水利工程施工中防滲技術(shù)的應(yīng)用探究

鄭學(xué)文

廣東水電二局股份有限公司 廣東 廣州 510000

水利工程是一項(xiàng)民生工程，它給人們的生產(chǎn)生活帶來(lái)了很大的方便和幫助，它不僅具有蓄水灌溉的功能，還可以在一定程度上實(shí)現(xiàn)防洪澇災(zāi)害；這對(duì)保護(hù)生態(tài)環(huán)境起到了非常積極的作用。在現(xiàn)階段，水利工程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)土壩滲透現(xiàn)象，這已逐漸成為制約水利工程發(fā)展的一個(gè)重要因素。在此基礎(chǔ)上，提出了在水利水電工程中，如何有效地解決土石壩的滲流問(wèn)題，并改進(jìn)其施工工藝。

1 水利工程施工中常見滲漏問(wèn)題

1.1 壩體滲漏

土壩表面的水滲漏是最常見的現(xiàn)象。這種滲漏一般是因?yàn)橥翂嗡畨毫Υ?，土壤松散?dǎo)致滲水。主要解決方法是加強(qiáng)土壩表面的密實(shí)度，修補(bǔ)滲漏的地方。水利施工對(duì)技術(shù)應(yīng)用的要求比較高，在大壩施工中，為了提高防滲效果，就必須對(duì)施工技術(shù)和材料進(jìn)行合理的應(yīng)用。造成壩體滲漏的最主要原因就是土質(zhì)不好，例如采用粘土就會(huì)降低透水性，另外一個(gè)原因就是在回填施工的過(guò)程中出現(xiàn)少壓、漏壓，并且沒(méi)有采取與之相適應(yīng)的分層碾壓方法，這就會(huì)在一定程度上提高浸潤(rùn)線，使得下游堤面長(zhǎng)期浸泡在水里。這將直接影響到大壩的穩(wěn)定。另外，水壩的上下游都有白蟻?zhàn)躺?，形成了蟻穴，也?huì)引起水壩的滲漏。這一點(diǎn)應(yīng)引起有關(guān)建設(shè)單位的注意。

1.2 壩基滲漏

造成壩基滲漏的原因主要包括以下幾點(diǎn)：首先，在施工前提沒(méi)有及時(shí)清理好壩基周圍，殘留了較多的雜草和樹根，長(zhǎng)時(shí)間法風(fēng)化腐爛后影響了壩基的穩(wěn)定性，增加滲漏概率。其次，在水利工程施工中沒(méi)有設(shè)計(jì)相應(yīng)的截水槽，這就會(huì)導(dǎo)致壩基受強(qiáng)大的水流沖擊而出現(xiàn)裂縫，最終造成壩基滲水的問(wèn)題[1]。

1.3 繞壩滲漏

通常情況下，施工單位都會(huì)將天然河道作為水利工程土壩施工的地點(diǎn)，但這種環(huán)境并非就可以滿足水利工程施工要求。由于地質(zhì)環(huán)境較差，相關(guān)人員也沒(méi)有進(jìn)行深入的勘察和了解，也沒(méi)有注重水文條件的影響，對(duì)一些破碎巖石和風(fēng)化巖石的防滲處理不到位，導(dǎo)致出現(xiàn)繞壩滲漏的問(wèn)題，降低了工程的整體質(zhì)量。

1.4 壩頂、內(nèi)部、壩底、局部滲漏

壩頂滲漏是因?yàn)閴雾斀Y(jié)構(gòu)不牢固，導(dǎo)致水從壩頂滲漏。解決方法是加強(qiáng)壩頂結(jié)構(gòu)，并采取加固措施。壩體內(nèi)部滲漏，壩體內(nèi)部滲漏一般是因?yàn)橥翆又写嬖诹严?、土壤不密?shí)等原因?qū)е碌?。解決方法是加強(qiáng)土壤密實(shí)度，填充裂隙等措施。

壩底滲漏，壩底滲漏一般是因?yàn)閴蔚撞黄秸?、土壤松散等原因?qū)е碌?。解決方法是加強(qiáng)壩底結(jié)構(gòu)，填實(shí)土壤等措施。壩體局部滲漏，壩體局部滲漏多發(fā)生在壩體連接處或者邊緣處。解決方法是加強(qiáng)壩體連接處的結(jié)構(gòu)，填實(shí)土壤等措施。

2 水利工程中出現(xiàn)滲漏問(wèn)題的原因

2.1 防滲漏材料不足

首先，在選擇防滲漏材料時(shí)，并未從性能價(jià)格比上取得最佳效果，許多材料自身顯示出陳舊的特點(diǎn)；因此，在建設(shè)過(guò)程中，產(chǎn)生了許多的惡性循環(huán)，存在著諸多的安全隱患。其次，在使用防滲漏材料時(shí)，不能完全遵守“綜合性”的原則，往往只使用一種材料就能完成多項(xiàng)工作。從表面上來(lái)看，一種材料在專業(yè)上可能更有優(yōu)勢(shì)，但在實(shí)際工作中，一種材料的性質(zhì)與最后的結(jié)果卻很不明顯。造成的安全問(wèn)題也較為嚴(yán)重[2]。

2.2 技術(shù)不規(guī)范

首先，在水利建設(shè)項(xiàng)目中，在采用該技術(shù)時(shí)，沒(méi)有對(duì)各種制約因素進(jìn)行足夠的重視，造成了大量的實(shí)際工作；均以“經(jīng)驗(yàn)化”為準(zhǔn)則進(jìn)行設(shè)計(jì)，總體工作缺乏充分的技術(shù)基礎(chǔ)，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)并未達(dá)到理想水平。雖說(shuō)現(xiàn)在已經(jīng)有許多技術(shù)被逐步運(yùn)用，不過(guò)結(jié)果卻并不令人滿意。其次，從水利水電工程自身來(lái)說(shuō)，運(yùn)用防滲技術(shù)，要事先做好兩套規(guī)劃；一套是主要方案，一套是應(yīng)急預(yù)案，一套是應(yīng)急預(yù)案，以備不時(shí)之需。有些水利建設(shè)項(xiàng)目在實(shí)施過(guò)程中，沒(méi)有引起足夠的重視，有的項(xiàng)目在建設(shè)過(guò)程中存在著一些問(wèn)題，有的項(xiàng)目的建設(shè)進(jìn)度很快，有的項(xiàng)目發(fā)生重大事故后，又沒(méi)有得到應(yīng)有的重視；由于備案的作用非常有限，導(dǎo)致對(duì)于最后泄漏的處置，出現(xiàn)了嚴(yán)重的遺漏現(xiàn)象。

2.3 水壓力過(guò)大

水壓力過(guò)大是導(dǎo)致土壩滲漏的一個(gè)重要原因。水壓力過(guò)大可能由以下因素引起：大量降雨可能導(dǎo)致土地飽和，引發(fā)沉降和變形，從而增加水壓力。洪水來(lái)襲時(shí)，水位上漲導(dǎo)致水壓力急劇增加，可能引發(fā)土壩潰壩甚至造成重大災(zāi)害。周圍環(huán)境變化如地震等可能改變土壩的水平或者垂直方向，導(dǎo)致水壓力改變并引發(fā)滲漏。針對(duì)水壓力過(guò)大的問(wèn)題，需要加強(qiáng)土壩的抗壓能力和防護(hù)能力，在壩體表面增加防滲層、加強(qiáng)連接處的密封等措施，以減輕滲漏的風(fēng)險(xiǎn)。另外，建議出現(xiàn)過(guò)大水壓力的情況下應(yīng)及時(shí)啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，采取安全措施，確保人員生命安全并保護(hù)水利工程的穩(wěn)定性[3]。

2.4 壩體土層不牢固

壩體土層不牢固是導(dǎo)致土壩滲漏的一個(gè)常見問(wèn)題。導(dǎo)致壩體土層不牢固的原因可能包括：土層本身的質(zhì)量較差，土質(zhì)太松散、顆粒過(guò)于碎裂，對(duì)壩體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。土壩建造過(guò)程中壓實(shí)不足，建造土壩時(shí)，如果壓實(shí)不足，可能導(dǎo)致土壤松散，增加壩體滲漏的概率。過(guò)度依賴人工填筑材料，人工填筑材料可處理一些土體，但如果加載不當(dāng)，可能會(huì)增加土體水分，大量水分會(huì)導(dǎo)致壩體松散。所以要加強(qiáng)對(duì)土壤的篩選，以保證土層的質(zhì)量；嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖┕ち鞒?，壓?shí)土層，確保密實(shí)度；加強(qiáng)壩體的抗?jié)B性和抗剪強(qiáng)度，提高壩體的穩(wěn)定性。

3 水利工程土壩防滲施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 灌漿技術(shù)

水利工程防滲處理過(guò)程中，高壓噴射灌漿技術(shù)應(yīng)用較為廣泛，不僅具有較好的防滲效果，還能夠提高工程整體安全性。高壓噴射注漿是一種將帶著特殊噴頭的灌漿管道，用鉆機(jī)將灌漿管道直接輸送到指定的位置，然后用高壓水泵高速噴出水泥漿，對(duì)土壤進(jìn)行沖擊切割，將范圍內(nèi)的土壤破壞掉。這時(shí)，鉆桿會(huì)隨著旋轉(zhuǎn)，對(duì)土體和水泥漿進(jìn)行充分的攪拌，在膠結(jié)硬化之后，對(duì)地基進(jìn)行加固。高壓噴射灌漿技術(shù)主要分為兩種形式，即無(wú)損貼嘴灌漿法和打孔埋管灌漿法。無(wú)損鐵嘴灌法加工和打磨注漿嘴，對(duì)注漿位置清理后對(duì)準(zhǔn)裂縫位置，達(dá)到填充裂縫的目的，從而使?jié)B透問(wèn)題得到有效解決。打孔埋管注漿法需要提前進(jìn)行打孔，完成打孔后清理孔內(nèi)雜質(zhì)、埋管，之后進(jìn)行注漿。高壓噴射灌漿法具有較強(qiáng)的可操作性、靈活性，施工時(shí)間也較短。控制灌漿技術(shù)也是常見的防滲透技術(shù)，能夠改變灌漿狀態(tài)，控制灌漿過(guò)程中壓力和流量，達(dá)到控制灌漿的目的，主要根據(jù)滲透情況進(jìn)行控制。控制灌漿技術(shù)應(yīng)用的主要目的可增強(qiáng)灌漿技術(shù)應(yīng)用效果，使其能夠達(dá)到水利工程防滲要求。卵礫石是水利工程建設(shè)中的常見地質(zhì)，對(duì)于應(yīng)用防滲技術(shù)要求較高。使用灌漿技術(shù)對(duì)其進(jìn)行處理時(shí)，灌漿孔至少要設(shè)置三層以上，灌漿時(shí)選擇套閥式灌漿模式，有助于提升卵礫層的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，減少滲漏情況的出現(xiàn)。水利過(guò)程中裂縫的修復(fù)通常會(huì)選擇壩體劈裂灌漿技術(shù)，能夠有效提高壩體的防滲能力。壩體劈裂灌漿過(guò)程中應(yīng)掌握壩體應(yīng)力分布情況，設(shè)置灌漿孔時(shí)沿著壩體軸線進(jìn)行設(shè)置，將漿液灌入到壩體結(jié)構(gòu)當(dāng)中，從而使?jié)B透問(wèn)題得到有效處理。完成灌漿后所產(chǎn)生的應(yīng)力會(huì)作用壩體當(dāng)中，有助于提高壩體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性[4]。

3.2 防滲墻技術(shù)

防滲墻技術(shù)能夠起到防滲加固的效果，在地基當(dāng)中直接修建。結(jié)合防滲墻施工過(guò)程中采用的不同材料，主要可以劃分為塑性混凝土防滲墻與水泥土防滲墻這兩種。水利工程防滲開槽處理過(guò)程中，主要使用薄型抓斗防滲墻強(qiáng)化其防滲能力，防滲墻施工時(shí)需要按照以下流程進(jìn)行，導(dǎo)向槽施工→劃分槽孔段→成槽施工工藝→清孔驗(yàn)收→混凝土澆筑。施工過(guò)程中需要結(jié)合水利工程防滲需求進(jìn)行，科學(xué)確定防滲墻長(zhǎng)度，有效解決水利工程中的滲漏問(wèn)題。射水防滲墻也是水利工程中常見的防滲技術(shù)，利用造孔機(jī)械設(shè)備噴射高壓水切割水利工程土體，之后使用成型器修復(fù)水利工程結(jié)構(gòu)，解決水利工程中存在的滲漏問(wèn)題。施工過(guò)程中要將孔槽設(shè)置在水利結(jié)構(gòu)當(dāng)中，應(yīng)用泥漿保護(hù)槽壁和循環(huán)出渣工藝，水下混凝土澆筑完成后可形成防滲墻。水利工程中防滲墻深度應(yīng)控制在30厘米左右，寬度應(yīng)控制在22-45厘米，如果超出上述范圍或者是與上述范圍相比較小，會(huì)影響射水防滲墻的防滲效果。多頭深層攪拌防滲墻施工過(guò)程中，需要使用多頭攪拌機(jī)攪拌水泥漿液，漿液噴射工作主要在水利工程土層中進(jìn)行，通過(guò)搭接水泥柱形成防滲墻，能夠提高工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，強(qiáng)化水利工程防滲效果。多頭深層攪拌防滲墻屬于水利工程中較為常見防滲技術(shù)，地下連續(xù)墻能夠起到很好的防滲作用，但是施工過(guò)程中要注意按照順序安排防滲墻，這樣可以避免防滲墻出現(xiàn)連接不當(dāng)?shù)那闆r，注意控制好水泥柱接頭位置，提高防滲墻的連續(xù)性。同時(shí)，對(duì)水利工程防滲施工區(qū)域水文、地質(zhì)條件進(jìn)行調(diào)查，避免后續(xù)對(duì)防滲墻效果產(chǎn)生影響。鋸槽方式在水利工程防滲處理中應(yīng)用，需要施工人員尋找先到位，確定先到位后將鋸槽機(jī)放入到先導(dǎo)孔當(dāng)中，使用鋸槽機(jī)分割土體，之后將你將噴灑于土體表面，形成泥漿護(hù)壁，可達(dá)到較好的防滲效果。鋸槽機(jī)一般有兩種形式，一種是的液壓型傳送模式，另一種是機(jī)械型傳送模式，主要根據(jù)水利工程防滲要求進(jìn)行選擇。

3.3 不良地基處理技術(shù)

（1）處理可液化的土層。適用防滲性能較好的土層代替可液化土層，而后繼續(xù)夯實(shí)，并使用混凝土將周圍封閉，避免出現(xiàn)流動(dòng)情況；（2）處理軟土地基。軟土地基一般有著較差的透水性、較低的抗剪強(qiáng)度以及較大的空隙比例，通常針對(duì)軟土地基可以采取以下幾種處理方式：第一，換土法。就是對(duì)于土層厚度與標(biāo)準(zhǔn)不符的問(wèn)題，可以通過(guò)換土或沉井等對(duì)地基進(jìn)行穩(wěn)固處理。第二，強(qiáng)夯法。該方法多用于河流沖刷或沉積所形成的黃土、泥炭類型的地基中，采用夯錘自由落體的方式夯實(shí)。第三種是螺旋噴射的方法。這是一種將泥漿注入到土中的方法，既能提高基礎(chǔ)的強(qiáng)度，又能防止?jié)B漏。第四種是注漿的方法。這種方法就是將建筑材料與漿液混合之后獲得的固化特性，以氣壓、液壓、電化學(xué)等重要原理為依據(jù)，將混合漿液注入建筑物地基介質(zhì)之中，以達(dá)到對(duì)地基進(jìn)行有效加固的目的。

3.4 壩體防滲材料的選擇

噴涂聚氨脂，這種材料通常由聚氨酯基礎(chǔ)材料制成，噴涂在壩體表面可以形成一層防水膜。這種材料防水效果明顯，但其耐久性較差，施工復(fù)雜。防滲混凝土，防滲混凝土采用的防水劑可以有效防止混凝土中的孔隙滲水，防水效果顯著，且耐久性高。但是，防滲混凝土施工周期長(zhǎng)，成本較高。防滲土，防滲土是一種具有良好防水性能且靈活性強(qiáng)的壩體防滲材料，可以有效防止水分從土壤內(nèi)部滲透到壩體內(nèi)部。這種材料施工簡(jiǎn)單，性價(jià)比高，但觸水后的收縮性能相對(duì)較差。HDPE防滲膜，HDPE防滲膜是一種傳統(tǒng)的防滲材料，具有較好的防水效果，適用于一些較小的水利工程。但是，該防滲材料的使用壽命相對(duì)較短，而且在使用過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)老化和損壞等問(wèn)題。根據(jù)不同的工程需求和特點(diǎn)，可以選擇不同類型的壩體防滲材料。綜合考慮材料的性能特點(diǎn)、施工成本、耐久性等因素，并結(jié)合工程實(shí)際情況進(jìn)行選擇。壩體表面處理，采用乳膠涂層、高壓噴涂、滾涂等方法，對(duì)壩體表面進(jìn)行處理，以增加密封性能。加強(qiáng)連接處的密封，加強(qiáng)壩體連接處的密封性，填補(bǔ)裂縫和缺陷，防止液體滲漏和匯聚。防滲材料的施工，嚴(yán)格遵守施工工藝規(guī)范，確保防滲材料的施工質(zhì)量和效果。風(fēng)險(xiǎn)控制，通過(guò)建立完善的風(fēng)險(xiǎn)控制機(jī)制，提前發(fā)現(xiàn)并處理問(wèn)題，避免施工過(guò)程中出現(xiàn)滲漏、壩體失穩(wěn)等不可預(yù)測(cè)的風(fēng)險(xiǎn)。

4 水利施工中土壩防滲質(zhì)量控制措施

4.1 做好前期施工準(zhǔn)備工作

在水利施工中，做好前期施工準(zhǔn)備工作對(duì)于保證土壩防滲質(zhì)量具有重要作用，具體措施包括以下幾點(diǎn)：調(diào)查勘測(cè)，進(jìn)行充分的地質(zhì)勘測(cè)和水文調(diào)查，了解壩體和基巖的特性，為防滲施工提供依據(jù)。施工方案制定，結(jié)合前期勘測(cè)和調(diào)查，制定詳細(xì)的施工方案，明確施工的方法、周期、工藝等。壩體準(zhǔn)備工作，根據(jù)施工要求，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的壩體進(jìn)行清理、整平，確保施工的安全和順利進(jìn)行。材料準(zhǔn)備，選擇高質(zhì)量、適用的防滲材料，并進(jìn)行充分的準(zhǔn)備，以便按時(shí)按量完成防滲施工任務(wù)。對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行全程監(jiān)督，并對(duì)施工質(zhì)量逐步核查。對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)行石子、紅土和混泥土的嚴(yán)格把關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，包括土壤篩選比率和密度等。對(duì)防滲材料的施工質(zhì)量進(jìn)行抽檢和檢測(cè)，確保防滲效果達(dá)到要求。對(duì)施工人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)和操作規(guī)范教育，提高施工質(zhì)量和安全水平。通過(guò)這些措施，可以有效保證土壩防滲質(zhì)量，提高水利工程的安全性和可靠性。

4.2 科學(xué)結(jié)合地質(zhì)地貌

在水利工程中，要遵循“因勢(shì)利導(dǎo)”的基本施工原則，即在施工的時(shí)候，要根據(jù)實(shí)際情況，在設(shè)計(jì)施工圖紙和施工方案的時(shí)候，要與施工地區(qū)的地質(zhì)地貌相結(jié)合，尤其是對(duì)于諸如山地丘陵、塌陷、地震多發(fā)區(qū)域、河流泉水等特殊部位，在保證不影響整體施工和設(shè)計(jì)的前提下，要順勢(shì)進(jìn)行，例如在礦區(qū)施工中；要做好加固工作。在靠近道路的地方進(jìn)行施工，為了方便以后的維修工作，必須盡量采用瀝青混凝土。一旦可以更加完善、巧妙且科學(xué)的結(jié)合施工所在區(qū)域的地質(zhì)地貌，那么不僅能夠?qū)κ┕み^(guò)程十分有利，同時(shí)也能夠節(jié)省大量的人力、物力與財(cái)力。

5 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，隨著我國(guó)社會(huì)的發(fā)展，水利工程的作用越來(lái)越明顯，它可以使我國(guó)的農(nóng)業(yè)發(fā)展速度得到進(jìn)一步的提升，并大大緩解了電力供應(yīng)的壓力。從水利建設(shè)的角度來(lái)講，土壩的防滲措施是保證其質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，應(yīng)引起有關(guān)人員的高度關(guān)注，并對(duì)其進(jìn)行深入的分析，并采用行之有效的技術(shù)措施加以處理，從而達(dá)到延長(zhǎng)水利工程使用壽命的目的。