防滲處理施工技術(shù)在水利工程中的具體應(yīng)用

朱守軍

（霍邱縣城西湖隔堤管理所，安徽 六安 237400）

0 引言

防滲處理施工技術(shù)面臨著成本與資源限制、技術(shù)復(fù)雜性和持續(xù)維護(hù)需求等挑戰(zhàn)，但是，水利工程作為人類活動中關(guān)乎大量水資源的領(lǐng)域，迫切需要采用有效的防滲措施來確保水資源的可持續(xù)利用、水利設(shè)施的穩(wěn)定性和環(huán)境的可持續(xù)保護(hù)。

1 防滲處理施工技術(shù)的優(yōu)勢

1.1 有利于水資源保護(hù)

防滲處理施工技術(shù)的優(yōu)勢之一是在水資源保護(hù)方面的顯著作用。水是生命之源，對于任何國家和地區(qū)來說都至關(guān)重要。在水利工程中，防滲處理技術(shù)通過有效地減少或消除水資源的滲漏和浪費，確保水源的持續(xù)可利用性，同時降低對附近生態(tài)系統(tǒng)的不利影響。首先，防滲處理可以減少水庫、水壩、灌溉渠道等水利工程中的滲漏損失。這有助于保持水庫和水壩的水位穩(wěn)定，減少了水資源的損失，提高了可用水量，從而更好地滿足社會、工業(yè)和農(nóng)業(yè)用水的需求。這對于干旱地區(qū)的糧食生產(chǎn)和水資源管理至關(guān)重要[1]。

1.2 有利于提高水利設(shè)施結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性

防滲處理施工技術(shù)的另一個重要優(yōu)勢是能夠提高水利工程的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。首先，防滲處理技術(shù)可以降低水利工程中的滲流導(dǎo)致的土壤侵蝕和土壤松動的風(fēng)險。滲流會導(dǎo)致土壤顆粒流失和沉積物堆積，可能引起土壤侵蝕和河岸沖刷等問題，進(jìn)而影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。通過采用土工膜、地下壁等防滲措施，可以有效減少或阻斷滲水，從而降低了土壤侵蝕和結(jié)構(gòu)沖刷的風(fēng)險，增強了水利工程的穩(wěn)定性。

其次，防滲處理技術(shù)可以增加結(jié)構(gòu)的承載力和抗?jié)B性。例如，在壩基和堤壩工程中，采用了硬質(zhì)防滲層，如混凝土或預(yù)應(yīng)力混凝土防滲墻，可以有效抵御地下水的滲透，增強結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性能。這可以降低壓力水滲透造成的結(jié)構(gòu)損害風(fēng)險，確保水利工程在長期運行中的穩(wěn)定性。

2 防滲處理施工技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)

2.1 成本與資源限制

防滲處理施工技術(shù)在水利工程中雖然具有許多優(yōu)勢，但也面臨著一些挑戰(zhàn)，其中最主要的挑戰(zhàn)之一是成本與資源限制。首先，防滲處理技術(shù)的設(shè)備、材料和施工成本較高。例如，使用高性能的土工膜、地下壁、注漿材料等，以及先進(jìn)的施工設(shè)備和技術(shù)，增加了項目的投資成本。同時，施工過程中需要大量的人力、時間和能源資源，對工程預(yù)算和可用資源造成了壓力。其次，防滲處理技術(shù)的長期維護(hù)成本也是一個挑戰(zhàn)。防滲處理設(shè)施需要定期檢查和維護(hù)，以確保其有效性和持久性。這包括定期檢測滲漏情況、維護(hù)防滲層和土建結(jié)構(gòu)等，增加了運營和維護(hù)的成本。

2.2 技術(shù)復(fù)雜性

防滲處理施工技術(shù)在水利工程中面臨的另一個重要挑戰(zhàn)是技術(shù)復(fù)雜性。這些技術(shù)需要高水平的專業(yè)知識和技能，以及嚴(yán)格的施工過程控制和監(jiān)測，因此技術(shù)復(fù)雜性成為限制其應(yīng)用的一個關(guān)鍵因素。首先，防滲處理技術(shù)需要由經(jīng)驗豐富且專業(yè)的工程師和技術(shù)人員進(jìn)行設(shè)計和施工。由于防滲處理涉及復(fù)雜的地下水流動和土壤力學(xué)原理，以及材料的選用和施工工藝等方面的考慮，對于設(shè)計和施工團(tuán)隊來說，需要具備較高的技術(shù)能力和專業(yè)知識。其次，防滲處理的施工過程需要嚴(yán)格的質(zhì)量控制和監(jiān)測。例如，在地下壁的施工過程中，需要確保墻體的質(zhì)量和連續(xù)性，以及滲透性的有效控制。這需要通過高精度的施工設(shè)備和工藝控制，以及實時的監(jiān)測和測試手段來實現(xiàn)。復(fù)雜的施工流程和技術(shù)要求增加了施工人員的技術(shù)難度和操作風(fēng)險[2]。

2.3 持續(xù)維護(hù)需求

防滲處理施工技術(shù)在水利工程中面臨的另一個關(guān)鍵挑戰(zhàn)是持續(xù)維護(hù)需求。防滲處理設(shè)施的有效性和持久性需要定期檢查、維護(hù)和修復(fù)，以確保其長期穩(wěn)定性和防滲性能。因此，持續(xù)的維護(hù)需求成為防滲處理技術(shù)應(yīng)用的一項重要挑戰(zhàn)。首先，防滲處理設(shè)施需要定期檢查和監(jiān)測來評估其性能和狀況。例如，水壩、堤壩以及地下工程中的防滲層和地下壁等施工技術(shù)，在投入使用后需要進(jìn)行定期檢測，以驗證其防滲性能和功能的有效性。這需要投入人力和資源，進(jìn)行各種監(jiān)測技術(shù)和手段的實施，以確保設(shè)施的良好運行狀態(tài)。其次，防滲處理設(shè)施需要進(jìn)行定期的維護(hù)和修復(fù)工作。由于水利工程所處的環(huán)境和工況變化，如水位變動、地下水壓力變化、自然災(zāi)害等，防滲處理設(shè)施可能會受到損壞或磨損。因此，需要進(jìn)行定期的維護(hù)工作，包括補充防滲材料、修復(fù)破損區(qū)域、加固施工結(jié)構(gòu)等，以確保設(shè)施的長期有效性[3]。

3 防滲處理施工技術(shù)的具體應(yīng)用

3.1 地基改良

防滲處理施工技術(shù)在水利工程中的具體應(yīng)用主要包括地基改良領(lǐng)域，其中地下壁和土工膜是兩個重要的防滲處理方法。地下壁是一種常用的地基改良技術(shù)，通過在地下挖掘槽并在槽中安裝防滲材料來防止水流穿過土壤。地下壁的施工步驟包括挖掘槽、清理底部，然后在其上和兩側(cè)安裝防滲墻材料，并通過密封或填充材料與現(xiàn)存土壤連接。常用的防滲墻材料包括鋼板樁、混凝土攪拌樁和復(fù)合材料樁。這些材料具有良好的抗?jié)B透性和機(jī)械強度，可以有效地防止水流的滲透。地下壁適用于防滲處理施工中的堤壩、隧道、地下工程等，能夠有效地阻止水的滲漏和土壤侵蝕，提升工程的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和安全性。

土工膜是另一種常見的地基改良和防滲材料。土工膜是一種由聚合物材料制成的薄膜，具有優(yōu)異的抗?jié)B透性和化學(xué)穩(wěn)定性。它可以作為防水層或防滲層安裝在土壤表面或地下結(jié)構(gòu)中。土工膜的應(yīng)用步驟包括地表準(zhǔn)備、在線型槽的挖掘、安裝土工膜和連接等。土工膜在水利工程中被廣泛應(yīng)用于渠道、水池、污水處理廠等地方，有效地防止水的滲透和底下土壤的流失。此外，土工膜還可以用于土壤改良，減少水分蒸發(fā)和土壤侵蝕，提供更好的灌溉和農(nóng)業(yè)條件[4]。

這兩種防滲處理施工技術(shù)都有各自的優(yōu)點和適用范圍。地下壁適用于較深的地下工程，如隧道和地下室，能夠提供較高的抗?jié)B透性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。土工膜則更適用于地表和較淺的土壤改良，能夠提供靈活的防滲處理解決方案。此外，地下壁和土工膜通?？梢越Y(jié)合使用，形成雙重保護(hù)，進(jìn)一步提高水利工程的防滲能力。

3.2 滲透控制

在防滲處理施工技術(shù)的具體應(yīng)用中，滲透控制是一個關(guān)鍵方面，包括硬質(zhì)防滲層和軟質(zhì)防滲層兩種常見的處理方法。硬質(zhì)防滲層是一種有效控制滲透的技術(shù)，可以阻止水分通過結(jié)構(gòu)表面滲漏。通常，硬質(zhì)防滲層采用水泥、砌筑塊、混凝土等材料，通過施工工藝形成堅固的防滲結(jié)構(gòu)。在施工過程中，先進(jìn)行基礎(chǔ)處理和表面清潔，然后通過噴涂、澆涂或滾壓等方法將硬質(zhì)材料覆蓋在需要防滲處理的表面。硬質(zhì)防滲層廣泛應(yīng)用于水池、水處理廠、輸水管道等工程中，能夠有效防止水的滲漏和土壤侵蝕，確保工程的可靠性和長期穩(wěn)定。

另一個常見的滲透控制方法是軟質(zhì)防滲層，通過柔軟的材料形成防滲層，有效阻止水分滲透。軟質(zhì)防滲層通常使用聚合物薄膜、橡膠板、橡膠涂層等柔軟材料，通過覆蓋、涂覆或連接到需要防滲處理的表面來實現(xiàn)。軟質(zhì)防滲層具有良好的柔韌性和抗?jié)B透性，能夠適應(yīng)不同形狀和結(jié)構(gòu)的表面。軟質(zhì)防滲層被廣泛運用于堤壩、運河、儲罐、水池等水利工程中，有效防止水的滲漏和土壤侵蝕，維護(hù)工程的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和安全性[5]。

硬質(zhì)防滲層和軟質(zhì)防滲層在防滲處理中各有優(yōu)點和適用范圍。硬質(zhì)防滲層具有較高的強度和穩(wěn)定性，適用于對結(jié)構(gòu)強度和穩(wěn)定性要求較高的工程。它們能夠抵抗水壓力和外界客觀作用力，具有更長的使用壽命。然而，硬質(zhì)防滲層的施工和維護(hù)要求較高，需要嚴(yán)格控制施工質(zhì)量和工藝，投入較大的人力和資源。

3.3 堤壩防滲處理

堤壩防滲處理是水利工程中至關(guān)重要的技術(shù)，旨在減少或防止水從堤壩內(nèi)部滲透到周圍土壤，以確保堤壩結(jié)構(gòu)的完整性和穩(wěn)定性。這一領(lǐng)域的技術(shù)不斷發(fā)展，以滿足不同水利工程項目的需求。在堤壩工程中，土工合成材料如土工布和土工膜廣泛用于防滲處理。這些材料通常由聚合物制成，具有出色的防滲性能。它們被鋪設(shè)在堤壩內(nèi)部，以阻止水的滲透。這些材料之所以有效，是因為它們具有很高的滲透控制能力，能夠有效地阻止水分通過。

灌漿是一種通過向土壤中注入液體或半固體材料來填充孔隙，減少土壤滲透能力的方法。通常使用的材料包括水泥漿或漿液，它們在滲透過程中固化并形成防滲屏障。灌漿可應(yīng)用于不均勻或多孔的土壤中，以提高其密實性和減少滲透。

在一些情況下，堤壩可能需要進(jìn)行深層固化，以增強其抵御滲透的能力。這涉及在堤壩內(nèi)部或下游的土壤中注入水泥或其他材料，以加強土壤的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性，從而減少滲透。鋼筋混凝土被廣泛用于堤壩的建設(shè)和修復(fù)。它結(jié)合了混凝土的堅固性和鋼筋的強度，能夠有效地抵抗水的滲透。鋼筋混凝土堤壩可以根據(jù)需要進(jìn)行定制設(shè)計，以滿足特定工程的要求。多層防滲膜系統(tǒng)通常由聚乙烯或聚丙烯等聚合物材料制成。這些薄膜層疊加在一起，構(gòu)成了高效的防滲屏障。它們被廣泛用于新建堤壩，以減少滲漏風(fēng)險。在實際應(yīng)用中，選擇合適的堤壩防滲處理技術(shù)取決于多個因素，包括堤壩的用途、地質(zhì)條件、預(yù)算和環(huán)境考慮等。工程師需要綜合考慮這些因素，以制定最佳的防滲處理方案。堤壩防滲處理技術(shù)的成功應(yīng)用可以確保水利工程的長期穩(wěn)定性，減少維護(hù)成本，并降低對環(huán)境的不利影響。

3.4 水庫防滲處理

水庫防滲處理是水利工程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，旨在確保水庫的完整性和水資源的儲存。水庫底部的滲透是水庫防滲處理中的主要挑戰(zhàn)之一。為了減少滲透，工程師采用了多種方法：在水庫底部鋪設(shè)防滲膜是一種有效的方法。這些膜通常由聚乙烯或聚丙烯等聚合物材料制成，具有卓越的防滲性能。防滲膜形成了一道有效的屏障，阻止了水分滲透到土壤中。類似于堤壩防滲處理，土工合成材料如土工布和土工膜也用于水庫底部的防滲處理。這些材料在水庫底部鋪設(shè)，以降低土壤的滲透性。有時，工程師會將土工合成材料與防滲膜結(jié)合使用，以提高防滲效果。土工合成材料可以防止防滲膜被刺穿或破壞，并增加了水庫底部的穩(wěn)定性[6]。

隨著時間的推移，水庫中會積聚沉積物，這可能會導(dǎo)致水庫的容量減小和滲漏問題。因此，定期疏浚沉積物對水庫的防滲處理至關(guān)重要。這是一種常見的疏浚方法，通過使用各種設(shè)備和機(jī)械工具來將沉積物從水庫底部挖掘或吸取出來。這有助于提高水庫的容量，減少了水壓和滲透風(fēng)險。

3.5 渠道防滲處理

渠道防滲處理是水利工程中不可或缺的重要工作，它旨在減少或防止水從渠道內(nèi)部滲透到周圍土壤。灌漿是渠道防滲處理中常用的技術(shù)手段之一，可以通過向土壤或渠道底部注入液體或半固體材料來填充孔隙，減少滲透能力。常用的灌漿材料包括水泥漿、聚合物和防滲膠漿。這些材料在滲透過程中會固化，并形成防滲屏障，以阻止水的滲透。灌漿技術(shù)非常適用于多孔性土壤或疏松的渠道底部，可以顯著提高渠道的完整性和穩(wěn)定性。襯砌是另一種重要的渠道防滲處理技術(shù)，它涉及在渠道內(nèi)部或底部覆蓋防滲材料。常見的襯砌材料包括混凝土、聚合物、磚石等。襯砌可以有效地減少滲透，提高渠道的抗?jié)B透能力，并保護(hù)渠道免受侵蝕和損壞。襯砌材料的選擇取決于具體的工程條件和需求，以確保其堅固性、耐久性和防滲效果。渠道防滲處理還包括建立和完善排水系統(tǒng)，以及進(jìn)行必要的維護(hù)和清理。排水系統(tǒng)可以有效地排除渠道水體內(nèi)的滲漏水，并減少對周圍土壤的滲透。常用的排水系統(tǒng)包括排水溝、排水管道和水泵等。此外，定期進(jìn)行渠道的維護(hù)和清理工作，如清除雜物、疏通溝渠，可以避免渠道堵塞和滲漏問題，保持渠道的暢通和功能。

4 結(jié)語

防滲處理施工技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用是保障工程安全和可持續(xù)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。土方工程、滲透控制以及堤壩工程中的防滲處理方法為我們提供了保護(hù)水資源、維護(hù)工程穩(wěn)定性和環(huán)境友好性的關(guān)鍵措施。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，我們可以期待更多高效、可靠和可持續(xù)的防滲處理施工技術(shù)的出現(xiàn)，為水利工程提供更為可靠和安全的保障，推動水資源管理和工程建設(shè)走向更為可持續(xù)的未來。在應(yīng)對全球變化和水資源壓力的同時，我們也需要加強研究和實踐，促進(jìn)防滲處理施工技術(shù)的持續(xù)改進(jìn)，為人類社會和自然生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展做出更大貢獻(xiàn)。