淺析水利工程防滲施工技術(shù)

王 昕

(安徽省淮南市潘集淮河河道管理局，安徽 淮南 232082)

1 水利工程經(jīng)常發(fā)生滲漏的部位及原因

1.1 施工縫滲水

由于水利工程規(guī)模大、工期長，尤其是北方冬季需要停止施工，工期需要幾年時(shí)間，因此必須分段施工。即將大面積分為比較容易施工的小面積，相鄰施工段之間留設(shè)施工縫，在施工段完成之后再進(jìn)行施工縫的填充。由于不同施工隊(duì)伍的施工技術(shù)和操作人員素質(zhì)有所差距，加之施工縫混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù)溫度、攪拌密實(shí)度與大體積混凝土施工相比難以掌握等原因，易產(chǎn)生大量蜂窩麻面，從而引起滲漏，因此施工縫的填充便成為水利工程防滲施工的薄弱環(huán)節(jié)。

1.2 變形縫滲水

龐大的水利工程建筑物應(yīng)在容易發(fā)生變形的部位留置變形縫，變形縫用止水帶封堵密實(shí)，若止水帶固定不牢，水壓過大時(shí)就會發(fā)生漏水。如果建筑材料質(zhì)量差，易變質(zhì)，或者混凝土振搗不密實(shí)、模板支設(shè)不牢固、或者水利建筑持續(xù)經(jīng)受激流的沖刷，都會使結(jié)構(gòu)發(fā)生較大變形，從而造成變形縫偏離原來的位置，出現(xiàn)較大孔洞。

1.3 穿墻管流水

一些特殊用途的水利工程建筑物需要安裝水管和電管等，如果止水環(huán)焊接不嚴(yán)密，或者預(yù)留孔洞封堵不嚴(yán)密，就會使管道與主體之間存在縫隙，使用時(shí)會發(fā)生漏水。

1.4 大面積滲水

水工建筑中如果出現(xiàn)大面積滲水并且排水性能差的問題，其主要原因是施工質(zhì)量不符合標(biāo)準(zhǔn)，混凝土結(jié)構(gòu)存在大面積的蜂窩麻面或縫隙，多出現(xiàn)在地板結(jié)構(gòu)位置。這樣的水工建筑危害極大，幾近作廢，不能達(dá)到灌溉生產(chǎn)、防洪泄洪的目的，當(dāng)出現(xiàn)擊機(jī)械故障、自然災(zāi)害或者排水不暢時(shí)很可能被損。地板結(jié)構(gòu)中存在墊層，當(dāng)遭到連續(xù)暴雨或機(jī)械故障，亦或排水不暢時(shí)會導(dǎo)致基坑水位上漲，當(dāng)漲到墊層之上時(shí)就會從存在大量縫隙的混凝土結(jié)構(gòu)上發(fā)生大面積滲水。另外，有些水利工程為了加快施工進(jìn)度，在混凝土澆筑時(shí)帶水施工也會引發(fā)大面積滲水。

2 防滲施工技術(shù)

2.1 灌漿施工技術(shù)

（1）高壓噴射灌漿技術(shù)。高壓噴射灌漿施工技術(shù)就是在地基或巖層表面用工程鉆孔機(jī)械鉆到指定深度，然后利用高壓泥漿泵加壓噴射漿液，將鉆桿頂部噴嘴附近的土體固化，加大土石的密實(shí)度，從而達(dá)到防滲目的。在漿液噴射時(shí)，由于土體被高壓射流沖破，受到水泥漿液強(qiáng)烈的擾動和沖擊力、切割力的作用，可填充噴嘴周圍較大范圍的土體，并迅速與土石攪混、摻和，向上抬起噴嘴時(shí)水泥漿就會凝固，形成更加牢固、密實(shí)的凝結(jié)體。所有的凝結(jié)體與地基牢固、穩(wěn)定的凝結(jié)在一起，最后形成壁狀的凝結(jié)體結(jié)構(gòu)。此項(xiàng)技術(shù)從根本上改善了原滲漏土體的組成成分和結(jié)構(gòu)，防滲效果非常理想。施工時(shí)應(yīng)盡量精準(zhǔn)地放線，標(biāo)記所有鉆孔的位置，再確認(rèn)管內(nèi)的噴射管、水管、水泥管和風(fēng)管是否完備。根據(jù)待灌漿土體的差異及防滲需求確定噴射方式，包括旋噴、擺噴、定噴等。高壓噴射灌漿技術(shù)的實(shí)施需要具備較多的設(shè)備和較高的地質(zhì)條件，只用于粘性土或砂性土，壓力不可過高，過高的壓力會損毀土體周圍的孔壁，使土體與水泥漿無法凝結(jié)；工程鉆孔機(jī)械在使用時(shí)應(yīng)注意提速不能過小，以免浪費(fèi)水泥；亦不可漏噴或噴射不充分等現(xiàn)象，其設(shè)備廣泛、原料繁多、省時(shí)省力省開支，是防滲技術(shù)中的首選。

（2）土壩壩體劈裂灌漿施工技術(shù)。土壩壩體劈裂灌漿技術(shù)是用于解決一些有過大變形、塌陷、裂縫等現(xiàn)象，或者是后部出現(xiàn)流土、管涌現(xiàn)象的壩體，造成這些現(xiàn)象的根本原因是筑壩時(shí)填土不密實(shí)。此項(xiàng)技術(shù)是沿著壩軸將壩體劈裂，然后根據(jù)壩體內(nèi)部的應(yīng)力分布規(guī)律確定出灌漿壓力，灌入適合的水泥漿，水泥漿可以切斷軟弱層，堵塞裂縫和孔洞，最后與原來的劈裂結(jié)構(gòu)形成連續(xù)而垂直的防滲帷幕，從而達(dá)到防滲目的。其中堤壩的土質(zhì)、造孔的深度、泥墻的厚度都應(yīng)符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，才能保證防滲帷幕的質(zhì)量。灌漿方法一般選擇劈裂式帷幕灌漿法，此方法在運(yùn)用時(shí)應(yīng)時(shí)刻注意壩體的情況。如果壩體的上游與下游之間是連續(xù)的裂縫，大面積漏水，則應(yīng)當(dāng)全線劈裂灌漿；如果是小范圍滲水，則應(yīng)當(dāng)在滲水部位布置灌漿孔進(jìn)行帷幕灌漿。土壩壩體劈裂灌漿技術(shù)除了防滲效果好，還具有調(diào)節(jié)壩體內(nèi)部的應(yīng)力，提高壩體變形穩(wěn)定性，工期短，易就地取材和經(jīng)濟(jì)、實(shí)用等優(yōu)點(diǎn)，是值得大力推廣和廣泛應(yīng)用的防滲施工技術(shù)。

2.2 防滲墻施工技術(shù)

防滲墻施工技術(shù)因具有造價(jià)低、用工少、滲透系數(shù)小、墻體較薄、耐久性和整體性較好等優(yōu)勢而被廣泛應(yīng)用。它運(yùn)用造槽機(jī)械按照規(guī)定的設(shè)計(jì)尺寸打造槽孔，同時(shí)在槽孔內(nèi)注滿漿液筑成連續(xù)墻體，下面是幾種常用的防滲墻施工工藝技術(shù)。

（1）振動成墻技術(shù)。振動成墻的施工中受外界因素限制因素少，應(yīng)用廣泛。其原理比較簡單，就是在振動錘大頻率的振動的作用下將兩塊互為導(dǎo)板的插板壓切振動到設(shè)計(jì)深度，然后用起重機(jī)拔出插板，向槽內(nèi)灌入漿液，筑成連續(xù)的防滲墻。目前，此項(xiàng)工藝的最大成墻深度可達(dá)到17m，墻厚一般為15cm、18cm。

（2）塑性混凝土成墻技術(shù)。塑性混凝土成墻技術(shù)的基本原理是運(yùn)用專用的鉆孔機(jī)械，在已建成的壩體、地基、或者表面覆蓋淺水層的地基上鉆得槽孔，用泥漿加固壩體或地基的槽壁，以免發(fā)生坍塌。如果使用鋼繩沖擊鉆鉆具，在鉆頭搗碎頑固的巖石不斷向下的同時(shí)，也可以起到壓實(shí)槽孔壁的作用，就省去了采用泥漿加固槽壁的工序。同時(shí)用高壓泵向槽孔底壓入按一定比例調(diào)制的泥漿，當(dāng)不斷灌入槽中的泥漿把槽底的巖渣排擠到地面之后，再利用直升導(dǎo)管向槽內(nèi)澆筑混凝土，由于導(dǎo)管內(nèi)的混凝土與導(dǎo)管外的泥漿存在壓力差，加之混凝土具有和易性與流動性，所以混凝土?xí)顫M泥漿，充滿了泥漿的槽孔，經(jīng)過養(yǎng)護(hù)后就可形成地下連續(xù)防滲墻。

（3）沖擊成槽法成墻技術(shù)。運(yùn)用沖擊鉆在土壩表面沖擊出一排一定深度的孔洞，孔內(nèi)注滿一定濃度的泥漿來堅(jiān)固槽壁，然后用導(dǎo)管將孔內(nèi)泥渣排出，再將幾個(gè)相鄰的孔開通，連成一段槽，向槽內(nèi)澆筑水下混凝土，形成第一段混凝土墻，然后進(jìn)行第三段混凝土墻的施工，再進(jìn)行位于一、三段墻之間的第二段混凝土墻，將三段墻連起來形成一堵連續(xù)的混凝土防滲墻，以此類推，可以形成大面積的防滲墻。此方法適用于大面積滲水的壩體，優(yōu)點(diǎn)是工期短、設(shè)備簡單、功效高、質(zhì)量有保證。

（4）抓斗成槽法成墻技術(shù)。除了沖擊鉆，液壓抓斗機(jī)的應(yīng)用也很廣泛，運(yùn)用液壓抓斗機(jī)在壩體上挖槽，將土抓到地面指定位置或者直接運(yùn)走，反復(fù)此項(xiàng)作業(yè)，直至挖出指定深度、長度、寬度的槽，之后的施工與上面相同，依次澆筑泥漿、水下混凝土，形成分段混凝土墻，最后形成連續(xù)、完整的防滲墻。此方法用在砂層中時(shí)很容易引起槽底沉渣現(xiàn)象，當(dāng)抓斗從水中提出土石方時(shí)，槽內(nèi)的水位會迅速下降，泥漿的壓力隨之下降，導(dǎo)致四周的砂礫向槽底聚集，成為槽底沉渣。

3 結(jié)語

防滲施工技術(shù)的原理基本相同，在實(shí)際施工中工程師應(yīng)根據(jù)不同的壩體條件、土質(zhì)、水位、工期、成本等綜合選擇最適合的施工方法和施工機(jī)械進(jìn)行防滲施工。同時(shí)，防滲施工質(zhì)量決定于施工團(tuán)隊(duì)的整體作業(yè)能力及施工時(shí)的各項(xiàng)條件。還有許多針對特殊情況使用的防滲技術(shù)，由于本文篇幅有限，不再提及，只要我們在實(shí)踐中不斷探索和發(fā)現(xiàn)，一定能夠達(dá)到更高的防滲效果，造福于人民。

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