水利工程的防滲處理

　　前言
　　水利工程處國計民生息息相關(guān)，其建筑質(zhì)量直接關(guān)系工程能否有效的運行。目前國家水利工程中壩體、壩基的主要病害有：(1)工程防洪標準偏低，不能達到國家現(xiàn)行的規(guī)范。(2)工程施工材料質(zhì)量差，導(dǎo)致壩體、壩基多有滲漏、滲透破壞等。(3)工程建筑物老化失修，隨時有破壞危險。由此可以看出這些病害是主要病癥是滲透問題，這些病害不僅造成水利工程不能正常運行，同時對當?shù)鼐用裼绕涫瞧湎掠尉用竦纳敭a(chǎn)安全受到嚴重威脅。因此水利工程的防涌處理是實現(xiàn)興利除弊工程的重要組成部分。本文根據(jù)不同的材料，采取了高壓噴射灌漿、設(shè)計柔性防滲墻及采用用混凝土防滲材料等防滲處理方法。
　　一、應(yīng)用高壓噴射灌漿防滲技術(shù)
　　高壓噴射灌漿防滲技術(shù)的作用原理是借助于高壓水泥漿液射流沖擊破壞被灌地層結(jié)構(gòu)，同時注入漿液，使水泥漿與被灌地層土顆粒摻混，形成壁狀充填凝結(jié)體固結(jié)體而起防滲作用。灌漿材料因地層情況和結(jié)構(gòu)不同而異，最常用的是水泥漿，其應(yīng)用可以分解為以下幾個作用過程：
　　1.檢查噴水角度
　　擺噴前先檢查噴水角度是否調(diào)整到設(shè)計角度，水、漿、氣管道及噴嘴是否通暢，檢查注漿管是否達到設(shè)計高程，檢查完畢后再開始擺噴提升。
　　2.調(diào)漿
　　嚴格控制漿液比重，每班4～5次，當比重誤差超過1％應(yīng)停噴，調(diào)整水灰比。
　　3.破壞地層
　　在泵壓力作用下，水流從噴咀噴出，出口速度高達200m／秒以上的高速水流，對地層形成強大的動壓力以及沿高壓孔隙作用的水力劈裂力，連續(xù)噴射成的土體強度疲勞，使地層結(jié)構(gòu)破壞。
　　4.升揚置換
　　水流在噴射過程，能量很容易過早消散，我們可以設(shè)置升揚置換，即根據(jù)試驗適當提高噴射切割長度，壓縮空氣在水束周圍形成氣幕，減少水束摩擦力，聚集水流力量，在噴射切割長度的末端，各種氣體、漿液、水與切割下來的顆粒成分混合，形成混合液，強大氣流使混合液沿孔隙噴射出來時呈沸騰狀態(tài)，增強升揚挾帶能力，帶出地層中的細小顆粒，使地層結(jié)構(gòu)更堅固整合。
　　5.注入漿液攪混
　　漿液沿水、氣射流切割摻攪范圍充填，灌注是連續(xù)進行的，為了使水、氣、液漿噴射之后，孔口注漿仍可適當繼續(xù)進行一段時，而避免凝結(jié)體頂部產(chǎn)生凹凸和收縮，我們可以采取漿柱的靜壓作用，使?jié){液對原地層產(chǎn)生充填擠壓作用，形成液漿良好的平整密度，控制注漿過程的有效進行了。
　　6.滲透凝結(jié)
　　在靜壓灌注作用下，漿液向周圍土體孔隙滲透，形成凝結(jié)體，凝結(jié)體的形狀和性能可根據(jù)工程狀況和灌液材料確定，形成漿液滲透凝結(jié)過渡層，從而達到良好強度的防滲功能。
　　二、設(shè)計柔性防滲墻
　　防滲墻是解決水利工程滲透問題的根本措施，其墻體一般要求柔性強、厚度小、耐久性好、單位面積造價低，最主要的是滲透系數(shù)低，達到整個工程的防滲效果。一般得防滲墻是槽板式的，按單元槽段施工，并通過接頭將其連成整體。而應(yīng)用在水利水電工程的防滲墻的設(shè)計原理是是在土石壩(堰)壩體或松散透水地基中以泥漿護壁連續(xù)造孔，在泥漿下澆筑混凝土或回填其它防滲材料筑成的起防滲作用的地下連續(xù)墻。防滲墻的建造通常采用地基水泥攪拌粉噴技術(shù)，利用石灰、水泥等材料為主要固化劑，通過特制的深層攪拌機械，在地基深部就地將軟土和固化劑強制攪和，進而產(chǎn)生一系列化學(xué)物理反應(yīng)，使軟土凝結(jié)成具有一定強度、整體穩(wěn)定性好的優(yōu)質(zhì)地基。在設(shè)計過程中，首先設(shè)計防滲墻有效厚度，參照一般透水地基對建筑物基底防滲板樁的防滲性要求確定水泥粉噴攪拌樁防滲墻設(shè)計滲透系數(shù)，然后通過綜合論證，在進一步降低滲透系數(shù)的可能必和所產(chǎn)生的工程效果的基礎(chǔ)上2fbe0de171058a083e5e968d549243bb026acc4eac3da7c0852279ad39d64752，提出經(jīng)濟合理的設(shè)計滲透系數(shù)指標及防滲墻有效厚度。其設(shè)計有效厚度B按下式計算：Hl為截水墻迎水面設(shè)計水位；H2為截水墻下游水位；[J]為根據(jù)土體允許滲透坡降確定的截水墻設(shè)計滲透比降。然后進行施工：(1)驅(qū)動攪拌機油壓裝置到達制定位置，調(diào)平攪拌機平臺，使平臺與鉆桿導(dǎo)向垂直，達到對中孔位的目的。(2)啟動攪拌機，保證攪拌鉆頭沿導(dǎo)向架垂直方向下沉，同時在下沉過程中保持連續(xù)送風，從而避免鉆頭噴粉口連續(xù)攪拌而堵塞(3)當攪拌鉆頭下沉達到設(shè)計深度后，開啟空壓機，等到灰粉至噴粉口，再按設(shè)計的速度保持噴攪拌樁一邊噴粉并提升。(4)在摻入水泥或進一步攪拌均勻時，有必要再次將鉆頭提升到地面。反復(fù)進行，保證攪拌效果。最后成功移位，形成柔性防滲墻，達到防滲效果。
　　三、采用混凝土防滲材料
　　混凝土是水利工程建設(shè)中核心材料之一，水利工程防滲處理的好壞在很大程度在取決于混凝土的防滲效果，在水利工程建設(shè)中可以采用聚合物混凝土、混凝土外加劑及混凝土涂膜封閉法來增強混凝土的防水性和防滲作用。
　　1.采用聚合物混凝土
　　聚合物混凝土是高分子材料與水泥混凝土有效結(jié)合而產(chǎn)生的一種材料。由聚合物水泥混凝土、聚合物浸漬混凝土和樹脂混凝土構(gòu)成，三咱材料結(jié)合能夠產(chǎn)生以下性能：(1)降低水泥漿的空隙率，提高水泥漿力學(xué)結(jié)構(gòu)，增加水泥漿的堅固性。(2)減小微裂縫的長度，控制水流滲透。(3)利用浸漬穩(wěn)定混凝土所達到的最佳亞穩(wěn)定力學(xué)結(jié)構(gòu)，從而加強混凝土的堅固性。通過這三種性能，聚合物混凝土能夠起到強度高、硬化快、防腐好、耐磨、耐沖擊的作用，起到防滲效果。
　　2.采用混凝土外加劑
　　(1)減水劑：減水劑屬于陰離子型表面活性劑，在水中很容易離解為帶負電荷的金屬陽離子和帶負電荷的陰離子，這樣使水泥顆粒之間帶有電斥力，水泥充分擴散，提高混凝土有緩凝作用，降低水灰比，提高混凝土強度和耐久眭，起到防滲作用。(2)引氣劑：引氣劑可以使混凝土中產(chǎn)生硬化后能保留的細小、均勻分布的微氣泡，這些氣泡可以有誑隔斷毛細滲水通道，提高混凝土的抗?jié)B性。同時在低溫下混凝土水分凍結(jié)時會產(chǎn)生強大的膨脹壓力，這些微小氣泡能夠緩解這一壓力，進而提高混凝土的抗凍性，使其在低溫下不被破壞，增加混凝土的使用年限，同時噌加混凝土的防滲作用年限。
　　3.采用混凝土涂膜封閉法
　　混凝土處在地層密閉空氣中，年長日久很容易腐蝕而產(chǎn)生裂縫，塑料薄膜適用于社會寬度小于0.2MM的微細裂縫的修補，其構(gòu)成材料主要有聚乙烯、聚氯乙烯及丁基橡膠等合成橡膠，這些材料防水性和耐久性極好，涂在混凝土表面，起到外表防水作用，防止混凝土有害離子對混凝土的腐蝕和保護層的碳化。
　　四、總結(jié)
　　綜上所述，采用高壓噴射灌漿技術(shù)，能夠有效地控制滲流，減少堤基滲透壓力，增加提身穩(wěn)定；設(shè)計柔性防滲墻，使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強度的優(yōu)質(zhì)地基；采用混凝土防滲材料，能夠很好防止和修補混凝土裂縫。在水利工程的防滲處理中，合理運用這三種方法能夠有效起到防滲效果，保證工程質(zhì)量，促進水利工程事業(yè)更好發(fā)