水庫(kù)堤壩施工工程中的防滲墻技術(shù)

夏志敏

（益陽(yáng)市水利水電建設(shè)有限公司 湖南益陽(yáng) 413000）

1 引言

水庫(kù)堤壩防滲墻出現(xiàn)漏水的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，堤壩的安全工作面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。上世紀(jì)水利水電工程事業(yè)中防滲墻技術(shù)的運(yùn)用已重點(diǎn)解決了上面問題的發(fā)生，不僅對(duì)永久性的地基防滲起到了保護(hù)作用，而且還非常有效的保證了險(xiǎn)情出現(xiàn)之前的技術(shù)介入，致使該技術(shù)在全部施工過程當(dāng)中的指示效果充分顯示出來。很多的水利工程在水庫(kù)堤壩防滲墻施工的過程當(dāng)中都會(huì)選取一定的辦法，使得防滲墻的自身負(fù)荷能力控制在誤差允許的范圍之內(nèi)，確保工程的質(zhì)量，使得墻體自身與其他項(xiàng)目連接的更加緊湊，更加安全可靠。

2 導(dǎo)致水庫(kù)堤壩滲漏的因素

在水庫(kù)堤壩建設(shè)時(shí)使用的材料一般為砂礫、土進(jìn)行填充的，這樣的材料最大的特點(diǎn)就是通風(fēng)透氣，而且滲水性比較好。這和水庫(kù)堤壩的建設(shè)目的是相背離的，但是我國(guó)的水庫(kù)堤壩工程現(xiàn)階段還是沒能在這一點(diǎn)上做出改進(jìn)。這樣就導(dǎo)致了隨著水庫(kù)盛滿了水，水庫(kù)堤壩就會(huì)受到越來越大的壓力，這時(shí)候水就會(huì)在壓力下通過堤壩上的縫隙滲漏出去。這樣的情況一旦持續(xù)到一定的時(shí)間，填充在堤壩里的砂礫和土等就會(huì)逐漸被水沖走，直接就會(huì)導(dǎo)致堤壩的變形，這樣的話，堤壩也就不再具有原來的安全性和可靠性了。所以說，在進(jìn)行水庫(kù)堤壩建設(shè)的過程中，一定要注重對(duì)堤壩防滲水功能的提高，不斷改進(jìn)防滲墻技術(shù)，從而確保水庫(kù)堤壩的安全性。

3 水庫(kù)堤壩工程施工過程中防滲墻技術(shù)類型

在水庫(kù)堤壩施工中，可以應(yīng)用的防滲墻類型較多，需要根據(jù)墻體的具體結(jié)構(gòu)形式和施工材料的不同選擇適宜的防滲墻結(jié)構(gòu)。例如防滲墻可以按照墻體材料應(yīng)用的不同分為混凝土防滲墻、鋼筋混凝土防滲墻、黏土防滲墻、塑性混凝土防滲墻以及灰漿防滲墻等諸多類型，其可以按照墻體結(jié)構(gòu)形式的不同將混凝土防滲墻分為槽孔式防滲墻、樁柱式防滲墻以及混合式防滲墻等，其可以按照成槽方法的不同分為鉆挖成槽防滲墻、射水成槽防滲墻、鏈斗成槽防滲墻以及鋸槽防滲墻等等類型。通常來講，防滲墻施工技術(shù)的分類可以總結(jié)為以下內(nèi)容：

3.1 高壓噴射防滲墻施工技術(shù)

高壓噴射防滲墻施工技術(shù)是水庫(kù)堤壩工程施工過程中常用的防滲墻施工技術(shù)類型之一，其能夠憑借水庫(kù)堤壩工程施工過程中高壓噴射機(jī)器的合理使用，在堤壩基礎(chǔ)覆蓋層的施工過程中憑借高壓噴射機(jī)器噴射而出的強(qiáng)大水流的壓力使覆蓋層的土粒成分更好的破碎以便和事先準(zhǔn)備好的水泥相互結(jié)合形成水庫(kù)堤壩的防滲墻結(jié)構(gòu)。當(dāng)前階段，隨著施工技術(shù)的不斷進(jìn)步以及工作人員的不斷研究，高壓噴射防滲墻施工技術(shù)在水庫(kù)堤壩防滲墻施工過程中的應(yīng)用已經(jīng)形成了一套綜合、全面、獨(dú)有、富有施工效率和施工質(zhì)量，便于施工單位進(jìn)行有效控制的高壓噴射防滲墻施工體系，使用高壓噴射防滲墻施工技術(shù)施工而成的防滲墻具有良好的防滲性能和使用壽命，同時(shí)也有利于施工單位自行控制高壓噴射防滲墻施工技術(shù)應(yīng)用過程中的成本，是當(dāng)前水庫(kù)堤壩工程施工過程中常見的防滲墻施工技術(shù)類型之一。

3.2 自凝灰漿技術(shù)

這種技術(shù)起步較晚，在很多國(guó)家都有應(yīng)用，但在我國(guó)現(xiàn)階段仍處于試驗(yàn)階段，技術(shù)仍不是太成熟。主要施工工藝是在水泥和膨潤(rùn)土中加入一些緩凝劑，這樣產(chǎn)生的自制灰漿會(huì)在施工過程中通過自凝灰漿的慢慢凝固形成一道很好的防滲墻。但要注意在施工過程中，如果要在固壁上造孔，一定要在灰漿還未凝固之前完成，避免孔沿影響防滲墻的防水性。此技術(shù)在我國(guó)仍有很大的發(fā)展空間，需要相關(guān)研究人員不斷研究，不斷更新技術(shù)，為這項(xiàng)技術(shù)的實(shí)施奠定一個(gè)良好的技術(shù)基礎(chǔ)。

3.3 水泥攪拌樁技術(shù)

水泥攪拌樁在堤壩建設(shè)中也是應(yīng)用比較廣泛的技術(shù)類型，其施工流程為：用攪拌機(jī)對(duì)水泥進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，通過攪拌，水泥會(huì)產(chǎn)生一定的化學(xué)反應(yīng)，在凝結(jié)的過程中，慢慢變得堅(jiān)硬，同時(shí)水泥和土充分融合，形成一道堅(jiān)固的防滲墻。這項(xiàng)技術(shù)常用在填充砂礫和土的地基建設(shè)，水泥形成的防滲墻有很好的防滲作用。另外與土的結(jié)合增加了堤壩的穩(wěn)定性和堅(jiān)固性，避免產(chǎn)生裂縫。這項(xiàng)技術(shù)的施工要求也不高，基本上有攪拌機(jī)就可以完成，在堤壩建設(shè)中應(yīng)用也十分普及，不僅防滲效果好，而且還能有效改善地基質(zhì)量，如圖1所示。

4 堤壩防滲施工技術(shù)分析

4.1 灌漿防滲

圖1 水泥攪拌樁施工原理示意圖

①設(shè)置灌漿孔。通過大壩真實(shí)狀況鋪設(shè)兩排和壩軸線平行的灌漿孔，主排孔和前壩肩間隔2m，孔深為8m，主排孔和副排孔間隔3m，孔深為4m。此種灌漿孔構(gòu)造可以提升大壩內(nèi)部應(yīng)力狀態(tài)效應(yīng)。②確定灌漿材料及灌漿品質(zhì)。漿液的穩(wěn)定性要高、且應(yīng)具備可灌性以及凝固快的特征，如此才可以令最終構(gòu)成的漿體抗?jié)B性較強(qiáng)。對(duì)于工程施工而言，灌漿材料通常就地取材，而通常選擇粉質(zhì)土壤。對(duì)于灌漿的質(zhì)量而言，為了獲取較強(qiáng)的防滲性能，要令主排孔構(gòu)成一個(gè)豎直連續(xù)的漿體防滲帷幕，此帷幕在厚度上要確保在15cm以上，而漿體干容重為1．61cm3，滲透系數(shù)是1×10-6cm/s。灌漿順序?yàn)椋汗呐輭好?、劈裂流?dòng)、被動(dòng)土壓力。③施工。施工應(yīng)依照先兩邊、后中間的原則進(jìn)行，先將外圍的兩排孔進(jìn)行灌漿，完工3d以后，漿體里的水分逐步滲透，而壩體的應(yīng)力狀態(tài)獲得相應(yīng)調(diào)整，此時(shí)再開始執(zhí)行中間一排主孔的成孔以及灌漿。在施工時(shí)，通常使用間隔成孔以及灌漿的方式，如果一次性成孔，將易形成壩體穿孔問題。在單孔灌漿施工中，要先對(duì)孔下端2～3m處采取純壓式灌漿，符合標(biāo)準(zhǔn)之后進(jìn)行拔管，再對(duì)上部采取純壓式灌漿，如圖2所示。

圖2 純壓式灌漿示意圖

4.2 混凝土防滲

①混凝土攪拌樁防滲墻。通過深層攪拌樁機(jī)攪拌水泥漿及土體，通過水泥水化、離子交換等反應(yīng)以后，凝結(jié)為水泥土攪拌樁防滲墻。這樣的防滲墻造價(jià)較低、施工便捷、施工設(shè)備較輕，墻體厚度通常為25～30cm。②自凝灰漿防滲墻。在水泥以及膨潤(rùn)土里添加適當(dāng)?shù)木從齽┬纬勺阅覞{，灰漿凝固以前可當(dāng)做造孔里的固壁泥漿，在凝固以后就可以變成墻體具有防滲效果。此技術(shù)在我國(guó)尚不夠成熟，使用較少，美國(guó)、法國(guó)等國(guó)家較常使用在水利工程當(dāng)中。③高壓噴射防滲墻。運(yùn)用高壓射流沖擊對(duì)壩基的覆蓋層造成影響，之后將水泥漿灌入，令水泥漿和覆蓋層良好結(jié)合，構(gòu)成一道防滲墻。④垂直鋪塑。通過鏈斗式挖槽機(jī)將渣挖出，構(gòu)成排列整齊的連續(xù)槽孔，滯后通過水泥漿進(jìn)行固壁，形成后鋪設(shè)一層防滲膜，進(jìn)行粘土回填，如此就構(gòu)成了垂直鋪塑防滲墻。

4.3 水平防滲

水平防滲是在壩體的臨水側(cè)鋪設(shè)一層不透水的粘土、土工膜或混凝土。如此能夠加大壩基滲透水流的流線長(zhǎng)度，將滲水的破壞力降低，將滲水的坡降減少，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)提升滲流出口抵抗力的意義。通常將臨水側(cè)以及背水側(cè)的水平防滲分別稱作鋪蓋以及蓋重壓滲。

5 水庫(kù)堤壩防滲防治方法

5.1 垂直防滲處理地基

當(dāng)前，我國(guó)已經(jīng)研發(fā)出射水法、鋸槽法以及兩鉆一抓的薄墻施工技術(shù)，垂直防滲幕墻可以通過這些技術(shù)進(jìn)行施工。垂直防滲尤為符合地基透水層較薄以及隔水層較淺的狀況，此種情形下能夠做成封閉式防滲幕墻，來實(shí)現(xiàn)堤基滲流量以及揚(yáng)壓力獲得良好控制，從本質(zhì)上消除堤基滲透的破壞。可是實(shí)踐中使用封閉式垂直防滲墻的施工難度較大，造價(jià)較高，因此要在徹底考察和嚴(yán)格論證的基礎(chǔ)上進(jìn)行運(yùn)用。

5.2 消除滑坡體

堤壩滑坡主要是因?yàn)樗饕约皟?nèi)部滲水或上部壓載等原因所形成的。在水庫(kù)堤壩產(chǎn)生滑動(dòng)時(shí)一定要及時(shí)通過前截后導(dǎo)的方式，依照削坡減載以及固腳嚴(yán)重的方式，強(qiáng)化堤壩防滲及排水工作。主滑體為圓弧圓心上端的土體，實(shí)踐中通常使用挖除滑動(dòng)體里的主滑體執(zhí)行二次填筑。通過穩(wěn)定計(jì)算添加阻滑體重量，也可以顯著提升堤坡的穩(wěn)定作用。

5.3 劈裂灌漿

通過壩體應(yīng)力分布規(guī)則，使用一定灌漿壓力把壩體朝著壩軸線方向劈裂，并且灌注適當(dāng)?shù)哪酀{，構(gòu)成防滲泥墻，通過堵塞漏洞裂縫或斬?cái)嘬浫鯇樱瑏硖嵘龎误w防滲功能。進(jìn)行堤壩施工時(shí)，使用劈裂式帷幕灌漿方式能夠有效加固堤身以及預(yù)防堤身滲漏并獲得良好的效果，從根本上處理壩體滲漏問題。

5.4 治理崩岸

崩壩是因?yàn)橥潦瘶?gòu)成的河岸以及湖岸由于水流的沖刷，由于重力的作用下，令土石出現(xiàn)崩落、崩塌以及滑坡的現(xiàn)象。當(dāng)前普通的崩岸分成條形倒崩、弧形坐崩以及階梯狀崩塌，可以通過拋石防護(hù)的方式有效治理崩岸的發(fā)生。

6 結(jié)束語(yǔ)

水利工程建設(shè)關(guān)系到國(guó)家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)以及社會(huì)的進(jìn)步，當(dāng)前隨著水利工程的項(xiàng)目越來越多、科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展的大背景下，水利工程的施工技術(shù)在不斷創(chuàng)新與進(jìn)步。當(dāng)前水利工程中的堤壩防滲墻施工技術(shù)已經(jīng)發(fā)展得較為全面。但在防滲墻施工中會(huì)受到復(fù)雜環(huán)境等諸多因素的干擾，在施工過程中還需不斷的積累經(jīng)驗(yàn)，使得施工的效率有更大的提高，促進(jìn)我國(guó)的水利工程建設(shè)的發(fā)展。

[1]宋翼.液壓抓斗成槽混凝土防滲墻施工技術(shù)在水庫(kù)大壩除險(xiǎn)加固工程中的分析應(yīng)用[J].重慶建筑，2010（02）：23～26.

[2]李世興，蔣敏智.結(jié)合工程實(shí)例談水庫(kù)大壩薄壁防滲墻施工技術(shù)[J].大科技：科技天地，2011（10）：304～306.

[3]李景玉.結(jié)合工程實(shí)例談某水庫(kù)大壩防滲墻施工技術(shù)[J].科技促進(jìn)發(fā)展，2010（6）：134～135.