堤壩防滲施工技術(shù)初探

梅玉良　李照慶

摘要：導(dǎo)致堤壩滲漏形成的原因多種多樣，如何選擇防滲施工技術(shù)一直都是困擾施工單位的問題之一，必須依據(jù)堤壩所處地理環(huán)境與堤壩結(jié)構(gòu)及滲漏情況的不同而分別選擇不同的防滲施工技術(shù)。本文僅針對(duì)地下連續(xù)薄防滲墻施工技術(shù)與膨脹漿塞法防滲灌漿工藝的施工工法和所需設(shè)備進(jìn)行了介紹。

關(guān)鍵詞：堤壩；防滲；地下連續(xù)薄防滲墻；膨脹漿塞法灌漿工藝

1 地下連續(xù)薄防滲墻施工技術(shù)

地下連續(xù)薄防滲墻施工技術(shù)是一項(xiàng)較好的堤（小型壩）及基礎(chǔ)垂直防滲措施。由于其防滲效果可靠而得到越來越廣泛的應(yīng)用。

地下連續(xù)薄防滲墻主要適用于堤身及基礎(chǔ)的垂直防滲，也可用作土石壩防滲加固和壩體防滲心墻。經(jīng)過多年實(shí)踐和探索，我國(guó)堤防地下連續(xù)薄防滲墻施工技術(shù)有了很大進(jìn)展。與以往技術(shù)設(shè)備相比較，該技術(shù)提高了造墻效率，成墻厚度減少成墻質(zhì)量有所提高。本文介紹了地下連續(xù)薄防滲墻施工的幾種工法和設(shè)備。

1.1 鉆孔灌漿成墻技術(shù)

鉆孔灌漿成墻其主要工作原理是鉆孔灌漿攪拌成墻。一種設(shè)備是多頭小直徑深層攪拌一次成墻樁機(jī)。該設(shè)備主要由液壓步履行走底盤、專用導(dǎo)架、六頭鉆桿、連鎖器等部分組成。設(shè)備結(jié)構(gòu)合理、造墻效率高，最大成墻深度22m。

另一種設(shè)備是雙動(dòng)力多頭深層攪拌樁機(jī)。主要由液壓步履行走底盤、專用導(dǎo)架、成墻器、三桿六頭攪拌鉆頭等部件組成。雙動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，具有鉆孔多級(jí)調(diào)速、鉆桿中心距可調(diào)、三管分別計(jì)量灌漿、垂直精度控制方式先進(jìn)、對(duì)環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)，最大成墻深度21m。

1.2 液壓抓斗超薄混凝土防滲墻技術(shù)

該墻厚度一般為25～30cm，選用設(shè)備為國(guó)外生產(chǎn)的CH－60型和CH－80型液壓抓斗，成槽最大深度可達(dá)70m以上。由于其厚度只有常規(guī)混凝土防滲墻的1/3～1/2，在一般情況下可采用液壓抓斗直接挖鑿成槽，施工機(jī)械化程度和工效大大提高，并可節(jié)省大量的混凝土及其他相關(guān)材料，工程造價(jià)大幅度降低。同時(shí)，墻體的垂直度和連續(xù)性也能得到更好保證，防滲效果完全能夠滿足各種設(shè)計(jì)要求，真正體現(xiàn)了混凝土防滲墻防滲性能好、施工周期短、造價(jià)低、見效快等優(yōu)點(diǎn)。

1.3 振動(dòng)成墻法

振動(dòng)成墻法其主要工作原理是采用振動(dòng)方式沉模，達(dá)到設(shè)計(jì)深度后拔起成槽，灌漿成墻。有三種成墻設(shè)備。

1.3.1 高頻振錘薄壁板墻設(shè)備。該設(shè)備主要由工作主機(jī)、動(dòng)力站、液壓振動(dòng)錘、工作導(dǎo)架、配有底靴的H鋼梁組成。采用液壓振動(dòng)方式沉模。具有履帶行走定位方便、成墻厚度小、自動(dòng)化程度高、勞動(dòng)組合較合理等優(yōu)點(diǎn)。最大成墻深度27m。

1.3.2 振動(dòng)沉模板墻施工設(shè)備。主要由機(jī)械步履式底盤、樁架、震錘、模板等部件組成。采用機(jī)械振動(dòng)方式，將雙模板互為導(dǎo)板交替直壓切入地下，待達(dá)到設(shè)計(jì)深度后拔起成槽、灌注漿體成墻。具有設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、垂直精度控制方式簡(jiǎn)便等特點(diǎn)。最大成墻深度17m。

1.3.3 振動(dòng)插板造墻設(shè)備。由通用履帶式起重機(jī)、震錘、插板等部件組成。采用機(jī)械振動(dòng)方式，將兩塊插板互為導(dǎo)板交替直壓切入地下。該設(shè)備具有通用化設(shè)備利用程度高、成本低等特點(diǎn)。最大成墻深度一般為17m，成墻厚度為15cm、18cm兩種規(guī)格。

上述幾種設(shè)備廣泛適用于黏土、砂性土、淤泥質(zhì)土和含礫石（小卵石）的砂礫石土層地下連續(xù)薄防滲墻施工，堤防基礎(chǔ)防滲、病險(xiǎn)水庫防滲加固及新建工程的基礎(chǔ)防滲處理。但振動(dòng)類造墻設(shè)備由于施工中存在較大振動(dòng)，故使用范圍受到一定限制，可用于小型壩堤及基礎(chǔ)的垂直防滲。

2 膨脹漿塞法灌漿工藝與施工

大壩橫縫堵漏，主要靠漿塞膨脹，只要求漿液充滿鉆孔及鄰近的橫縫（兩道止水帶之間），就可達(dá)到防滲目的，運(yùn)用漿塞膨脹法其灌漿施工效果良好，漿液填充飽滿。

2.1 膨脹漿塞法灌漿工藝

膨脹漿塞靠灌漿來實(shí)現(xiàn)，由造孔——洗孔（壓水實(shí)驗(yàn)）——灌漿——并漿——封孔等工序組成。造孔選用4DJ-100型鉆機(jī)，開口直徑105mm，終孔直徑91mm，孔底深入基巖1.5m左右，孔深52m左右。清洗用鉆機(jī)配套之往復(fù)泵進(jìn)行。但膨脹漿塞法灌漿，因灌注材料是水溶性聚氨酯復(fù)合料，該材料遇水就反應(yīng)，浸水就膨脹，不同于水泥，因此，不能采用水泥的灌漿模式，按水泥分段灌漿模式，由于水溶性聚氨酯固化快、遇水發(fā)泡，會(huì)有兩個(gè)問題：一是段間銜接會(huì)有自由發(fā)泡區(qū)，結(jié)合部連續(xù)性差；二是孔口阻塞器，為漿液所固結(jié)，拔除困難。這樣采用一次灌漿法最為有利，但采用通?；瘜W(xué)灌漿使用的一次注漿方式，對(duì)于50多米充水深孔，水不排除，包水量過大，漿柱難以密實(shí)，只有排水才能保證漿液充添飽滿。經(jīng)過認(rèn)真分析、反復(fù)研究，確定以漿趕水、以水壓漿。根據(jù)實(shí)測(cè)資料，復(fù)合料比重為1：2，重于水，把射漿管深入孔底，使之孔底出漿，以漿趕水上溢。為了保證灌漿中漿柱密實(shí)，不自由發(fā)泡，不能讓水自由溢流，需在孔口加以節(jié)制，實(shí)現(xiàn)以水壓漿。

2.2 膨脹漿塞法灌漿工藝采取的措施

2.2.1 控制全孔注漿時(shí)間：為做到快速進(jìn)漿，使?jié){液在未固化前將全孔灌滿，實(shí)現(xiàn)以漿趕水，全孔總注漿時(shí)間按10分鐘控制。根據(jù)鉆孔孔徑與孔深和進(jìn)漿時(shí)間，計(jì)算進(jìn)漿流量。根據(jù)工地鉆孔孔徑與設(shè)計(jì)孔深，最后確定進(jìn)漿流量為40～50L/min。為此改造了CB-46型齒輪泵，選用3.0Kw二級(jí)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，以提高進(jìn)漿速度。另以高壓氧代替壓縮空氣（因其中含水汽）做動(dòng)力源，以壓力灌漿罐做備用，保證灌漿的連續(xù)性。

2.2.2 灌漿采用雙層管法：孔口設(shè)備為特制雙層管三通，內(nèi)管為1〃塑料射漿管，深入孔底，下端設(shè)逆止裝置，防止孔內(nèi)水進(jìn)入管內(nèi)使?jié){液在射漿管內(nèi)發(fā)生反應(yīng)。外管為直徑90mm排水管，上部接控制閥及壓力表，控制回水（漿）壓力。外管深入鉆孔500mm左右，上部纏線麻并以水泥水玻璃封堵孔口。

2.2.3 灌漿工藝施工時(shí)的注意事項(xiàng)

在確定灌漿設(shè)備與進(jìn)漿流量之后，對(duì)其他工藝也進(jìn)行了嚴(yán)格控制，主要是控制材料含水量與溫度：前已述及，水溶性聚氨酯遇水或潮濕空氣即有發(fā)泡反映和固化，為了做到順利進(jìn)漿和保證漿柱密實(shí)、連續(xù)，無疑在漿液到位前應(yīng)嚴(yán)格杜絕此現(xiàn)象發(fā)生。因此，主要工藝措施是對(duì)灌漿設(shè)備、管路和摻料進(jìn)行干燥處理和防水防潮，尤其是摻料，市售膨潤(rùn)土一般含水量較高，摻入就有發(fā)泡反應(yīng)，因此必須進(jìn)行干燥處理。經(jīng)測(cè)試，漿液的固化時(shí)間與氣溫有密切關(guān)系，氣溫高固化反應(yīng)快，當(dāng)氣溫在13℃～14℃時(shí)，摻料含水量要控制在0.5%，當(dāng)氣溫高于15℃時(shí)，含水量要控制在0.2%以下，最好是純干的。膨潤(rùn)土摻入前，要過篩，細(xì)度要求100目篩全通過。橫縫堵漏，主要靠漿塞膨脹，只要求漿液充滿鉆孔及鄰近的橫縫（兩道止水帶之間），就可達(dá)到防滲目的，因此無需要求較高的灌漿壓力，孔口控制壓力0.2MPa。當(dāng)回漿（水）管流出純漿即可終止灌漿，進(jìn)行封孔。