淺析小型水利工程防滲處理施工技術(shù)

□郭養(yǎng)鋒

在小型水利水電工程中，滲漏是最常見和最突出的問題。滲透的種類包括壩體和壩肩兩種。依照壩型分類的差異，以及病害種類不同，要使用不一樣的處理辦法，其中兩種是灌漿工藝和防滲墻工藝。

一、防滲墻類型及其特點(diǎn)

防滲墻工藝對于墻體的要求是：厚度小，不易滲透，彈性大，壽命長，投入花費(fèi)小。防滲墻施工有多頭深層攪拌水泥土法、鋸槽法、鏈斗法、射水法和倒掛井法等成墻工藝。

(一)多頭深層攪拌水泥土成墻工藝

多頭深層攪拌樁機(jī)一次多頭鉆進(jìn)，它的特點(diǎn)是操作簡單，不會發(fā)生泥漿浸染，花銷少，適用于粘土、砂土、淤泥和直徑小于5cm砂礫層。經(jīng)驗(yàn)表明，此種方法防護(hù)能力強(qiáng)，質(zhì)量可靠，能夠兼顧經(jīng)濟(jì)和社會效益，有發(fā)展?jié)摿Α?/p>

(二)射水法成墻工藝

射水法成墻工藝適用于粘土、砂土和粒徑小于100mm的砂礫石地層中。射水法成墻工藝主要用到了造孔機(jī)、混凝土攪拌機(jī)和澆筑機(jī)三種設(shè)備。其中造孔機(jī)主要是通過自身內(nèi)部的成型器噴射出高速水流并切割或破碎土層,造孔機(jī)內(nèi)成型器還通過采用泥漿護(hù)壁正循環(huán)或反循環(huán)出渣的形式上下運(yùn)動切割修整孔壁；澆筑機(jī)主要是在槽孔形成后將混凝土或塑性混凝土澆筑于槽孔內(nèi)，使之形成厚為0.22mm～0.45mm、深度可達(dá)30m、成墻垂直精度可達(dá)三百分之一的薄壁防滲墻。在1998 年歷史上罕見的特大洪水過后，在長江、贛江、鄱陽湖等國內(nèi)重要堤防加固工程中，射水法得到了廣泛采用，取得了較好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

(三)薄型抓斗成墻工藝

采用斗寬為0.3m 的薄型抓斗挖土開槽，泥漿護(hù)壁，澆筑塑性混凝土或用自凝灰漿形成薄壁防滲墻，最大成墻深度可達(dá)40m，適用于粘土、砂土及卵石和砂礫的含量與粒徑在一定范圍內(nèi)的土層。

(四)鏈斗法成墻工藝

鏈斗法成墻工藝主要是指通過鏈斗式開槽機(jī)排樁上的旋轉(zhuǎn)鏈斗取土,同時(shí)下放排樁于成墻深度,再通過挖槽機(jī)向前移動挖槽(開槽寬度為16cm～50cm,深度可達(dá)10m～15m),并采用泥漿護(hù)壁,澆筑混凝土形成防滲墻體。適應(yīng)于粘土、砂土和粒徑小于槽厚的、含量小于30%的砂礫石地層。

(五)鋸槽法成墻工藝

在先導(dǎo)孔中，鋸槽機(jī)的刀桿以一定的傾角一邊作上下往復(fù)切割運(yùn)動，一邊以0.8～1.5m/h 的速度(根據(jù)地層狀況)向前移動開槽;被鋸切割下來的土體可由反循環(huán)或正循環(huán)方式的排渣系統(tǒng)排出槽外，并采用泥漿護(hù)壁。澆筑塑性混凝土，形成寬度為0.2～0.3m 的防滲墻體。鋸槽機(jī)由行走底盤、動力及傳動系統(tǒng)、刀桿及支架加壓系統(tǒng)、排渣系統(tǒng)、起重設(shè)施及電氣控制系統(tǒng)組成；傳動方式有機(jī)械式與液壓式2 種。以不同規(guī)格的刀桿進(jìn)行組合，開槽寬度可達(dá)0.2～0.5m、深度達(dá)到40m。鋸槽法的優(yōu)點(diǎn)是連續(xù)成槽、工效高、墻體連續(xù)、質(zhì)量好，并且成墻深，適應(yīng)于粘土、砂土和卵石粒徑小于100mm 的砂礫石地層；還可以采用自凝灰漿、固化灰漿形成不同強(qiáng)度和抗?jié)B指標(biāo)的防滲墻。

二、灌漿類型及其特點(diǎn)

土石壩壩體、壩基防滲處理中，灌漿方法主要有均質(zhì)土壩及寬心墻壩的壩體劈裂灌漿、高壓噴射灌漿、壩基卵礫石層防滲帷幕灌漿等。

(一)土壩壩體劈裂灌漿

壩體劈裂灌注主要是指運(yùn)用壩體應(yīng)力分布規(guī)律的特點(diǎn),使用一定的灌漿壓力,將壩體沿壩軸線方向劈裂,同時(shí)將泥漿適量地灌進(jìn)劈裂處,使之形成鉛直連續(xù)的防滲泥墻,從而達(dá)到堵塞漏洞與裂縫的目的,提高壩體的防滲能力。另外,壩體劈裂灌注后可通過漿與壩之間的互壓和濕陷作用,使壩體內(nèi)部應(yīng)力重新分布,同時(shí)提高壩體的變形穩(wěn)定性。高壓噴射灌漿主要用于均質(zhì)土壩及寬心墻壩中。在使用高壓噴射灌漿方法時(shí)應(yīng)根據(jù)壩體滲漏的具體情況采取相應(yīng)的防滲施工措施,如當(dāng)壩體施工質(zhì)量較差,甚至上下游之間出現(xiàn)貫通橫縫現(xiàn)象時(shí),應(yīng)做全線的劈裂灌漿;而當(dāng)壩體只是局部出現(xiàn)裂縫時(shí),只需在可能有裂縫處均勻布置類似固結(jié)灌漿的灌漿孔群即可。

(二)卵礫石層防滲帷幕灌漿

與巖石層灌漿工藝有所不同，卵礫石層以粘土作為主要成分，摻入泥漿，不過卵礫石層在鉆孔方面不大容易，所以要經(jīng)常利用套閥式等工藝。根據(jù)地質(zhì)條件的不同，有些地方難以有效控制漿液的流動范圍，為了使防滲效果達(dá)到最好，可能使用超過3 排的灌漿孔。

(三)高壓噴射灌漿

形成的高速噴射流束將被灌地層結(jié)構(gòu)切割及破碎掉,同時(shí)讓水泥漿液順勢沖填其中,與被灌地層土顆粒摻混并形成壁狀固結(jié)體,從而實(shí)現(xiàn)防滲目的,提高地基承載能力。根據(jù)被灌地層結(jié)構(gòu)和防滲要求不同，又分為定噴、擺噴和旋噴。高壓噴射灌漿具有設(shè)備簡單、造價(jià)低、料源廣、功效高及搭接防滲效果好等優(yōu)點(diǎn),但同時(shí)也存在使用設(shè)備較多、對被灌地質(zhì)條件要求相對較高、較難控制、易形成漏噴現(xiàn)象等缺點(diǎn)。

(四)控制性灌漿

近年來，控制性灌漿的使用范圍和效果都有所增強(qiáng)，這是對傳統(tǒng)工藝的改進(jìn)?？刂菩怨酀{的目的是掌握漿液的流出程度，力圖減少花費(fèi)、增強(qiáng)效果、保證質(zhì)量。

三、復(fù)合土工膜防滲技術(shù)

復(fù)合土工膜是一種新穎的工程材料，它是由土工織物、土工膜、土工織物三層組成，積聚了土工織物和土工膜的優(yōu)點(diǎn)。復(fù)合土工膜是用聚乙烯或聚氯乙烯的增強(qiáng)改性壓延成膜與滌綸針刺土工布熱合而成，具有質(zhì)量輕、耐拉力、韌性好、可承受強(qiáng)壓力、防滲、工藝簡便、便宜、可用時(shí)間長等優(yōu)點(diǎn)，具有十分可觀的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。復(fù)合土工膜的這些優(yōu)點(diǎn)，使其在水利水電工程、隧道工程防滲、防洪堤防、水庫加固防滲等現(xiàn)代建設(shè)工程中廣泛運(yùn)用。

要依照工程重要程度的排列、操作水準(zhǔn)來進(jìn)行計(jì)劃，找到接縫工藝檢測的最好辦法。在技藝以及合理性上進(jìn)行比較，以選擇最好的材料種類，控制膜的厚度，對力學(xué)、顏色的使用、透明程度等進(jìn)行考慮。

要特別注意土工膜、防滲板等工藝之間的聯(lián)系。使用合理的接縫形式是整個(gè)工程效果的直接保證。必須保證接頭和縫隙的密封效果，使土工膜等工藝相互連接緊密，從而達(dá)到防滲效果。