水利工程中堤防防滲施工技術(shù)的應(yīng)用

摘 要：水利設(shè)施具有儲水、灌溉以及防洪抗旱的作用，然而其長時間浸泡在水中，容易發(fā)生滲漏問題?；诖?，針對部分水利工程堤防存在的施工管理不到位、材料質(zhì)量不高以及設(shè)施年久失修等問題，合理使用劈裂灌漿技術(shù)、帷幕灌漿技術(shù)、混凝土防滲墻技術(shù)等堤防防滲施工技術(shù)進行處理，解決各種滲漏情況。延長水利堤防工程的使用年限。

關(guān)鍵詞：水利工程；堤防；防滲施工技術(shù)

中圖分類號：TV543 " " " " " " " " " " " " " " "文獻標識碼：A " " " " " " " " " " " " " " " " " 文章編號：2096-6903（2024）12-0096-03

0 引言

堤防是流域防洪減災(zāi)工程體系的重要組成部分，經(jīng)過長期持續(xù)建設(shè)，基本形成了覆蓋全國大中小河流的堤防工程體系。據(jù)統(tǒng)計，截至2022年年底，全國共建成5級及以上各類堤防33.06萬km，保護人口6.82億人、耕地6.29億畝。近年來，在大型水庫、河流治理和灌溉系統(tǒng)中投入了大量資源，進行了大規(guī)模的水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，然而在遇到復雜的地質(zhì)條件或者極端的氣候時，依然會出現(xiàn)如水工建筑物漏水、滲透，甚至部分工程設(shè)備會發(fā)生破壞情況，造成巨大的經(jīng)濟損失和生態(tài)環(huán)境問題的現(xiàn)象。為此，要不斷提升水利工程地方防滲施工技術(shù)水平，這樣才能更好地應(yīng)對后續(xù)可能會發(fā)生的洪災(zāi)干旱等自然災(zāi)害現(xiàn)象，并且能夠在不斷完善原有老化的水利工程設(shè)施時，減少工程資金投入，保障人民生命財產(chǎn)安全。

1 水利工程堤防防滲施工的重要性

水利工程中堤防的防滲施工直接關(guān)系到堤防的穩(wěn)定性和防洪能力，是保證防洪安全，讓水資源管理工作能夠有效開展的基礎(chǔ)。

1.1 防止洪水侵襲

堤防作為水體與陸地之間的屏障，其穩(wěn)定性直接關(guān)系到上游洪水的控制與下游地區(qū)的安全，防滲施工的主要目的是阻止水體通過堤防體滲透，除了要保證堤防本身的結(jié)構(gòu)安全，也要保證周邊環(huán)境和居民區(qū)的防洪安全。

實施過程中，需要根據(jù)地質(zhì)條件、水文數(shù)據(jù)及堤防所承受的最大可能水位，來精確設(shè)計防滲層的厚度和覆蓋范圍，確保在極端氣候條件下堤防的防滲功能不會失效。

1.2 保護農(nóng)田及人類居住區(qū)安全

滲水大量進入農(nóng)田會導致土壤過濕，農(nóng)作物根系呼吸受阻，生長受到抑制，嚴重時會發(fā)生農(nóng)作物減產(chǎn)或絕收的問題，直接影響農(nóng)業(yè)產(chǎn)出。且過濕的土壤環(huán)境易誘發(fā)病蟲害，增加農(nóng)田管理難度和成本。過度的水分滲透會使地基土壤含水量增加，地基承載力下降，容易引發(fā)地基沉降，導致房屋出現(xiàn)裂縫甚至倒塌。除了會給建筑物本身造成損害，還嚴重威脅居民的生命財產(chǎn)安全。因此，堤防防滲施工成為水利工程中的重要環(huán)節(jié)，需通過科學合理的技術(shù)手段來有效控制水分滲透[1]。

1.3 配套實現(xiàn)水利工程渠系保養(yǎng)和維修工作

堤防防滲施工的過程中，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件和工程特點，選用科學合理的防滲材料和施工工藝，以期達到最佳的防滲效果。比如，可采用黏土心墻、土工布復合膜等材料，通過嚴格的施工管理和質(zhì)量控制，讓工程各環(huán)節(jié)無縫銜接，達到滴水不漏的狀態(tài)。大多數(shù)情況下防滲施工必須與水利工程渠系的保養(yǎng)和維修工作密切配合，相輔相成，才能真正實現(xiàn)水利工程的長久運行和效益最大化。

水利工程渠系的保養(yǎng)和維修工作是確保水利設(shè)施正常運轉(zhuǎn)的重要一環(huán)，良好的保養(yǎng)和及時的維修不僅能延長渠系的使用壽命，還能有效防止各種安全隱患的發(fā)生。渠系在長期運行過程中，常會出現(xiàn)淤積、損壞等問題，如果不及時處理，勢必會影響水流通暢和水資源的合理利用。

水利工程的管理者應(yīng)定期組織專業(yè)人員對渠系進行全面檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時采取措施，防患于未然，尤其在防滲施工完成后，更要注意渠系的養(yǎng)護，確保防滲效果不會因施工疏忽而大打折扣。

2 水利工程堤防防滲施工現(xiàn)存問題

2.1 施工管理問題

水利工程施工規(guī)模大，施工作業(yè)復雜，常常采用外包形式進行部分施工。外包施工單位的管理水平參差不齊施工質(zhì)量難以保證，部分外包單位為了追求利益，存在偷工減料、以次充好的情況，影響防滲施工的整體質(zhì)量。施工過程中，若外包單位與總包單位之間的溝通協(xié)調(diào)不暢，將使施工進度和質(zhì)量控制難度加大。在整個水利工程項目中，防滲施工雖然是確保堤防功能的重要環(huán)節(jié)，但由于其隱蔽性強、見效周期長，容易被忽視。施工管理人員對防滲施工的重視程度不高，未能全面監(jiān)督和指導，導致施工過程中存在質(zhì)量隱患[2]。

2.2 原料質(zhì)量問題

材料質(zhì)量的好壞決定了防滲效果的優(yōu)劣，防滲材料質(zhì)量不過關(guān)，很容易引發(fā)堤防滲水開裂等問題。大部分施工企業(yè)通常對施工工藝和完成質(zhì)量比較重視。然而，很少對建筑原材料進行嚴格的檢驗和審查，甚至有些水利工程施工企業(yè)為了追求最大化的經(jīng)濟利益，在施工期間使用不合格的低劣材料，雖然減少了施工費用，但也留下了嚴重的安全隱患。

2.3 年久失修問題

大規(guī)模堤防工程建成以后，如何加強堤防管理，確保工程安全并發(fā)揮應(yīng)有功能和效益，仍是面臨的嚴峻問題，“重建輕管、只建不管”“積病成險、小病大治”現(xiàn)象依然存在。部分堤防建成時間較久，維修養(yǎng)護不足，存在堤身塌方、滑坡、滲漏病險等問題，造成工程安全隱患。

3 水利工程堤防防滲施工技術(shù)的具體應(yīng)用

3.1 劈裂灌漿技術(shù)

劈裂灌漿技術(shù)是在堤防或基礎(chǔ)中注入高壓漿液，使土體或巖體產(chǎn)生裂縫，并在裂縫中充填漿液形成有效的防滲層。該技術(shù)適用于存在裂隙或孔隙發(fā)育的堤防、壩體及基礎(chǔ)處理，尤其在老舊堤防和存在滲漏隱患的工程中，具有顯著的效果。

老舊堤防長期受自然環(huán)境和外力作用的影響，堤防土體和基礎(chǔ)可能出現(xiàn)裂隙和孔洞，劈裂灌漿技術(shù)可以通過在裂隙中充填漿液，修復堤防結(jié)構(gòu)。若地質(zhì)條件復雜，巖土層可能存在裂隙發(fā)育，通過劈裂灌漿技術(shù)，可以在裂隙中形成連續(xù)的防滲層，提高工程的整體穩(wěn)定性和防滲效果[3]。

操作時要進行現(xiàn)場勘察和工程設(shè)計，根據(jù)堤防或基礎(chǔ)的地質(zhì)條件，確定灌漿孔的位置和深度。再使用鉆孔設(shè)備在堤防或基礎(chǔ)中鉆設(shè)灌漿孔，孔徑和孔距根據(jù)設(shè)計要求確定，然后選擇老舊堤防適合的漿液材料，并按照設(shè)計要求進行配制。

將灌漿管道和高壓泵等設(shè)備安裝到位，確保灌漿過程中漿液能夠順利注入。在灌漿過程中進行試驗灌漿，通過小范圍的灌漿試驗，確定最佳的灌漿壓力和漿液配比。然后進行正式灌漿，將漿液注入灌漿孔內(nèi)，通過高壓將漿液擠入裂隙中，使土體或巖體產(chǎn)生劈裂，并在裂縫中充填漿液。

3.2 帷幕灌漿技術(shù)

帷幕灌漿技術(shù)是在堤防或基礎(chǔ)中鉆設(shè)灌漿孔，沿堤防或壩體縱向或橫向灌注漿液，形成一條連續(xù)的防滲帷幕。該技術(shù)注重整體性和連續(xù)性，適用于大面積防滲。劈裂灌漿技術(shù)側(cè)重于在局部區(qū)域通過高壓灌漿使土體或巖體產(chǎn)生裂縫，并在裂縫中充填漿液，形成局部的防滲效果。劈裂灌漿更適合于處理存在明顯裂隙或孔隙的區(qū)域，解決局部滲漏問題。

帷幕灌漿施工時，要根據(jù)堤防或壩體的地質(zhì)條件和防滲要求，合理確定鉆孔的位置、深度和間距，以確保灌漿孔能夠有效覆蓋需要防滲的區(qū)域。帷幕灌漿需要較高的灌漿壓力，讓漿液能夠充分滲入土體或巖體中形成連續(xù)防滲帷幕。但過高的壓力可能導致地層破壞或漿液外溢，因此需要根據(jù)現(xiàn)場情況實時調(diào)整灌漿壓力[4]。

3.3 混凝土防滲墻技術(shù)

水利工程堤防防滲施工中的混凝土防滲墻技術(shù)，是通過在堤防或壩體內(nèi)部構(gòu)建一道連續(xù)的混凝土墻體，阻止水流滲透的技術(shù)。它利用混凝土的高強度和低滲透性，通過澆筑或注漿等工藝，在堤防或壩體中形成一道堅固的防滲屏障。一般情況下，防滲墻的厚度在0.6～1.2 m，深度可達數(shù)十甚至上百米。

根據(jù)設(shè)計要求，先在堤防或壩體的預(yù)定位置開挖導槽，導槽的寬度和深度需滿足施工要求。導槽開挖完成后，利用鉆孔設(shè)備在導槽底部進行鉆孔，鉆孔深度需達到防滲墻的設(shè)計深度。在鉆孔完成后，開始進行混凝土澆筑或注漿。對于澆筑混凝土防滲墻，需在鉆孔內(nèi)放置鋼筋籠，并分層澆筑混凝土。

3.4 高壓噴射灌漿技術(shù)

高壓噴射灌漿技術(shù)中常見的固結(jié)體形狀有3種：旋噴（固結(jié)體為圓柱狀）、定噴（固結(jié)體為壁狀）和擺噴（固結(jié)體為扇狀）。在單管法中，僅使用高壓水泥漿液作為介質(zhì)。雙管法中同時使用高壓水泥漿液和壓縮空氣。三管法則結(jié)合高壓水流、壓縮空氣及水泥漿液3種介質(zhì)。由于這3種噴射方法在結(jié)構(gòu)和介質(zhì)上的差異，處理范圍也有所不同，其中三管法的處理范圍最大，雙管法次之，單管法最小。實踐中，旋噴技術(shù)可以采用單管法、雙管法或三管法。定噴和擺噴技術(shù)則通常使用雙管法和三管法進行注漿。

施工時要根據(jù)設(shè)計要求進行鉆孔施工，通過鉆孔設(shè)備在堤防或壩體的預(yù)定位置鉆設(shè)灌漿孔，鉆孔完成后進行高壓噴射灌漿。再將高壓噴射灌漿設(shè)備安裝到位，通過高壓泵將漿液以高速噴射入鉆孔中。漿液通過噴嘴以高速射流形式進入土體或巖層，利用高速噴射產(chǎn)生的剪切力和沖擊力，將土體或巖層切割、破碎，并在切割面上形成連續(xù)的漿液帷幕或加固層。噴射灌漿結(jié)束后，進行封孔處理。將灌漿孔封閉，確保漿液在孔內(nèi)充分固結(jié)，形成堅固的防滲帷幕或加固層。封孔處理需嚴格按照施工規(guī)范進行，確保封孔質(zhì)量，防止?jié){液外漏或孔口坍塌。

施工過程中一定要注意3個要點：①嚴格控制漿液配比和性能，確保漿液具有良好的流動性、黏結(jié)性和強度。漿液配制過程中需根據(jù)現(xiàn)場試驗結(jié)果進行調(diào)整，確保灌漿效果和工程質(zhì)量。②合理控制噴射壓力和流量，避免因壓力過高導致地層破壞或漿液外溢。③噴射過程中需實時監(jiān)測壓力和流量，根據(jù)地質(zhì)條件和施工進展情況進行調(diào)整[5]。

3.5 復合土工膜施工技術(shù)

復合土工膜是由土工織物和防滲膜復合而成的材料，具有優(yōu)異的防滲性能和較高的機械強度，因此在堤防防滲工程中得到廣泛應(yīng)用。該技術(shù)通過將復合土工膜鋪設(shè)在堤防或壩體表面或內(nèi)部形成連續(xù)的防滲屏障。

復合土工膜鋪設(shè)時需注意膜與基面的貼合度，避免出現(xiàn)褶皺和空隙。鋪設(shè)方向應(yīng)與水流方向垂直，鋪設(shè)過程中應(yīng)保持一定的松弛度，以適應(yīng)溫度變化引起的膜的收縮和膨脹。各條膜之間需進行搭接，搭接寬度一般為10～20 cm。應(yīng)采用專用熱熔焊接設(shè)備進行焊接。

鋪設(shè)完成后進行接縫處理和質(zhì)量檢查。接縫處理是保證防滲效果的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，需嚴格按照施工規(guī)范進行，焊接完成后應(yīng)對接縫進行質(zhì)量檢測。隨后進行覆蓋和保護層施工，復合土工膜鋪設(shè)完成并通過檢測后，需在其上使用細砂、黏土或無紡布等材料鋪設(shè)一層保護層。保護層的厚度和材質(zhì)應(yīng)根據(jù)工程設(shè)計要求確定，施工過程中需確保保護層均勻覆蓋，避免出現(xiàn)裸露和破損。

3.6 垂直鋪塑防滲施工技術(shù)

垂直鋪塑防滲工藝涉及使用鏈斗式挖掘機在堤壩或其基底開挖溝槽，接著鋪設(shè)塑料防滲膜并完成回填作業(yè)。經(jīng)過水分析和固化作用，這些回填材料與塑料膜共同構(gòu)成了一個以塑料膜為核心的綜合防滲屏障。

垂直鋪塑防滲施工技術(shù)的優(yōu)勢在于構(gòu)筑的防滲結(jié)構(gòu)無縫隙，具備出色的適應(yīng)能力和良好的一體化與連續(xù)性，極大地增強了堤壩的防滲效果。這種技術(shù)的挖槽作業(yè)深度一般不會超過15 m，槽寬通常在15～30 cm，主要適用于平原地帶，對于水庫、江河、湖泊及海洋等地區(qū)的淺層截滲防滲十分有效。垂直鋪塑防滲施工完成后，還需進行工程驗收和維護管理，驗收時需對鋪設(shè)質(zhì)量和保護層施工進行全面檢查。日常維護中需定期檢查防滲材料的完整性和防滲效果，發(fā)現(xiàn)問題后一定要及時修補和處理。

3.7 自凝灰漿防滲墻施工技術(shù)

自凝灰漿防滲墻施工技術(shù)是從塑性混凝土防滲技術(shù)衍生而來的一種改進技術(shù)，主要利用水泥和膨潤土為基本原料，在其中加入少量緩凝劑制成所謂的“自凝灰漿”。這種技術(shù)通常不單獨使用，而是作為其他防滲墻施工技術(shù)的補充。

在需要使用泥漿護壁的防滲墻施工中，自凝灰漿用作護壁泥漿，在鉆孔施工過程中填充，隨后在無需外力干預(yù)的情況下自行凝結(jié)和硬化，形成堅固的防滲層，從而增強了防滲墻的整體防滲性能。施工團隊需要對施工現(xiàn)場進行詳細的地質(zhì)勘察，確定最適合的施工點位和深度，勘查完成后根據(jù)設(shè)計要求進行精確的鉆孔作業(yè)，鉆孔的精度直接影響到灌漿的效果和防滲墻的質(zhì)量，鉆孔后立即將預(yù)先調(diào)配好的自凝灰漿注入孔中。

施工完成后需要對防滲墻進行質(zhì)量檢驗，通過視覺檢查、滲透測試和核磁共振成像等方法，檢查防滲層的連續(xù)性、密封性和均勻性。對重要設(shè)施、極端氣候或地質(zhì)活動頻繁的區(qū)域，還要做好長期的監(jiān)測工作。

4 結(jié)束語

在當前的水利工程中，堤防的防滲施工技術(shù)直接關(guān)聯(lián)到堤防的穩(wěn)定性及其防洪能力，是實現(xiàn)有效水資源管理的基礎(chǔ)，后續(xù)堤防防滲施工技術(shù)的發(fā)展會更加注重與實際情況的緊密結(jié)合，不斷優(yōu)化材料質(zhì)量并提升施工工藝，進一步提高堤防的防滲效率和持久性。

參考文獻

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