防滲技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用初探

陳秋凡

摘要：防滲技術(shù)，是現(xiàn)代水利工程建筑的主要技術(shù)之一，它與水利工程建設(shè)的穩(wěn)固性、承載力等方面均有密切聯(lián)系。基于此，本文以廣東省源天工程有限公司提供的資料為參考依據(jù)，著重對防滲技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行探究，以達(dá)到合理發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢，保障水利工程建設(shè)質(zhì)量的目的。

Abstract： Anti-seepage technology is one of the main technologies of modern hydraulic engineering construction. It is closely related to the stability and bearing capacity of hydraulic engineering construction. Based on this， this paper uses the data provided by Guangdong Yuantian Engineering Co.， Ltd. as a reference basis， and focuses on the application of anti-seepage technology in water conservancy projects to achieve the purpose of rationally exerting technological advantages and ensuring the quality of water conservancy projects.

關(guān)鍵詞：防滲技術(shù);水利工程;水工建筑

Key words： anti-seepage technology;hydraulic engineering;hydraulic construction

中圖分類號：TV543 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2019）15-0111-03

0 ?引言

水利工程建設(shè)防滲工作，是水利工程管理的主要環(huán)節(jié)，它可有效解決水利工程應(yīng)用中居于滲水、防護(hù)結(jié)構(gòu)開裂的問題，提升水資源人工開發(fā)應(yīng)用的質(zhì)量。研究發(fā)現(xiàn)，合理把握現(xiàn)代水利工程建設(shè)中防滲技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)，不僅可以提升水利工程建設(shè)效率，也可以降低水利工程建設(shè)成本，減少后續(xù)工程運(yùn)維投入。由此，關(guān)于防滲技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用探究，將為水利工程建設(shè)工作全面開展提供方法引導(dǎo)。

1 ?水利工程建設(shè)中出現(xiàn)滲漏問題的原因

水利工程建設(shè)過程中，由于工程開發(fā)的外部條件和內(nèi)部條件完善程度差異，造成工程建設(shè)后極有可能會(huì)出現(xiàn)滲漏問題，對水利工程后續(xù)開發(fā)、應(yīng)用產(chǎn)生影響。筆者結(jié)合當(dāng)代水利工程建設(shè)的實(shí)際情況，將出現(xiàn)滲漏問題的原因歸納為：

1.1 內(nèi)部原因 ?水利工程建設(shè)期間滲漏技術(shù)的應(yīng)用，多會(huì)按照水利工程建設(shè)的整體建設(shè)情況，將工程施工區(qū)域分為多個(gè)部分，而各個(gè)部分切割施工竣工后再重新組合起來，但施工時(shí)往往對水利工程建設(shè)的連接部分防護(hù)不到位，導(dǎo)致區(qū)域切割部分出現(xiàn)連接縫過大，連接區(qū)域破損等，這樣的水利防水結(jié)構(gòu)，自然也就造成了建設(shè)后滲水的問題（詳見表1）。同時(shí)，防滲技術(shù)施工期間，施工人員只注重底部滲水防護(hù)，而忽視了水利建設(shè)周圍墻體滲水問題分析。水利工程建設(shè)后，工程周圍墻體建設(shè)區(qū)域內(nèi)，也極有可能會(huì)出現(xiàn)表層滲水的問題。

1.2 外部原因 ?結(jié)合相關(guān)部門提供的水利工程建設(shè)滲漏分析資料，分別敘述因素產(chǎn)生的具體問題（詳見表2）：水利工程建設(shè)過程中應(yīng)用的建設(shè)材料不合格，工程建設(shè)后，壩體邊緣、壩體防護(hù)區(qū)域，就會(huì)出現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)脫落、局部墻體坍塌的問題，防滲技術(shù)在水利工程中應(yīng)用的效果就會(huì)明顯下降。

同時(shí)，水利工程建設(shè)期間，由于施工人員對施工各個(gè)環(huán)節(jié)不夠了解，防滲技術(shù)施工要點(diǎn)把握不到位，在區(qū)域施工時(shí)也會(huì)遺留下技術(shù)殘缺，導(dǎo)致工程施工后滲水。

此外，由于水利大壩、橋梁等部分，長期處于潮濕，水體強(qiáng)度沖擊的狀態(tài)，混凝土建設(shè)部分極易出現(xiàn)局域老化的情況，也會(huì)造成以混凝土為主的防護(hù)墻體區(qū)域老化。

2 ?常用的防滲墻施工工藝

2.1 深層多頭攪拌 ?將墻體與水泥漿液融合起來，會(huì)明顯增加墻體的穩(wěn)定性。當(dāng)漿液進(jìn)入到深層土層，二者就會(huì)相互融合，形成十分穩(wěn)定的水泥漿屏障。此時(shí)土層中砂土、淤泥和礫石的穩(wěn)定性也會(huì)明顯提高。有助于防滲墻防滲性能提高。這種施工工藝的特點(diǎn)是成本較低，實(shí)施起來簡單便捷。在礫石層和砂土層中比較適用。防滲墻的成樁步驟如下：①鉆頭攪拌樁基，多個(gè)鉆桿就會(huì)深入土層。②鉆桿內(nèi)的孔把水泥漿注入土層。③攪拌之后，土層與水泥漿充分混合。最終形成牢固的水泥土樁。將多個(gè)水泥土樁連接之后就形成了穩(wěn)定的防水防漏結(jié)構(gòu)。整個(gè)過程要注意將土層充分?jǐn)嚢杈鶆?，這樣才能保證水泥樁高度穩(wěn)定，進(jìn)而有效提升水泥樁的防滲效果。

2.2 倒掛式工藝 ?在水利工程中設(shè)置防滲墻是一種十分有效的防滲措施，倒掛式工藝已經(jīng)趨向成熟穩(wěn)定，在多頭深層攪拌工藝的基礎(chǔ)上將鉆孔改良成井槽。人工挖掘防滲墻槽，之后灌注水泥漿。如此一來，能夠有效提高水泥井柱的一體性，還能提升防滲墻的穩(wěn)定性。混凝土墻形成槽機(jī)械的形式是井柱連接結(jié)構(gòu)。保證防水墻泥漿護(hù)壁結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，也保證槽機(jī)械的防水性能。對于水利工程而言，防滲墻的穩(wěn)定性和使用效果都會(huì)明顯增強(qiáng)。

3 ?防滲技術(shù)在水利工程建設(shè)中應(yīng)用要點(diǎn)探究

3.1 明確技術(shù)應(yīng)用一般流程 ?防滲技術(shù)，是指借助專業(yè)的技術(shù)手段，在水利工程建設(shè)過程中，針對大壩底部、橋梁基墩等部分，開展專業(yè)的防護(hù)措施。一般來說，防滲技術(shù)的應(yīng)用需經(jīng)過：灌漿、防滲墻建設(shè)、以及邊緣檢驗(yàn)三方面。

灌漿環(huán)節(jié)，是防滲技術(shù)實(shí)施的基礎(chǔ)，該環(huán)節(jié)主要通過鉆孔、沖洗、注水試驗(yàn)三個(gè)步驟，對水利工程建設(shè)的根基部分進(jìn)行建設(shè)。防滲墻建設(shè)，是通過鉆進(jìn)、固壁兩個(gè)步驟的工作，對防滲基層進(jìn)行防滲加固。即，防滲加固處理中的每一次墻體加固建設(shè)，都是對地下連體墻建設(shè)條件的外部固定;且防滲墻建設(shè)中應(yīng)用的鋼繩，具有堅(jiān)固和頑固力強(qiáng)的優(yōu)勢，可直接對水利工程的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固。注水試驗(yàn)，是指進(jìn)行水利工程施工建設(shè)時(shí)，要結(jié)合水利工程建設(shè)的以上兩個(gè)步驟，科學(xué)把握水利建設(shè)各個(gè)環(huán)節(jié)承受力、穩(wěn)固性的測驗(yàn)，三個(gè)步驟全部完成后，方可實(shí)現(xiàn)了防滲技術(shù)的完全應(yīng)用。

3.2 振動(dòng)沉模法

①理論歸納。振動(dòng)沉模法，是指以振動(dòng)沖擊樁固定聯(lián)合模板加固的方法，對水利工程建設(shè)中的墻體進(jìn)行加固。該種方法主要是以振動(dòng)體系的振動(dòng)沖擊力在振動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的豎向振動(dòng)強(qiáng)度，將空腹鋼板模型沉入到地層建設(shè)當(dāng)中，使墻體在鋼板加固的狀態(tài)下，可在振膜與帷幕之間建立良好的防滲阻隔屏障。該技術(shù)的技術(shù)要點(diǎn)可歸納為：1）振動(dòng)墻體建設(shè)。施工人員按照水利工程建設(shè)的一般要求，建立水利工程建設(shè)模型，并用振動(dòng)沖擊樁對其進(jìn)行固定。2）振動(dòng)沉模板按照垂直與墻面擺放，且保持墻面平整、無縫。3）建立墻體抗?jié)B坡，并按照100平方米為以個(gè)模塊的標(biāo)準(zhǔn)，在墻體邊緣修筑防滲坡。4）按照墻體振動(dòng)強(qiáng)度的大小，適當(dāng)調(diào)整防滲板周圍鵝卵石的數(shù)量，但鵝卵石放置高度應(yīng)>15m。

②案例分析。如，某區(qū)域建立水庫面積400立方米，施工人員為防止水庫四周墻體滲水，采取振動(dòng)沉模法進(jìn)行防滲處理。首先，工程建設(shè)人員，先按照水庫四周建設(shè)需求，建立水庫振動(dòng)墻體，按照20m一個(gè)鉆孔的標(biāo)準(zhǔn)，在區(qū)域內(nèi)建設(shè)水庫防滲墻。待防滲墻初步建設(shè)完成后，依照振動(dòng)沉模板形態(tài)將水庫周圍區(qū)域抹平，并按照20-25次/s的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行振動(dòng)固定。最后，在振動(dòng)固定好的防滲墻底層斜坡周圍，放置高5m的鵝卵石進(jìn)行穩(wěn)固。由于該水庫建設(shè)區(qū)域較小，水庫實(shí)施振動(dòng)沉模防滲法后，可將水庫底部四周連接為一個(gè)完整的體系，進(jìn)而也就很好的實(shí)現(xiàn)了水庫建設(shè)防滲加固的效果了。

3.3 噴射灌漿調(diào)節(jié)法

①要點(diǎn)歸納。噴射灌漿調(diào)節(jié)法，也稱為往復(fù)式高壓灌漿法，是指水利工程建設(shè)期間，除了按照常規(guī)灌漿法進(jìn)行基層處理之外，還應(yīng)在后續(xù)防滲模板建設(shè)時(shí)，利用專業(yè)的高壓噴射設(shè)備，進(jìn)行防滲層的高壓噴射。一般來說，噴射灌漿發(fā)調(diào)節(jié)法，需在防滲墻建設(shè)后，集中進(jìn)行水泥漿、水體、以及氣體的噴射，以避免防滲墻在后期水體沖擊時(shí)，出現(xiàn)開裂、滲水的問題。

②案例分析。如，某水利工程建設(shè)期間，要對450米的水利防汛坡道進(jìn)行建設(shè)，施工人員為避免防汛坡道在后期應(yīng)用中出現(xiàn)開裂、局部坍塌等問題，就采用噴射灌漿調(diào)節(jié)法進(jìn)行鞏固。首先，施工人員按照水利工程一般防汛墻建立的要求，進(jìn)行鉆孔、注漿、滲水層防護(hù)，確定防滲坡道基礎(chǔ)建設(shè)環(huán)節(jié)無問題后，沿著坡道模板標(biāo)準(zhǔn)，建立防滲固定層，待固定層達(dá)到5-8成干后，利用氣體噴射裝置，對坡道進(jìn)行高壓噴射，本次噴射的強(qiáng)度為1500-2000pa。其次，每進(jìn)行一次水泥表層灌漿鋪設(shè)，均要利用2500-3000Pa的水壓槍進(jìn)行噴射，直到工程結(jié)束。工程竣工后，對本次工程中水利建設(shè)防滲坡道進(jìn)行防滲能力檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)新的防汛方式，在傳統(tǒng)的基層防滲能力基礎(chǔ)上提升了30%的防滲水平。

3.4 復(fù)合土防滲法

①要點(diǎn)歸納。復(fù)合土防滲法，是指利用水利工程壩的土壩結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)水利工程的防滲能力。一方面，復(fù)合土應(yīng)用時(shí)，必須是黏度、密度相似的素土作基層。另一方面，復(fù)合土防滲工膜部分，需按照現(xiàn)澆混凝土、混凝土預(yù)制板、干砌塊石順序逐層放置的方法進(jìn)行固定。

②案例分析。舉例來說，F(xiàn)區(qū)域進(jìn)行水利工程建設(shè)期間，為做好水利河道閘口部分防滲水坍塌工作，施工人員采取復(fù)合土防滲法進(jìn)行河道閘口建設(shè)。首先，按照閘口設(shè)計(jì)圖，在閘口建設(shè)外邊緣預(yù)留出1-3m的防滲加固空間。待閘口基礎(chǔ)部分建設(shè)完成后，在閘口外緣預(yù)留區(qū)域內(nèi)，依次放入質(zhì)地松軟的泥土、細(xì)沙，并用碾壓機(jī)壓實(shí)。其次，在沙石上層放置一層小型鵝卵石，厚度在10-15cm之間，應(yīng)用現(xiàn)澆混凝土進(jìn)行澆筑。最后，將事先準(zhǔn)備好的混凝土預(yù)制板放置其上，用干砌塊固定，混凝土再次澆筑。該種水利工程滲水技術(shù)，可利用素土鞏固工程建設(shè)的基礎(chǔ)，外部混凝土層又可以對防滲保護(hù)層進(jìn)行固定，后期應(yīng)用中自然也就能夠起到避免水體沖擊坍塌、開裂的作用了。

3.5 托底防滲策略

①要點(diǎn)歸納。拖底灌漿防滲技術(shù)，是一項(xiàng)大規(guī)模區(qū)域空間填充防滲措施，或者也可以將該種防滲策略，看作是水利工程建設(shè)中的一種懸掛式保護(hù)屏障。該技術(shù)實(shí)施步驟可歸納為：1）基層灌漿環(huán)節(jié)進(jìn)行初步加固。即，水利工程中的防滲墻體建設(shè)時(shí)，需尤為注意基層灌漿部分底部灌漿的穩(wěn)固情況，一般基層灌漿時(shí)，采用稠漿和砂礫為灌漿的主要材料。2）基層灌漿后，外部加壓強(qiáng)度要在底部預(yù)留出2-5cm的大孔隙。該環(huán)節(jié)中預(yù)留出來的底部孔隙，是為后續(xù)帷幕建設(shè)期間上層加壓處理時(shí)發(fā)生下沉提供空間。3）將底部大孔隙徹底固定密封。

②案例分析。如，某水利工程建設(shè)中，要對水壩底部孔洞部分進(jìn)行防滲處理，施工人員考慮到該環(huán)節(jié)的防滲技術(shù)施工范圍較大，選擇托底防滲策略解決該問題。具體實(shí)踐步驟可歸納為：1）按照水壩底層孔洞設(shè)計(jì)圖，在基層孔洞建設(shè)時(shí)運(yùn)用1：2的混凝土稠漿進(jìn)行灌注，并每進(jìn)行一層稠漿灌注后放置200cm的砂礫，待初步灌漿程度達(dá)到灌漿標(biāo)準(zhǔn)（灌漿高度為基層建設(shè)高度的2/3）后，停止灌漿。2）底層灌漿部分，按照1-3個(gè)灌漿柱便預(yù)留一個(gè)孔隙標(biāo)準(zhǔn)，將水壩底孔部分預(yù)留建設(shè)。3）當(dāng)防滲墻體表面支撐部分均建設(shè)完成，運(yùn)用邊長為1.5m的見方混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行固定。

該案例中提到的水利工程中托底灌漿防滲方法，不僅可確保水利建設(shè)中關(guān)鍵部分防滲效果提升，也可以加強(qiáng)水利工程基層建設(shè)的穩(wěn)固性，實(shí)際應(yīng)用的效果較好。

3.6 防滲墻槽孔技術(shù)

①要點(diǎn)歸納。防滲墻槽孔技術(shù)，是指在水利工程防滲墻體建設(shè)過程中，可通過預(yù)留水體流動(dòng)空間的方法，減少防滲墻周圍的沖擊力度。簡單來說，防滲墻孔槽技術(shù)，就是在防滲墻體下側(cè)留置一個(gè)水流孔。當(dāng)水流區(qū)域受到巨大的沖擊時(shí)，水流可通過小孔流向?qū)?cè)，而不會(huì)增加水體對防滲墻的沖擊。②案例探究。舉例來說，G地區(qū)水利工程建設(shè)期間，施工人員為了避免區(qū)域水流漲潮、落潮造成的沖擊，在進(jìn)行防滲墻建設(shè)時(shí)，按照500m一個(gè)防滲槽孔的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行水流強(qiáng)度調(diào)節(jié)。同時(shí)，在小孔建設(shè)期間，內(nèi)部采用巖石層層搭建的方式，設(shè)計(jì)一個(gè)水流調(diào)節(jié)小孔。而小孔轉(zhuǎn)折區(qū)域采用沿岸管道引流法進(jìn)行排水。該工程建設(shè)過程中所應(yīng)用的水體引流調(diào)節(jié)方法，不僅可以減少水利工程水利防滲墻體所受的沖擊，也可以調(diào)節(jié)漲潮、落潮時(shí)的水流沖擊力度，降低水利工程建設(shè)區(qū)域坍塌的問題發(fā)生。

4 ?水利工程混凝土防滲技術(shù)施工設(shè)備

4.1 防滲墻施工設(shè)備

①鋼繩沖鉆機(jī)。在建設(shè)防滲墻時(shí)要使用的設(shè)備是鉆孔機(jī)械，在應(yīng)用鋼繩沖鉆機(jī)時(shí)要先對地層進(jìn)行破碎沖擊施工。在實(shí)際的工作中，這是必須要進(jìn)行的步驟。之后要有效清理地屑層，此時(shí)用到的工具是抽砂筒，但是這種方法其中存在一些缺陷，效率過低就是缺陷之一，不僅如此，還會(huì)消耗大量的電能。②沖擊式循環(huán)鉆機(jī)。在當(dāng)前的發(fā)展階段中，沖擊式反循環(huán)鉆機(jī)也是一種常用的防滲墻施工設(shè)備。與鋼繩沖鉆機(jī)相比，具有消耗能量低的優(yōu)勢，而且施工效率也有所提升。正是因?yàn)樵撛O(shè)備優(yōu)勢較為明顯，所以在實(shí)際的施工工作中得到了廣泛的應(yīng)用。

4.2 防滲墻造孔設(shè)備

造孔工藝主要應(yīng)用于防滲墻槽孔筑造施工中，工藝方法有兩種，其中一種是鉆劈法，在砂卵石地層中這種方法比較適用。在具體的施工中，要?jiǎng)澐植煌牟鄱危笸瑫r(shí)跟進(jìn)分槽孔和主槽孔工藝。當(dāng)槽孔達(dá)到一定深度后，要劈打副孔，并將石渣清理干凈。另外一種方法是鉆抓法，這種方法在緊密的地層造孔中比較適用，需要用到的工具是沖擊鉆。

5 ?水利工程混凝土防滲技術(shù)施工難點(diǎn)

5.1 松散地層成槽施工問題

水利工程混凝土防滲墻的施工難點(diǎn)之一是漏失、松散的地層成槽。這一問題在土體比較松散的混凝土施工中是無法避免的。在填筑質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的影響作用下，挖槽的整個(gè)過程會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問題，比如坍塌問題，再比如劈裂問題。施工的過程會(huì)受到這些問題的直接威脅，所以必須要使用有效的方法應(yīng)對這些難點(diǎn)。有效的應(yīng)對措施是盡可能減小槽口的長度，此外還應(yīng)有效加固倒墻下的土體，該步驟需要用到粉噴樁。土體的深度在四米到七米這個(gè)范圍內(nèi)，要適當(dāng)降低固壁泥漿面的厚度。應(yīng)用水泥黏土液漿也能處理一系列的坍塌問題和劈裂問題。在開挖工作中，跳挖是主要的工作形式之一，在施工工作中要合理利用這一施工形式，確保施工手段的合理性。

5.2 槽內(nèi)漏失地處理

槽內(nèi)漏失地的處理也是防滲施工技術(shù)的難點(diǎn)，在防滲墻施工工作中必須要進(jìn)行一個(gè)環(huán)節(jié)是科學(xué)處理槽內(nèi)漏失地。事實(shí)上該項(xiàng)工作一直是防滲墻施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容。挖槽工作進(jìn)行的過程中，有可能會(huì)遇到漏失層，也有可能會(huì)遇到覆蓋層，這些都是槽內(nèi)漏失地。遇到這種情況，泥漿會(huì)受到影響而大幅度流失，而且流失的速度也會(huì)非常快。產(chǎn)生的后果是十分嚴(yán)重的，比如孔壁坍塌。處理漏失層的重要手段是加快土料回填的速度。要適當(dāng)攪拌并擠壓槽內(nèi)填充物，之后才能繼續(xù)施工。如果遭遇了十分嚴(yán)重的漏失現(xiàn)象，就要利用其它的物質(zhì)進(jìn)行填充，比如水泥膨潤土漿液，保證做好預(yù)灌工作。

6 ?結(jié)論

綜上所述，防滲技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用初探，是水利工程施工技術(shù)科學(xué)調(diào)配的要點(diǎn)歸納。在此基礎(chǔ)上，本文通過明確技術(shù)應(yīng)用一般流程、振動(dòng)沉模法、噴射灌漿調(diào)節(jié)法、復(fù)合土防滲法、托底防滲策略、以及防滲墻槽孔技術(shù)，對防滲技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行歸納。因此，本篇文章的探究結(jié)果，將為國內(nèi)水利工程建設(shè)技術(shù)優(yōu)化提供參考。

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