水利水電工程中防滲處理施工技術綜述

劉先斌

(漢江河道管理局，湖北潛江433100)

隨著我國水利工程規模的不斷擴大，施工技術的不斷發展，對于工程防滲技術有了更高的要求。我國水利水電樞紐工程數目眾多、分布廣泛。在防洪減災和人們的生活中發揮著極其重要的作用。然而這些工程建的時間較長，都不免出現了各種各樣的問題。這些問題的存在嚴重的影響了水利水電樞紐的正常運行，因此對防滲處理技術的探討就顯得尤為重要。

1 灌漿類型及特點

1.1 高壓噴射灌漿

高壓噴射灌漿是利用射流作用切割摻攪地層，改變原地層的結構和組成。同時灌入水泥漿或是混合漿形成凝結體，以達到加固地基和防滲的目的。

1.1.1 準備階段

做好設計圖紙會審、檢查設備率定、測量放線和檢測原材料這幾個環節，在施工前要仔細檢查圖紙的完整性，看它是否符合施工要求;要對控制點的位置進行測量，知道準確為止。要保證壓力表和比重稱的準確性，定期送去檢查;抽樣檢測水泥和外加劑的質保資料，看是否完整。

1.1.2 施工階段

主要控制鉆孔、噴射灌漿兩大環節。控制內容有:鉆孔孔位與設計放樣孔位的誤差≤5 cm，要用木樁將鉆機固定?；蚴遣捎眉娱L粗徑鉆具來改進。保證孔斜率≤1%(孔深＜30 m)。鉆孔孔深不得應超過設計墻底深度的30 mm。同時，應該采取部分高噴孔作為先導孔，鉆進記錄要完整，不得擅自終孔。下噴射管前，應該將噴射管下放到設計的深度，為了保證防滲墻的質量，噴射管的噴嘴不能絲毫的偏斜噴射方向。為了避免下管時噴嘴堵塞，可以在下管時采用低壓送水，或是臨時用塑料布來防護。在噴射灌漿的過程當中，當出現壓力極不穩定時、孔口回漿異常、孔內嚴重漏漿等現象時，必須及時的查明原因并解決。在施工的過程當中，要把高噴灌漿的各項參數和漿液材料的用量準確的記錄下來，高噴灌漿結束后，要進行孔口靜壓注漿，也就是用濃漿回灌，以防止空口漿面下降。還要及時沖洗管路，防止留下超重殘渣，堵塞下一個噴射孔。

1.1.3 施工注意事項

在進行高壓噴射灌漿前要仔細的檢查管路系統和高壓設備。設備的壓力和排量必須要滿足設計的要求。管路系統要很好的密封，噴射的管體應該有很好的剛度。噴嘴和管體內要清理干凈。在噴射灌漿的過程中，防止出現冒漿的情況，以便更好的了解地層情況。一旦出現冒漿，要及時清除沉淀的泥渣，在進行旋噴時，可以用冒漿來補灌已經施工過的樁孔。為了提高凝結體的密實度，可以提高噴射壓力或是降低回轉速度。還可以采用復噴的方法。在進行高壓噴射灌漿時要控制好它的提升速度。速度沒控制好會影響到防滲墻的質量和漿液用量。提升速度過快易產生空洞，提升速度過慢易造成浪費，因此，應在實驗后再確定提升的參數。

在高壓噴射灌漿的過程中，如果出現灌漿壓力突降或是驟增、孔口返漿密度異常等情況，應及時處理。在高壓灌漿結束后，漿液出現吸水、沉淀和凝固收縮的現象，需要用漿液來回灌填補。

1.1.4 完工驗收階段

在完工驗收階段。對高壓噴射灌漿的檢驗內容是:灌漿材料、漿液和各道工序的質量進行檢驗，具體的有以下幾點:

主要是通過開挖、圍井實驗來對高壓噴射灌漿的質量進行抽檢。開挖項目有:量測樁、板墻的形狀和均勻性;通過圍井取得滲透系數值來檢查抗滲性。物理學性的檢查項目有取樣或是鉆孔取芯的密度和抗剪強度。檢查項目可以結合具體的情況來定。檢測的位置應設置在地質復雜、漏漿嚴重的部位檢查竣工資料主要是看它是否完整，準確和規范。滲透系數值的計算應采用達西定律，可以利用圍井開挖部分進行注水或是抽水實驗。也可以在中心部位鉆孔，下入過濾管，在管內進行注水或是抽水實驗。

高噴板整體效果可通過觀測和對比測壓管與上游水位來檢查。也可通過觀測滲流量狀況或是測定排水量來檢查整體防滲效果。

采用圍井方法檢測時，如果地下水位較淺，就應該使注水水頭高于圍井頂部。而且要封閉圍井頂部。

1.2 土壩壩體劈裂灌漿

土壩壩體劈裂灌漿也是一種重要的灌漿類型。它的灌漿原理是運用應力分布規律通過給灌漿施壓來將壩體劈裂，在縫隙里灌入適量的泥漿，形成連續的防滲泥墻，從而達到堵塞空隙、提高壩體穩定性的目的。在對裂縫進行局部灌漿時，應該分布一些灌漿孔群，有些施工質量差的工程甚至會出現連續的裂縫，對于這種類型的裂縫，可以采用全線的劈裂灌漿來補救。我國廣東省某水庫就是采用的壩體疲累灌漿技術來解決壩體的滲漏問題，實踐證明，灌漿后的壩體密度提高了，滲透系數也降低了，壩體滲流量減少了70%以上。

2 防滲墻類型及特點

防滲墻是指使用專用的機具鉆鑿圓孔或是開挖槽孔，在孔內澆灌混防滲材料或安裝預制混凝土構件形成連續的地下墻體。也可用各類樁體形成防滲墻。防滲墻一般要求墻體厚度小，滲透系數低、柔性好、耐久性好及單位面積造價低。防滲墻施工的方法有很多中，其中包括:多頭深層攪拌水泥土、鏈斗法、劇槽法、薄型抓斗、射水法和倒掛井法等施工等。下面對各種墻工藝的具體施工原理和優缺點進行詳述。

2.1 多頭深層攪拌水泥土成墻工藝

多頭深層攪拌機一次多頭鉆進，把水泥漿噴入土體并攪拌，使土體與水泥漿液混合固結成一組水泥土樁，把各樁搭接起來形成水泥土防滲墻。目前最大的成墻深度為22 m，水泥土滲透系數＜10 cm/s，抗壓強度＞0.3MPa。它的優點是施工簡便、無泥漿污染、造價低，主要適用與黏土、砂土、淤泥和砂礫層。實踐證明，多頭深層攪拌水泥土防滲墻防滲效果明顯，在地下防滲工程中質量可靠，投資最經濟有效，具有良好的發展前景。

2.2 鏈斗法成墻工藝

鏈斗法成墻工藝主要是由鏈斗式開槽機排樁上的旋轉鏈斗取土的同時，在斜放的排樁下放到成墻的深度，與此同時，開槽機前進，開挖溝槽，并對其進行泥漿護壁。鏈斗式開槽機的開槽寬度為16～50 cm，深度可以達到10～15 m，主要適用于黏土、砂土以及粒徑小于槽厚的并且含量＜30%的砂礫石地層。

2.3 鋸槽法成墻工藝

在先導孔中，鋸槽機的刀桿以一定的傾角做著上下往復的切割運動和向前的切割運動，切割速度視地層狀況來定。一般的速度為0.8～1.5 m/h，在由排渣系統來被切割的土體以反循環和正循環的方式排出槽外。并用泥漿把墻壁及時的保護起來。然后將澆筑塑性混凝土做成寬度為0.2～0.3 m的防滲墻體。鋸槽機的構成較為復雜，它是由行走底盤、刀桿及支架加壓系統、動力及傳動系統、排渣系統、電氣控制系統和起重設施系統六大部分組成。傳動方式分機械和液壓。最大開槽寬度為0.2～0.5 m，深度達40 m。該工藝的優點是可連續成槽、效率高、質量有保障、墻體連續性強且墻深、有固化灰漿和自凝灰漿2種不同的灌漿方式可以滿足不同的防滲要求等。

2.4 薄型抓斗成墻工藝

薄型抓斗挖土開槽，采用泥漿護壁，從而形成澆筑塑性混凝土或者是采用自凝灰形成的薄壁防滲墻。在這項工藝當中，最大的成墻深度可達到40 m，主要適用于黏土、砂土以及卵石沙礫的含量以及粒徑在一定范圍內的土層。

2.5 射水法成墻工藝

射水法成墻工藝所需要的主要設備是:鑿孔機、澆筑機和混凝土攪拌機。它的施工流程是:先利用高速水流來切割土層，高速水流由鑿孔機成型器內的噴嘴射出。這是成型器不斷的做著上下運動，這個過程就是完成切割修整孔壁的過程。同時要采用泥漿護壁，出渣方式分正循環和反循環。然后再澆筑塑形混凝土或是水下混凝土就可以形成薄壁防滲墻。墻最厚可達到0.22～0.45 m，最深可達30 m左右，成墻垂直精度非常高，達到了1/300。該工藝的優點是:可產生良好的社會經濟效益。在水利工程中被廣泛的運用。特別是在1998年的洪災后，射水法在國內重要的堤防加固中發揮著重要的作用。

3 復合土工膜的防滲

復合土工膜由土工織物、土工膜、土工織物三層組成，是一種新的工程材料。它集土工織物和土工膜的優點于一身。復合土工膜是用聚乙烯或是聚氯乙烯的增改性熱合而成。復合土工膜具有質輕、延伸性能好、變形模量大，耐老化，防滲性能好，施工簡單，造價低等優點，是一種理想的防滲材料。可以為施工單位贏得良好的社會效益和經濟效益。鑒于以上的優點，復合土工膜得到了水利水電工程、隧道工程防滲、防洪堤防的廣泛運用。通過實際經驗，筆者列出了在使用復合土工膜時應該注意的5個問題:

1)應該合理的選用土工膜的種類和材料力學性能以及膜的色彩、透明度等，可以通過檢測接縫質量，根據工程的施工水平和重要性來選擇。透明度好的土工膜用肉眼就可以檢查采用雙線熱黏結構的接縫的熔焊效果。同時也更方便觀察膜下滲漏水的情況。

2)應該在土工膜與岸坡防滲面板、鎖邊帷幕以及大壩防滲體之間采用合適的接縫方式，接縫的好壞直接影響到工程的成敗。要緊緊的封閉接頭和接縫止水的地方，確保土工膜與岸坡巖石或是混凝土面板連接可靠。

3)應該精心設計土工膜的上墊層和保護層，并且采用有效的施工措施做好防護措施，避免受到破壞而導致產生漏水現象。

4)土工膜應該設置合理的排水系統，可避免水位較低時，土工膜被反向水壓力頂住產生不良后果。

5)應該有意識的加強研究土工膜的不足和接縫質量檢測方法，完善在運行期間的滲漏檢測手段。要及時的發現并掌握哪個地方滲漏和滲漏了多少，并根據不同的現象制定出相應的對策。

4 總結

綜上所述，水利水電樞紐工程的防滲處理施工技術可以采用多種不同的方法，我們可以根據不同的工程特點來采用適合的防滲方法。高壓噴射灌漿技術具有開挖量小、設備簡單、占地面積小。灌漿功效高、造價低等優點，在實際的工程防滲處理中運用的較為廣泛。

［1］李彩紅.水利水電防滲處理施工技術應用的探析［J］.河南水利與南水北調，2010(8):154－155.

［2］徐劍.探討水利工程防滲處理施工技術［J］.中國新技術新產品，2011(5):36.

［3］王海軍.淺談水利工程的防滲處理施工［J］.黑龍江科技信息，2011(6):238.