小型水利工程堤防防滲施工技術研究

化希勇

（中國水利水電第十二工程局有限公司 浙江杭州 310004）

我國在發(fā)展過程中水利工程建設范圍十分廣泛，不僅有三峽這樣的超級工程，還包括了許多小型水利設施，對我國農業(yè)發(fā)展起到極大作用。因其對民眾生活影響較大，所以國民對水利工程的重視程度也很高。然而，在水利工程建設中，堤防防滲技術一直是較難解決的問題，是工程施工過程中的技術難點［1］，如不妥善治理，將給水利建設帶來一系列安全隱患，影響整個工程的正常運行。本文以酉水落水洞水電站工程為例，對大型水利工程堤防防滲施工技術進行細致研究，旨在提升該工程項目的安全性和實用性。

1 工程概況

酉水落水洞水電站位于沅水一級支流酉水北源干流的中游，壩址位于湖南省龍山縣白羊鄉(xiāng)和湖北省來鳳縣綠水鄉(xiāng)交界的龍咀河峽谷出口，距上游龍山縣城12km、來鳳縣城21km，距下游已建的灣塘電站15km。

項目工程等別Ⅲ等，主要建筑物3級，大壩設計洪水標準50年一遇，校核洪水標準500年一遇。正常蓄水位443.0m（汛期防洪限制水位441.0m），死水位440.0m，校核洪水位445.54m，總庫容3019 萬m3，總裝機35MW。

樞紐建筑物主要包括廠區(qū)及進廠公路、左右岸擋水壩、主副廠房及安裝場、溢流壩。兩岸均采用重力壩與岸坡連接，左岸接頭壩連接主廠房進水口左邊墩與左岸山坡，分5個壩段，長86.0m；右岸接頭壩連接溢流壩右邊墩與右岸山坡，分6個壩段，長125.04m。

2 工程防水施工要求

2.1 施工范圍

小型水利工程在施工過程中防滲范圍有明確規(guī)定，水利工程頂部防滲施工是整個施工過程中較為重要的環(huán)節(jié)，相關施工單位要對各個環(huán)節(jié)做好防滲水施工、驗收及管理工作［2］。與此同時，在施工過程中，會運用到大量的建材及相關設備，為避免其因存放及環(huán)境因素遭受水的侵蝕，要注意做好前期防水工作，保證工程順利開展。

2.2 施工要求

雖然改革開放以來，我國科技取得了飛速發(fā)展，但是防滲技術設備和經驗方面與發(fā)達國家相比還存在一定的差距。

當前階段，我國水利工程面臨的主要問題為防滲技術單一，這主要是因為我國科技水平和西方發(fā)達國家還存在一定差距。而防滲工程具有較高的復雜性和嚴謹性，相關影響因素較多。單一的防滲技術很難達到工程預期的防滲目標，同時我國早期水利堤壩受制于技術和經驗因素，對工程安全造成影響。因此，在防滲施工過程中，需滿足以下施工要求。

首先，相關工作人員在工程開始之初，需對施工現(xiàn)場環(huán)境及堤防滲水情況進行實地勘察，之后根據(jù)實際環(huán)境有針對性地選擇施工技術，完善施工方案，并在施工過程中嚴格依據(jù)相關方案開展施工，保證工程堤防結構質量［3］。

其次，很多工程因材料及設備影響導致堤壩防滲質量問題，相關技術人員和監(jiān)理人員在施工過程中要嚴格把控建材及設備質量，預防因材料不合格影響施工效果，并嚴格按照規(guī)定合理使用儀器，保證施工進度。

最后，水利工程堤防防滲施工會受制于很多人為和技術因素，為保證工程順利進行，可利用先進技術構建堤防結構三維立體圖，確定相關數(shù)據(jù)，施工方據(jù)此進行針對性施工。同時，為預防因施工方人為因素影響施工質量，需加強對施工人員的培訓力度，保證熟練掌握各項施工技術及整個施工流程，保證堤防防滲施工效果。

從上表中可以看出新疆忍冬在西寧城區(qū)3月底開始萌發(fā)，4月中旬開始展葉，5月到6月到達生長盛期，花期集中在5月中下旬，花期持續(xù)20-40d左右，果實在7月中下旬成熟，呈黃色或者紅色，觀賞價值較高。落葉期10月中下旬，整個生長期達215d，新疆忍冬萌芽較早，落葉比較晚，整個綠期比較長，適宜西寧地區(qū)園林配置示范及山地造林，是不可多得的優(yōu)良園林綠化及造林樹種。

本文通過以酉水落水洞水電站為例，對其堤壩防滲施工進行具體分析。

3 施工技術

3.1 灌漿工程概況

落水洞水電站的灌漿項目包括擋水壩工程、溢流壩工程、主副廠房的鉆孔和帷幕灌漿、溢流壩壩踵及壩趾部位固結灌漿。一期為左岸擋水壩帷幕灌漿，溢流壩帷幕灌漿，右岸1#擋水壩帷幕和回填灌漿，廠房帷幕灌漿和鋼襯接觸灌漿。帷幕灌漿按壩（閘）段分序施工。

3.2 固結灌漿施工技術

溢流壩壩踵及壩趾部位各布置3 排固結灌漿孔，固結灌漿上游齒槽混凝土澆筑至413.6m，且在蓋重混凝土達到50%強度后方可進行。固結灌漿孔定好方位，誤差不大于5°，灌漿孔位置與設計孔位偏差不大于10cm。對于下游齒槽部位，為避免鉆孔破壞底板結構鋼筋，固結孔位預埋PVC套管［4］。

固結灌漿分2 序，每個次序第一段次壓力按0.3MPa 控制，之后段次壓力均按0.5MPa 控制；固結灌漿孔的排距2.0m，孔距3.0m、孔深5.0m。

沖洗風壓及沖洗水壓分別采取50%及80%的灌漿壓力，需注意當壓力大于0.5MPa 時，運用0.5MPa 即可?？蛇\用風水聯(lián)合或單一脈沖法沖洗斷層夾泥及破碎帶固結孔。結束沖洗后，需進行壓水實驗從而保證灌漿效果。在測試過程中，需要注意對存在地下水的固結孔進行涌水壓力測定，為保證試驗效果，可申報至相關工程師經批準后適當增加灌漿壓力。灌漿過程中為防止意外情況出現(xiàn)，壓力表需派遣專業(yè)人員進行看守，隨時對被灌地段情況予以觀察。在灌漿過程中需要注意，必須連續(xù)完成每個灌漿孔的灌漿工作，期間因故中斷時間必須小于30min，如中斷時間過長需重新進行清洗，針對清洗無效情況需掃孔重新從開始灌漿水灰比開始灌注。當規(guī)定壓力下灌漿量不足0.8L/min或單孔灌漿注入率不足0.4L/min，繼續(xù)進行30min灌注即可結束。如遇特殊情況無法滿足上述結束標準，需及時向相關工作人員進行報告并針對實際情況進行處理。

整個灌漿過程需嚴格依據(jù)《水工建筑物水泥灌漿施工技術規(guī)范》（SL 62-2014）完成，如灌漿中發(fā)生串漿、漿液變濃、冒漿等情況，相關工作人員需及時記錄并依據(jù)規(guī)范及時處理。

3.3 帷幕灌漿施工技術

帷幕灌漿施工前需首先處理土層或者壩體的孔隙和裂縫，并完成注漿，通過連續(xù)性阻水帷幕進而降低滲流量及滲透壓［5］。

帷幕灌漿采用自動記錄儀進行數(shù)據(jù)采集和分析。帷幕灌漿混凝土蓋重為3.0m，混凝土強度達到50%以上時方可進行灌漿。針對設置抬頭觀測設備的灌區(qū)，需首先進行儀器裝置，并做好前期測試工作后即可開始正式灌漿。整個灌漿過程中需進行實時抬頭監(jiān)測并記錄監(jiān)測結果，一旦抬動變形值大于設計值時需及時停止施工，并將監(jiān)測結果報送至監(jiān)理人，根據(jù)實際情況進行處理。

先導孔采用自下而上分段灌漿法和孔口封閉法進行灌漿，分3 序，各序段次根據(jù)孔深確定，每個次序第一段次壓力按0.3MPa 控制，之后的段次壓力均按0.8MPa 控制。灌漿過程中，如發(fā)現(xiàn)建筑物結構分縫與抬動觀測孔串通時，立即停灌，按監(jiān)理人指示采取相應的處理措施。先導孔以外的孔灌漿方法采取自上而下分段循環(huán)灌漿，順序同先導孔。制漿采用ZJ-400型高速攪拌機，灌注采用3SNS型灌漿泵。帷幕灌漿段長為5～6m，且最大不大于10m，混凝土結構與基巖接觸的接觸段長為2～3m。灌漿壓力盡快達到設計壓力，注入率較大時，采用分級升壓［6］。

灌漿壓力表和記錄儀的壓力變送器安裝在灌漿孔孔口處回漿管路上，壓力表和壓力變送器與灌漿孔孔口間的管路長度不大于5m。灌漿壓力保持平穩(wěn)，測讀壓力波動的平均值，最大值也予以記錄。灌漿漿液的濃度由稀到濃逐級變換，實際水灰比采用5∶1、3∶1、2∶1、1∶1、0.8∶1、0.5∶1等6個比例。

帷幕灌漿在設計壓力下，注入率不大于1L/min，繼續(xù)灌注30min，結束灌漿。

所有鉆孔灌漿結束并經監(jiān)理工程師驗收合格后按照設計要求進行封孔，帷幕灌漿封孔采用“全孔灌漿法”。全孔灌漿結束需灌漿塞阻塞孔口，運用水灰比為0.5∶1新鮮水泥漿置換孔內余漿完成循環(huán)式灌漿封孔。封孔灌漿壓力需大于灌漿結束壓力，注入率小于1L/min連續(xù)灌注60min，封孔結束。帷幕灌漿全過程采用三參數(shù)自動記錄儀采集數(shù)據(jù)。

帷幕灌漿技術主要應用于巖石和砂礫石地基施工。該技術通過連接帷幕頂部和混凝土壩體，將底部深入不透水的巖層深度，進而對地基中地下水滲透情況予以有效解決。在施工過程中，可將該項技術和下游排水系統(tǒng)聯(lián)合應用，對降低閘壩的揚壓力和滲透問題具有良好效果［7］。

3.4 導流底孔回填灌漿

由于導流底孔頂部難以澆筑密實，在頂部砼干縮后脫空區(qū)域進行回填灌漿：在導流底孔回填施工時預埋灌漿管，灌漿盒共設置12 個，排距3m，每排設置2個，間距1.8m、1.2m間隔布置，灌漿順序由上游側向下游側，回填灌漿宜在導流底孔最后一層砼澆筑結束7d后進行，所用水泥的強度等級為P·O42.5，水灰比采用1∶1、0.5∶1 兩個比級，灌漿壓力采用0.3～0.5MPa，灌漿管停止吸漿，延續(xù)灌注10min即可結束灌漿。

施工過程中，在導流底孔混凝土施工中的按照設計要求預埋了回填灌漿管的方法，預埋管伸出封堵面10cm，并采取適當保護措施。

壩頂鉆孔灌漿：混凝土施工完成后，回填灌漿施工中因閘門未封閉密實，灌漿壓力將閘門向上游面頂出引發(fā)嚴重漏水，灌漿吸漿量大，難以停止。經討論后決定從壩頂鉆孔，布置3個孔，采用水灰比0.5∶1，灌漿壓力0～0.5MPa，采用待凝、限量措施進行灌漿“堵漏”，在最大灌漿壓力下，停止吸漿，繼續(xù)灌注10min 內，灌漿結束，共計注入水泥27.132t，灌漿完成后未見漏水。預埋管回填灌漿：壩頂鉆孔灌漿完成后，按照原設計要求，在預埋管進行回填灌漿，由于壩頂鉆孔灌漿吸漿量大，未發(fā)現(xiàn)漏水情況［8］。

考慮到前期漏水嚴重的情況，后期布置檢查孔1個，在新老混凝土接合處進行了簡易壓水試驗，透水率為0.24Lu，說明漏水情況經灌漿處理后效果較好。

在該工程建設過程中主要采取以上幾項防滲施工技術為主，檢驗通過后對如何根據(jù)工程實際情況合理運用堤壩防滲技術，進而符合防滲質量標準，使工程防滲達到預想效果，保證工程后期的穩(wěn)步進行［9］。在項目部技術人員、監(jiān)理及業(yè)主等多方工作人員詳盡分析、實驗后，明確上述防滲技術對于該工程地質情況具有顯著效果，整個施工進程符合相關技術標準，防滲處理較為理想。

4 效果分析

隱蔽性是當前水利工程堤防防滲施工的主要特點及難點。在實際施工中，要根據(jù)現(xiàn)場勘察結果合理控制混凝土坍落度、水灰比及混凝土澆筑工作，并根據(jù)施工圖紙及相關參數(shù)針對性選用，嚴格依據(jù)相關質量標準完成施工，達到理想堤防防滲效果。與此同時，施工前質檢人員對水泥、人工砂、人工粗骨料等原材料進行隨機取樣，依據(jù)相關規(guī)范完成檢驗。同時，為保證中間產品質量成果，質檢人員取樣檢測普通混凝土抗壓強度、噴射混凝土抗壓強度等，結果均符合設計要求。堤防防滲施工結束后，通過鉆孔取芯法以分段方式完成取樣，并進行凈水頭試壓試驗，防滲效果符合設計要求。同時，針對施工過程中個別塊段混凝土表面麻面、露筋，局部缺棱掉角等混凝土問題，根據(jù)監(jiān)理批復的混凝土缺陷修補驗收表進行處理，處理效果良好。堤防防滲工作結束后，為對防滲墻厚度及滲水系數(shù)進行檢驗，工作人員根據(jù)工程實際情況進行蓄水壓力實驗及堤防滲漏實驗，結果均滿足施工要求［10］。

在整個工程后期高水位測試結束后，整個工程并未發(fā)生滲漏及質量問題，證實上述防滲施工技術達到施工整體質量要求。

5 結語

水利建設項目是推進我國經濟可持續(xù)發(fā)展的一個重要環(huán)節(jié)，因此，要與時俱進，全面地分析其在建設中存在的問題，并采取適當?shù)拇胧蕴岣吖こ痰恼w穩(wěn)定性和安全性。本文結合實際情況，給出了一些有針對性的意見，以期為有關部門提供一些重要的參考，并為今后的水利建設工作奠定一個良好的基礎。