高聚物防滲墻與簡易混凝土防滲墻的比選

李 曈

（河南水利投資集團(tuán)有限公司，河南 鄭州 450000）

1 概述

枯河，在滎陽市北部，屬于黃河流域，發(fā)源于鄭州市上街區(qū)廿十里鋪肖洼村，流經(jīng)王村鎮(zhèn)、高村鄉(xiāng)、廣武鎮(zhèn)三個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，至鄭州市花園口保合寨北注入黃河?？莺尤L40.60 km，流域面積227.69 km2，滎陽市境內(nèi)全長26.85 km，流域面積196 km2?？莺由蟽H有唐崗水庫1座中型水庫，總庫容2 798萬m3，控制流域面積163.40 km2。枯河防洪標(biāo)準(zhǔn)為20 年一遇，流量：0.20～0.30 m3/s。年徑流量為630.72～946.08萬m3。

根據(jù)中小河流治理規(guī)劃，水利局對枯河進(jìn)行綜合治理，治理范圍為滎陽市枯河滎高公路至西大村段（樁號2+300～10+262），長7.96 km，主要建設(shè)內(nèi)容為：河道疏挖治理7.96 km，堤防加固15.92 km（左、右岸），重建橋梁6 座，新建、重建排澇涵閘21 座，河道險工護(hù)砌8 處，長1.75 km。工程總投資1 602.89萬元。

2 堤防滲水原因分析

枯河，屬季節(jié)性河流，河道功能主要以行洪為主。2013-2016年，雖遇強(qiáng)降雨，河道運(yùn)行一切正常。2017 年5 月22 日，滎陽市突降暴雨，枯河連霍高速以北部分河段堤防背水坡出現(xiàn)滲水、塌陷，雨水溢入河岸農(nóng)田，加重了兩岸澇情，致使枯河存在極大的安全隱患。雨后，滎陽市水利局組織專業(yè)技術(shù)人員到現(xiàn)場進(jìn)行了勘察，分析堤防滲水原因。經(jīng)現(xiàn)場觀測，此次出現(xiàn)滲水的堤防均為左岸，共有兩部分河段，一部分是9+350～9+500，一部分是9+900～10+000 處。為了分析滲水原因，一是觀察滲出水的渾濁度，枯河滲水均為清水，首先可以排除堤防內(nèi)部出現(xiàn)空蝕的可能性；二是觀察滲水的位置，從滲水的位置以及土層觀察可以分析出滲水原因可能是因?yàn)楹拥乐卫砗笮吕虾拥探Y(jié)合部分的問題。經(jīng)過對整段河道的排查，發(fā)現(xiàn)距滲水河段下游600 m 位置，一處跨河橋梁正在修建，橋梁東側(cè)修建了臨時便道，臨時便道上游堆積了施工土方，由于河水排泄不暢造成枯河水位抬高，在高水位運(yùn)行下，加上部分河段新老河堤結(jié)合部分處理不到位，致使枯河出現(xiàn)滲水。

3 防滲措施選取

在防滲措施的選取上我們決定采用臨水截滲的方法，但也充分考慮了以下兩點(diǎn)因素：一是防滲措施要盡量減小對堤防的破壞性；二是隨著社會的發(fā)展，人們需求層次的提高，河道治理在保證其傳統(tǒng)水利功能的同時，要兼顧生態(tài)河道的建設(shè)理念，不選硬性的工程措施來防滲，盡量保護(hù)河道的自然生態(tài)面貌。

堤壩防滲加固技術(shù)主要分為水平防滲加固技術(shù)和垂直防滲加固技術(shù)。文章通過高聚物防滲墻和簡易混凝土防滲墻兩種措施比選，來闡述確定枯河堤防防滲的方法。

3.1 高聚物防滲墻

高聚物防滲墻技術(shù)是近年來發(fā)展起來的堤壩防滲加固新技術(shù)，具有快捷、超薄、微創(chuàng)、輕質(zhì)、高韌、經(jīng)濟(jì)、耐久、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，符合堤壩除險加固的迫切需求，逐步成為中、小型水庫及堤壩防滲加固的主要措施。適用于在粘質(zhì)土、粉質(zhì)土和砂類土填筑體或地基內(nèi)構(gòu)筑高聚物防滲墻。

高聚物防滲墻施工工藝：根據(jù)堤壩防滲設(shè)計(jì)要求，在需要防滲加固的堤壩段內(nèi)，利用靜力壓入設(shè)備，將特制成孔鉆具壓入堤壩中，形成連續(xù)的超薄型孔模。在孔模內(nèi)植入注漿管，通過注漿管向孔模內(nèi)注射雙組份高聚物材料。高聚物材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后體積迅速膨脹，填充滿孔模并固化，形成高聚物片狀體，相鄰孔模的高聚物片狀體緊密膠結(jié)在一起，便形成連續(xù)超薄高聚物防滲墻，從而達(dá)到提高堤壩防滲性能的目的。（上述的雙組份膨脹性高聚物注漿材料是由兩種組分材料混合后發(fā)生化學(xué)反應(yīng)、同時體積快速膨脹的一種高分子化學(xué)材料。反應(yīng)后的高聚物注漿材料凝固體不降解、無污染，具有良好的穩(wěn)定性和耐久性。）

3.1.1 對堤壩擾動較小

高聚物防滲墻技術(shù)是通過靜力壓槽形成寬約50～120 cm，厚約1～3 cm 的薄片槽孔，利用高聚物材料自有的膨脹性和流變性形成薄片狀高聚物防滲體，是一種“微創(chuàng)”修復(fù)技術(shù)。

3.1.2 施工工藝新穎

高聚物防滲墻是利用雙組份高聚物材料膨脹起到土體防滲的效果，工藝新穎，但是需要一定的機(jī)械設(shè)備，對堤頂寬度有一定的要求。

3.1.3 施工快不需養(yǎng)生

高聚物防滲墻壓槽、封槽、注漿連續(xù)作業(yè)，施工快捷。材料反應(yīng)后15 min即形成90%左右的強(qiáng)度，不需養(yǎng)生。

3.1.4 耐久性好

高聚物材料輕質(zhì)，有一定的柔韌性，與土體緊密粘合，協(xié)調(diào)變形，不宜發(fā)生彎曲斷裂現(xiàn)象；高聚物材料長期埋入土中，不會滋生昆蟲和被老鼠等嚙齒類動物食用，可以抵抗霉菌和真菌的侵蝕，不會發(fā)霉和腐爛；在地基環(huán)境下一般的含鹽、酸或者洗滌劑的水溶液中，高聚物材料有良好的穩(wěn)定性。

3.1.5 環(huán)保無污染

高聚物注漿材料凝固體在長期被水浸泡的情況下不會降解或者腐爛，也不會對水質(zhì)造成污染。高聚物防滲墻技術(shù)采用的是非水反應(yīng)類高聚物注漿材料，對地下水和土壤無污染。施工過程不需要水的參與，施工現(xiàn)場整潔，有利于環(huán)境保護(hù)和節(jié)省資源。

3.1.6 對堤頂寬度有一定要求

由于高聚物防滲墻施工過程中需要成孔設(shè)備和注漿設(shè)備，因此，對堤頂寬度有一定的要求，堤頂寬度≥3 m。

3.2 簡易混凝土防滲墻

隨著混凝土防滲墻施工工藝的不斷發(fā)展，將混凝土防滲墻技術(shù)應(yīng)用于土壩防滲加固，已成為水利工程防滲加固的一項(xiàng)重要措施?；炷练罎B墻根據(jù)墻體結(jié)構(gòu)類型一般可以分為:樁柱型混凝土防滲墻、槽板式混凝土防滲墻和板樁灌注混凝土防滲墻。由于枯河滲水現(xiàn)象不是很嚴(yán)重，并基于混凝土防滲墻的施工做法和原理，研究了一種類似于槽板式混凝土防滲墻，但比槽板式混凝土防滲墻工藝更為簡單的簡易混凝土防滲墻。

簡易混凝土防滲墻施工工藝：在臨水坡開挖簡易混凝土防滲墻基槽，開挖深度控制在40～60 cm，坡基一定要開挖至坡底（新老河堤結(jié)合部位以下），首先在基槽底部鋪設(shè)一層土工布，土工布鋪設(shè)時要采用順河水流向壓層鋪設(shè)，壓層鋪設(shè)寬度≥20 cm；之后，在土工布上澆筑C20 混凝土，厚度20 cm，振搗密實(shí)待混凝土達(dá)到初凝后進(jìn)行回填土。

簡易混凝土防滲墻施工特點(diǎn)分析：適用于鄉(xiāng)村級河道。簡易混凝土防滲墻適宜于土質(zhì)堤防，且有生態(tài)需求的河道，施工后不影響河道護(hù)坡生態(tài)效益的發(fā)揮。施工工藝簡單。簡易混凝土防滲墻對技術(shù)沒有特別的要求，不涉及新材料，易操作。

3.2.1 雙重防滲

土工布及混凝土的澆筑，可以起到雙重防滲的效果。

3.2.2 對堤防影響小簡易混凝土防滲墻較傳統(tǒng)的混凝土防滲墻來說，不用豎向成槽，施工更好控制，對堤防基本無影響。

3.2.3 施工速度快、成本低，經(jīng)濟(jì)實(shí)用

簡易混凝土防滲墻是一種較常見的施工方法，施工速度快、成本低。

3.2.4 對堤防無特殊要求

簡易混凝土防滲墻適宜于季節(jié)性河流，水位不能太高或者做導(dǎo)流施工。

高聚物防滲墻屬于垂直防滲，簡易混凝土防滲墻屬水平防滲。水平防滲使用較少，垂直防滲技術(shù)是根據(jù)我國堤壩防滲加固的需要，特別是1998年長江、松花江和嫩江發(fā)生的特大洪水發(fā)生后迫切的防滲加固需求，快速發(fā)展起來的防滲加固技術(shù)，目前已在堤壩防滲加固方面廣泛應(yīng)用。

4 結(jié)語

經(jīng)過對以上兩種防滲方法的比選，并結(jié)合枯河滲水的情況，選取了經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的簡易混凝土防滲墻方案。簡易混凝土防滲墻土方回填后，堤防護(hù)坡上可以繼續(xù)播撒草籽或鋪設(shè)草皮，不影響河道生態(tài)功能的發(fā)揮。施工完成后，經(jīng)核算，簡易混凝土防滲墻比高聚物防滲墻施工造價每平方米節(jié)約了200 元左右。所以，一定要全面分析河道出現(xiàn)滲水的原因，根據(jù)河道滲水的程度和河道的實(shí)際情況，并結(jié)合項(xiàng)目資金，合理選用防滲措施。