水利工程防滲處理施工技術(shù)的應(yīng)用

秦繼楊

水利工程防滲處理施工技術(shù)的應(yīng)用

秦繼楊

（新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)農(nóng)十四師工程建設(shè)管理局，新疆 和田 848000 ）

水利工程的滲透問題是比較常見的質(zhì)量通病，作者結(jié)合實際工作經(jīng)驗，對目前最常用的防滲墻和灌漿兩種水利工程防滲處理施工技術(shù)及其應(yīng)用做一些探討和研究，僅供參考。

水利工程；防滲處理；施工技術(shù)；加固方式

水利工程中普遍存在著一些病險問題，這些病險主要有工程防洪標(biāo)準(zhǔn)沒有達(dá)到規(guī)范要求、壩體和壩基多存在滲漏和滲透以及工程建筑年久失修等方面，這些病險對工程的正常運(yùn)行以及人們的生命財產(chǎn)安全都產(chǎn)生了潛在的影響，必須對其進(jìn)行加固處理。在這些病險問題當(dāng)中，滲透問題是最主要也最常見的問題，在處理的時候要依照不同工程堤壩的實際情況來進(jìn)行。目前，最常用的防滲處理施工技術(shù)是防滲墻和灌漿兩種方式。

1 水利工程防滲墻以及灌漿特點(diǎn)

1.1 防滲墻

在水利工程當(dāng)中，防滲墻的墻體要具有厚度小、滲透低、柔性強(qiáng)、耐久性好以及造價低的特征。在對防滲墻進(jìn)行施工當(dāng)中可以運(yùn)用多種方式，這些方式主要包括多頭深層攪拌水泥土、鋸槽、鏈斗、薄型抓斗、射水以及倒掛井等，其中，多頭深層攪拌水泥土和鋸槽是比較常用的兩種方法。在水利工程防滲中應(yīng)用不同類型的方法會產(chǎn)生不同的影響。

（1）多頭深層攪拌水泥土成墻法：此種方法主要是運(yùn)用多頭深層的攪拌機(jī)融合攪拌水泥漿與土體，在攪拌中，土體和水泥漿液體會逐步融合成水泥土樁。

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，多頭深層攪拌水泥土城墻工藝應(yīng)用的越來越廣泛，工藝方法也日趨成熟，當(dāng)前最深的層面技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了22m，水泥土的滲透系數(shù)在10cm/s以下，而抗壓的強(qiáng)度超過了0.3MPa。它的主要優(yōu)點(diǎn)就是施工簡捷方便、泥漿污染和造價比較低，適合在含有粘土、砂土以及砂礫層的水利工程中使用。

大量的實踐說明，此工藝方法有著比較明顯的防滲效果，在對地下工程進(jìn)行防滲時質(zhì)量可靠，投資上經(jīng)濟(jì)實惠，發(fā)展前景良好。

（2）鋸槽法：鋸槽法和多頭深層攪拌水泥土城墻法的工藝完全不同，此方法比較講究使用標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)。

在先導(dǎo)孔中，所使用鋸槽機(jī)的刀要從一定的角度出發(fā)進(jìn)行切割運(yùn)動，然后在多次往復(fù)的切割中完成，在這個過程中要由排渣系統(tǒng)把切割下來的土體排出去，并運(yùn)用泥漿護(hù)壁來進(jìn)行保護(hù)。通常情況下，成型的防滲墻體其寬度一般在0.2～0.3之間。在整個工藝當(dāng)中，鋸槽機(jī)是最重要的一部分，它主要有6個部分組成，這6個部分分別是行走地盤、動力系統(tǒng)和傳動系統(tǒng)、刀架加壓系統(tǒng)和支架加壓系統(tǒng)、排渣系統(tǒng)、起重設(shè)施系統(tǒng)及電氣控制系統(tǒng)。組合不同規(guī)格的刀桿，能夠使開槽的寬度達(dá)到0.2～0.5m之間，而深度可以達(dá)到40m。此工藝的優(yōu)點(diǎn)是可以連續(xù)成槽，并且工效比較高、墻體的質(zhì)量好以及成墻深，鋸槽法成墻工藝適合在那些含有粘土、砂土以及卵石粒的直徑在100mm以下的砂礫石低層的水利工程中使用。

（3）鏈斗法：此工藝方法主要采用鏈斗來對溝槽進(jìn)行開挖，鏈斗大多在槽內(nèi)進(jìn)行斜臥，也有直立形式。鏈斗法成墻的槽厚可達(dá)到16～50cm，其深度可以達(dá)到15m，此工藝方法主要在砂、土層以及含30%以下且粒徑與槽厚小的砂礫石底層中。

（4）薄型抓斗法：薄型抓斗的斗寬是30cm，開度在1.7～2.8m之間，其深度在16～40m。通常采用兩道工序來進(jìn)行施工，槽段以接頭管的方法來進(jìn)行連接，槽孔的長度通常在5～8m。薄型抓斗法適用于砂、土層以及砂礫石底層中。

（5）射水法：此方法主要由造孔機(jī)、混凝土攪拌機(jī)以及澆筑機(jī)3種組合而成。它的工作原理就是運(yùn)用造孔機(jī)中的噴嘴把水噴出來，用射出來的高速水流對土層進(jìn)行切割，然后通過成型器的上下運(yùn)動對孔壁進(jìn)行切割和修整，運(yùn)用泥漿護(hù)壁的正循環(huán)或者反循環(huán)來進(jìn)行出渣。在槽孔成型之后，對水下混凝土進(jìn)行澆筑，以形成一個薄壁防滲墻。它的槽形長度一般在150～200cm，厚度約為22～60cm，其深度可以達(dá)到30m。射水法成墻工藝適用于砂、土層以及粒徑小于100mm的砂礫石底層當(dāng)中，其垂直精度在1/300，二序槽孔運(yùn)用成型器側(cè)向噴嘴沖洗一序槽孔側(cè)壁進(jìn)行連接。

1.2 灌漿

灌漿的主要特點(diǎn)就是在建造壩體的時候多使用土石，而起防滲處理作用的是壩基。灌漿和防滲墻最大的不同主要體現(xiàn)在灌漿方式上，一般來說，灌漿的方式主要有3種，這3種方式有土壩壩體劈裂、高壓噴射以及卵礫石層防滲帷幕等灌漿，3種灌漿都有自身的特點(diǎn)與應(yīng)用。

（1）土壩壩體破裂：這種灌漿方式主要采用了壩體的應(yīng)力分布規(guī)律原理，從物理上來說，使用一定的灌漿壓力促使壩體沿著壩軸線的方向進(jìn)行劈裂，這個時候就可以在里面注入所需要的泥漿，泥漿會在里面形成連續(xù)的防滲泥墻，這種泥墻可以堵塞住水利工程當(dāng)中的一些漏洞和裂縫，以此完成防滲的功能。土壩壩體破裂灌漿的最大優(yōu)勢有兩個，一是壩體的變化有著穩(wěn)定性，這是因為采用了漿和壩互壓以及濕陷，使壩體的內(nèi)部應(yīng)力重分布方式。二是可以進(jìn)行全線劈裂灌漿，能擴(kuò)大使用的范圍。

（2）高壓噴射：此灌漿法主要是運(yùn)用高壓水泥漿液的射流沖擊來對被灌地層結(jié)構(gòu)進(jìn)行破壞，使水泥漿中的土顆粒和被灌地層中的土顆粒進(jìn)行混合，以形成一個固結(jié)體，從而起到防滲效果。此噴射防滲處理的主要優(yōu)點(diǎn)是：設(shè)備簡單化、工作高效性、材料來源廣泛性以及造價低廉性，而且有著比較好的搭接防滲效能。但是，由于要運(yùn)用較多的極具，并在使用的時候?qū)Φ刭|(zhì)條件有著比較高的要求，如果控制不好就可能會產(chǎn)生漏噴的情況。

（3）卵礫石層防滲帷幕：此灌漿法一般把粘土作為主要形式外對少許的水泥的漿液進(jìn)行混合來進(jìn)行灌注，此方法和巖石中灌漿法不盡相同。由于此方法很難形成一個獨(dú)立的鉆孔，所以在應(yīng)用的時候多采用套閥式、打管式以及管灌式等3種灌漿法。這3種灌漿法在受地質(zhì)條件限制以及不能對漿液的填充范圍進(jìn)行有效控制的前提下進(jìn)行。此種方法應(yīng)用的比較少，只作為對勘探進(jìn)行補(bǔ)充灌漿的手段使用，同時對防滲處理進(jìn)行堅固，可以對滲漏的發(fā)生地點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確判斷。

2 水利工程防滲處理施工技術(shù)的應(yīng)用

隨著人們安全意識的不斷加強(qiáng)，水利工程的防滲處理已經(jīng)受到了人們的廣泛重視。1998年特大洪水以后，長江、贛江以及鄱陽湖這些堤防加固中就對射水法進(jìn)行光用應(yīng)用，并且得到了良好的經(jīng)濟(jì)與社會效益。射水法盡管形成的防滲墻比較薄弱，但是對其防滲功能的有效發(fā)揮一點(diǎn)都不會產(chǎn)生影響。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，水利工程的防滲處理施工技術(shù)也在持續(xù)發(fā)展。近幾年，土壩壩體劈裂灌漿技術(shù)就不斷提高了壩體的密實度。

在最近檢查寶樹水庫的過程中，水庫的滲透系數(shù)大大降低，背水坡滲水的情況基本上消失，壩體的整個滲流量控制在80%以下，與防滲的標(biāo)準(zhǔn)要求基本相吻合。

3 結(jié) 語

水利工程防滲處理的重要性不言而喻，它不僅對下游居民的生命安全和生活用水的質(zhì)量有著直接影響，而且防滲加固水利工程可以把其有效功能充分發(fā)揮出來。

如果工程在運(yùn)行的過程中出現(xiàn)了滲漏現(xiàn)象，相關(guān)組織和部門就要對防滲墻和灌漿的方法進(jìn)行綜合利用，并熟練把握各種防滲工藝，盡可能有針對性地利用不同工藝進(jìn)行處理，確保水利工程防滲處理施工技術(shù)的重要效能發(fā)揮出來。只有這樣，才能延長水利工程的使用壽命，節(jié)省資源，消除事故隱患，確保人民生命財產(chǎn)的安全。

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10.3969/j.issn.1008-1305.2014.04.021

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1008-1305（2014）04-0061-02

秦繼楊（1963年—），男，高級工程師。