)計標準相一致。此外，相關(guān)工作人員還需要對水利工程項目定期開展灑水養(yǎng)護工作，通過定期或不定期檢查的方式檢驗工程項目是否存在漏水問題，從而有效延長水利大壩的使用壽命。

結(jié)語：

在水利工程施工中必須將防滲漏技術(shù)的有效應(yīng)用作為工程的重難點，以免因滲漏問題影響整個水利工程最終獲得的綜合效益，甚至危害周邊居民的生命財產(chǎn)安全。在現(xiàn)代社會發(fā)展形勢不斷加快的背景下，社會發(fā)展對水利工程建設(shè)的需求正與日俱增，但在水利工程建設(shè)過程中必須做好防滲漏施工工作，從根本上預防水利工程中潛在的安全隱患，在保證水利工程壩體周邊區(qū)域的綜合效益的同時，拉動我國社會經(jīng)濟的穩(wěn)定增長。