水利工程防滲加固技術(shù)應(yīng)用策略分析

覃育謙

荔波縣水務(wù)局 貴州 荔波 558400

引言

我國(guó)的水資源蘊(yùn)藏較為豐富，在其開采利用的過程中，必須加強(qiáng)保護(hù)來避免其受到污染和影響，廣泛推進(jìn)水利工程的建設(shè)和開發(fā)在一定程度上實(shí)現(xiàn)了水資源的合理調(diào)節(jié)，有效平衡了枯水期、汛期的用水矛盾。水利工程的建設(shè)施工中，加強(qiáng)防滲性是保證其壽命的重要前提，有效防止由于地下水滲透等問題造成的工程結(jié)構(gòu)失穩(wěn)等情況，是水利工程設(shè)計(jì)施工中需要重點(diǎn)關(guān)注的環(huán)節(jié)，充分結(jié)合施工地的地質(zhì)條件、工程要求等合理選擇防滲加固技術(shù)，不斷提升水利工程的安全保障。

1 水利工程防滲加固技術(shù)的概述

水利工程開發(fā)建設(shè)能夠較好地實(shí)現(xiàn)對(duì)水資源的調(diào)控和利用，是目前合力開發(fā)應(yīng)用的最好手段之一，也有利于維護(hù)地區(qū)生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定。在水利工程的開發(fā)建設(shè)中，部分技術(shù)性問題會(huì)直接限制其建設(shè)質(zhì)量和使用壽命，特別是在水利工程的防滲加固建設(shè)中，通過可靠的施工保護(hù)和技術(shù)保障，更利于實(shí)現(xiàn)工程的可持續(xù)性發(fā)展。常見的水利工程滲漏問題主要發(fā)生在地下水系分布較為豐富的區(qū)域，由于工程結(jié)構(gòu)的建材選用、建設(shè)技術(shù)等存在一定的質(zhì)量隱患，容易出現(xiàn)滲水透水的事故[1]。由于長(zhǎng)期的進(jìn)水浸泡會(huì)造成水利工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性下降、耐久性下降的情況，嚴(yán)重者還會(huì)對(duì)工程的下游環(huán)境造成一定的破壞和影響，必須要加強(qiáng)重視并在水利工程的前期規(guī)劃設(shè)計(jì)中提前考慮到合理的防身防滲加固手段，確保在實(shí)際建設(shè)過程中能夠予以嚴(yán)格的質(zhì)量控制。

2 水利工程中滲透病害的影響

從水利工程發(fā)生滲漏透水事故的區(qū)域來看，混凝土滲透是最常見的一種工程病害問題，受到施工建材、施工技術(shù)和養(yǎng)護(hù)管理等多方面的影響，會(huì)產(chǎn)生蜂窩漏洞、結(jié)構(gòu)開裂等較為嚴(yán)重的滲漏問題，必須要通過及時(shí)的修復(fù)處理來禁止裂縫的進(jìn)一步擴(kuò)增，否則會(huì)造成混凝土內(nèi)部的鋼筋材料逐漸出現(xiàn)銹蝕催化的情況，給整個(gè)水利工程建設(shè)的安全性與穩(wěn)定性帶來了較大的負(fù)面影響。長(zhǎng)時(shí)間的透水浸泡會(huì)造成混凝土材料出現(xiàn)鈣化情況，難以對(duì)工程結(jié)構(gòu)形成有效的荷載支撐，所造成的病害影響范圍較大、程度較嚴(yán)重，也是水利工程建設(shè)當(dāng)中必須要予以杜絕和及時(shí)維護(hù)的事故之一。在水利工程設(shè)施長(zhǎng)時(shí)間服役的過程中，如暴雨等問題也會(huì)造成一定的滲漏風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)其建設(shè)質(zhì)量和維護(hù)措施帶來了一定的挑戰(zhàn)，必須提前關(guān)注并做好防范措施。

3 水利工程防滲加固施工的中的不足

3.1 施工質(zhì)量隱患

在水利工程的防汛加固工程建設(shè)過程中，必須提前展開全面的地質(zhì)勘察分析，以確定合適的技術(shù)方案，并通過建設(shè)防滲墻等措施及時(shí)進(jìn)行隔水處理，便于在實(shí)際施工實(shí)操過程中能夠形成良好的工作環(huán)境。但在項(xiàng)目開展的實(shí)際過程中，由于水流處理不到位、地基防漏不充分的因素，在施工過程中就會(huì)產(chǎn)生一些細(xì)微的滲漏情況，而工程現(xiàn)場(chǎng)的積水會(huì)直接影響混凝土材料在澆筑施工過程中的質(zhì)量，也是造成后續(xù)水利工程滲漏隱患的重要原因之一。在暴雨等極端天氣下，需要及時(shí)利用提前建設(shè)好的排水溝和排水渠等設(shè)施進(jìn)行疏通，其排水通道的設(shè)計(jì)必須符合施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境，確保排水的通暢性和及時(shí)性。在水利工程建設(shè)中會(huì)涉及部分施工方的銜接處理，施工人員在處理部分縫隙尺寸預(yù)留較寬的部位時(shí)沒有利用材料進(jìn)行填充，容易在后期形成滲漏點(diǎn)。

3.2 維護(hù)管理不當(dāng)

在水利工程設(shè)施建設(shè)完成后，需定期開展維護(hù)管理工作對(duì)潛在的滲漏點(diǎn)及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)、養(yǎng)護(hù)，這是保證其使用壽命和質(zhì)量的重要方法。但在目前許多水利工程的后期管理工作開展現(xiàn)狀來看仍存在許多不足，一些較小的滲漏點(diǎn)不能通過排查巡檢的方式及時(shí)發(fā)現(xiàn)并進(jìn)行處理，造成了滲漏情況的逐漸加劇，混凝土及內(nèi)部的鋼筋材料等已經(jīng)出現(xiàn)了銹蝕鈣化的情況，無法使用簡(jiǎn)單的修補(bǔ)方式進(jìn)行架構(gòu)處理，也造成了水利工程后續(xù)運(yùn)維成本上升的情況。水利工程建設(shè)的后期管理工作內(nèi)容較為復(fù)雜，不僅需要關(guān)注滲漏透水的情況，還需對(duì)其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與安全性等進(jìn)行全面排查，一般選擇在河流枯水期進(jìn)行，較長(zhǎng)的時(shí)間間隔也是造成維護(hù)管理工作開展不到位的原因，必須引起相關(guān)工作人員的充分重視。

4 常見的水利工程防滲加固技術(shù)及質(zhì)控要點(diǎn)

4.1 建防滲截滲墻

防滲截滲墻，顧名思義是指，利用混凝土等材料制作墻體從而達(dá)到一定的擋水阻水效果，可視為水利工程與地下水系或暴雨降水之間的擋板，在目前水利工程的防汛加固建設(shè)中有一定的應(yīng)用。根據(jù)建設(shè)工藝技術(shù)的差異，在防滲截滲墻的建設(shè)當(dāng)中可分為射水技術(shù)和深層攪拌技術(shù)，其防滲效果和建設(shè)難度存在一定區(qū)別，還需技術(shù)人員結(jié)合地質(zhì)條件調(diào)研和建設(shè)需求進(jìn)行合理[2]。涉水技術(shù)主要是指，利用高壓噴頭形成的水流對(duì)原有的土體結(jié)構(gòu)進(jìn)行削切處理，使其能夠成為表面光滑的土墻，從而達(dá)到一定的阻水抗?jié)B效果。在射水技術(shù)的應(yīng)用中，需要借助水流在土墻內(nèi)部鑿出孔徑用于進(jìn)行混凝土漿體材料灌注填充，常見的墻體建設(shè)厚度為25～45cm，適用于水利工程區(qū)域存在黏土地質(zhì)條件的情況。深層攪拌技術(shù)是指利用專門的攪拌機(jī)材料將混凝土注入土層中，通過充分地?cái)嚢杌旌鲜苟咝纬山Y(jié)構(gòu)均勻的水泥樁，其工藝技術(shù)簡(jiǎn)便、防滲加固效果好、建材成本較低，在淤泥是一種軟弱地基條件下有十分廣泛的應(yīng)用。

4.2 壩體密實(shí)加固

水庫(kù)工程在許多農(nóng)村區(qū)域有較為廣泛的應(yīng)用，能夠有效通過蓄水和開閘的方式來實(shí)現(xiàn)用水調(diào)控，與農(nóng)民的生活、耕種等有極大的關(guān)聯(lián)。為有效提升水庫(kù)工程的建設(shè)質(zhì)量，在土石壩等施工完成后還需要進(jìn)行密實(shí)加固處理，能夠進(jìn)一步增強(qiáng)其抗?jié)B防滲的效果。常見的壩體密實(shí)加固技術(shù)包括強(qiáng)夯施工、換填施工和灌漿施工等，其原理和效果存在一定差異，需要結(jié)合實(shí)際進(jìn)行靈活選擇[3]。強(qiáng)夯建設(shè)的工藝對(duì)水庫(kù)壩體本身的地基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性有較強(qiáng)要求，通過碾壓、振沖的方式使土體之間的結(jié)合度更加緊密，從而達(dá)到一定的抗?jié)B加固效果。換填施工是指，利用強(qiáng)度更高的黏土材料等對(duì)軟弱地基的土質(zhì)進(jìn)行代替，充分借助了換填材料的高密度特點(diǎn)來進(jìn)行建設(shè)條件的地質(zhì)改善，但由于其工藝成本較高，不適宜進(jìn)行大型的書店工程建設(shè)應(yīng)用。灌漿施工主要是利用了混凝土材料自身的抗?jié)B特性來進(jìn)行水庫(kù)堤壩結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性提升，通過壓力灌漿的方式使其深入到堤壩地基部分，并在其凝結(jié)的過程中產(chǎn)生較好的支撐效果，對(duì)改善水庫(kù)的建設(shè)地質(zhì)條件、搶險(xiǎn)加固維護(hù)、滲漏透水處理等有重要意義。

4.3 帷幕灌漿防滲

灌漿技術(shù)的防滲加固范圍主要集中在水利工程的堤壩區(qū)域，正好能兼顧了工程防滲與結(jié)構(gòu)加固的功能需求。在實(shí)際施工建設(shè)中，技術(shù)人員需要通過前期地質(zhì)勘察的方式對(duì)河道周圍的堤壩曲直程度參數(shù)進(jìn)行計(jì)算分析，確定需要進(jìn)行鉆孔灌漿的施工點(diǎn)，并提前進(jìn)行測(cè)量標(biāo)注。在對(duì)堤壩結(jié)構(gòu)進(jìn)行鉆孔施工時(shí)，可選用較為輕便的鉆機(jī)設(shè)備，沿著堤壩的軸線位置，以3m間距進(jìn)行直線鉆孔，保證和堤壩的外圍部分保持1.5m間隔，防止鉆孔位置偏差而影響了后續(xù)的防滲加固效果。在進(jìn)行灌漿作業(yè)時(shí)使用的混凝土將鐵在稠度的調(diào)配過程中需要提前進(jìn)行計(jì)算，按照從上到下的順序逐漸增大，并秉持少量多次的基本原則進(jìn)行復(fù)灌處理，能夠有效規(guī)避在灌漿過程中產(chǎn)生的冒漿或隆起問題，對(duì)增強(qiáng)水利工程的堤壩結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性具有積極意義[4]。這種灌漿施工方式能夠在堤壩位置處形成帷幕狀的防護(hù)，在出現(xiàn)透水滲漏情況時(shí)能夠依靠混凝土材料本身的抗?jié)B性來形成有效保護(hù)，在許多河道治理工程中有較為廣泛的應(yīng)用。

4.4 低壓速凝灌漿

在水利工程的后期養(yǎng)護(hù)建設(shè)中需要持續(xù)關(guān)注其是否存在結(jié)構(gòu)滲漏的現(xiàn)象，并及時(shí)采用封堵和加固等方式來進(jìn)行處理。受到河流汛期及枯水期造成的環(huán)境差異影響，在高水位條件下進(jìn)行水利工程的防滲加固建設(shè)時(shí)技術(shù)難度較高，可采用低壓速凝的灌漿處理方式來進(jìn)行搶險(xiǎn)施工，能夠有效防止管涌現(xiàn)象的出現(xiàn)。在出現(xiàn)水利工程高位滲漏透水情況時(shí)，技術(shù)人員需要及時(shí)對(duì)其滲漏情況進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘查，使用輕型鉆機(jī)等設(shè)備對(duì)周邊進(jìn)行開挖，及時(shí)填充高膨脹材料，達(dá)到吸水防護(hù)的目的。完成鉆孔后，技術(shù)人員可向其中快速注入制備好的高密度混凝土漿體，并向其中增加速凝劑等添加劑材料，有效縮短其初凝時(shí)間[5]。在混凝土灌注過程中，這些高膨脹材料能夠與其形成良好的融合，有效減少了泥漿材料的灌注流失，對(duì)提升管道內(nèi)部的灌注壓力、增強(qiáng)防滲加固效果有重要意義，確保能夠及時(shí)對(duì)已經(jīng)產(chǎn)生透水現(xiàn)象的管道區(qū)域進(jìn)行充分的封堵，減少由于滲漏而造成的其他安全風(fēng)險(xiǎn)和事故隱患。

4.5 土工膜防滲法

土工膜防滲施工主要依靠了塑料膜體材料良好的隔水特性來達(dá)防滲加固的目的，其材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，具有良好的抗拉性和延伸性，在不同形狀的水利工程漏水通道內(nèi)都能形成較好的封堵處理。目前，在水利工程的防滲加固建設(shè)中多使用復(fù)合土工膜材料，即將高分子的防水塑料膜和無紡布材料黏附在一起，在實(shí)際建設(shè)施工時(shí)期鋪設(shè)的難度明顯下降，且較好地利用了無紡布材料表面粗糙的特性，來增發(fā)土工膜與土壤環(huán)境之間的摩擦力，有效防止其出現(xiàn)未移或形變的情況，為提升其抗?jié)B加固效果具有重要影響[6]。復(fù)合土工膜材料在剖腹的過程中需要提前在工程現(xiàn)場(chǎng)搭設(shè)槽位或進(jìn)行土工格柵建設(shè)，按照漏水通道的表面范圍開槽施工，在強(qiáng)大的水壓和堤壩自身重力的影響之下，土工膜能夠被牢牢固定在槽內(nèi)。由于土工膜良好的抗?jié)B加固效果，有時(shí)也被應(yīng)用在水利工程的除險(xiǎn)維護(hù)中，如水庫(kù)工程結(jié)構(gòu)出現(xiàn)滲漏情況時(shí)，可及時(shí)通過土工膜覆蓋的方式進(jìn)行阻水，也是保障水利工程建設(shè)質(zhì)量和使用壽命的有效措施。

4.6 水池防滲技術(shù)

在農(nóng)村飲水工程建設(shè)中存在許多水池結(jié)構(gòu)，一旦出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫和滲漏透水等情況，會(huì)造成水池結(jié)構(gòu)的不均勻沉降現(xiàn)象，水池周邊的管道連接及施工縫等會(huì)產(chǎn)生更大的滲漏風(fēng)險(xiǎn)，還可能會(huì)對(duì)引水工程的水質(zhì)產(chǎn)生影響。由于水利工程水池建設(shè)大多使用混凝土材料作為水池主體，工程中必須使用干縮性小、安定性高的混凝土材料，且在其配比制備時(shí)嚴(yán)格控制其含泥量，對(duì)提升混凝土材料的均質(zhì)，分散性和膠結(jié)性具有重要意義。在水池的澆筑建設(shè)中，要提前預(yù)留好伸縮縫和止水帶，可以有效預(yù)防施工縫處產(chǎn)生的裂縫滲水問題。在大體積混凝土工程的澆筑施工中，需要嚴(yán)格控制其澆筑順序和養(yǎng)護(hù)時(shí)間，能夠有效防止由于底層混凝土未干燥完全而出現(xiàn)的初凝冷縫和結(jié)合滲水問題。在混凝土材料灌注填充和充分振搗后，需要再次對(duì)其表面進(jìn)行抹面處理，這是增強(qiáng)其表面致密性和防水性的重要措施，也能避免混凝土漿體在凝結(jié)過程中出現(xiàn)的表面失水和開裂現(xiàn)象，對(duì)水池的建設(shè)質(zhì)量和使用壽命有重要意義。

5 結(jié)束語(yǔ)

為更好地保證水利工程的建設(shè)質(zhì)量，在利用防滲截滲墻時(shí)可以形成較好的阻隔，通過高壓噴射的方式形成墻體，在黏土層和沙土層等地質(zhì)條件下都可達(dá)到較好的防滲加固效果。灌漿施工技術(shù)主要是利用高壓設(shè)備將具有較好防滲加固效果的材料置入地下，可順延壩體的軸線方向進(jìn)行建設(shè)，對(duì)改善結(jié)構(gòu)受力和防止地下水滲透有積極意義。土工膜防滲中主要利用了膜材料本身隔水特性達(dá)到防滲加固的目的，良好的抗拉性和延伸性使其能夠較好地適應(yīng)不同形狀漏水通道。