淺談水利工程防滲處理施工方法

李玖花

（河南省清豐縣水利局 河南 濮陽 457300）

淺談水利工程防滲處理施工方法

李玖花

（河南省清豐縣水利局 河南 濮陽 457300）

隨著我國水利水電建設(shè)的快速發(fā)展工程項目的規(guī)模和功能不斷擴展對基礎(chǔ)防滲處理將有更高的要求，根據(jù)工程地質(zhì)條件的不同，基礎(chǔ)防滲處理可以采取不同的工程措施。本文對不同處理的施工方法進行了分析和研究。

水利工程；水利除險加固；灌漿處理

我國的小型水利水電工程為數(shù)眾多，尤其在我們河南省豫北地區(qū)，它們分布廣發(fā)揮著防洪減災(zāi)的重要作用，同時為農(nóng)業(yè)灌溉生產(chǎn)和人民生活用水以及工業(yè)用水提供水源，然而由于他們多屬于特殊歷史時期的產(chǎn)物而且經(jīng)過多年的運行，其中很多工程都不同程度存在一些病險問題屬于水利行業(yè)的重點關(guān)注對象，這些工程的主要病險有：

（1）防洪標(biāo)準(zhǔn)低，達不到現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)要求。

（2)壩體、壩基多有滲漏、滲透破壞等。

（3）工程建筑老化失修。這些病險不僅造成水利水電工程不能正常運行不能充分發(fā)揮其效益，而且還嚴(yán)重威脅到下游人民生命財產(chǎn)安全，因此急需進行除險加固處理。病險水利水電工程最主要的病癥是滲透問題，有地基（包括壩肩）滲透和壩體滲透。根據(jù)不同壩型、壩基和病因情況應(yīng)采取不同的處理方法，如何選擇防滲透施工技術(shù)一直都是困擾施工單位的問題之一，必須依據(jù)堤壩所處地理環(huán)境與壩體結(jié)構(gòu)及滲漏情況的不同而分別選擇不同的防滲施工技術(shù)，其中常用的是防滲墻和灌漿。

—、防滲墻類型及其特點

防滲墻一般要求墻體厚度小、滲透系數(shù)低、柔性強、耐久性好及單位面積造價低。防滲墻施工由多頭深層攪拌水泥土、鋸槽法、鏈斗法、薄型抓斗和倒掛井法等成墻工藝。

（一）多頭深層攪拌水泥土成墻工藝

多頭深層攪拌樁機一次多頭鉆進，把水泥漿噴入土體并攪拌，使?jié)B墻，目前最大成墻深度為22m，水泥土滲透系數(shù)＜10cm/s，抗壓強度＞0.3MPa。其優(yōu)點是施工簡便、污泥漿污染、造價較低，適用于黏土、沙土、淤泥和砂礫層（砂礫直徑小于5cm）。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(zhì)量可靠，投資最經(jīng)濟、最有效，具有一定發(fā)展前景。

（二）鋸槽法成墻工藝

在先導(dǎo)孔中，鋸槽機的刀桿以一定的傾角一邊作上下往復(fù)切割運動，一邊以 0.8～1.5m/h的速度（根據(jù)地層狀況）向前移動開槽，被鋸割切削下來的土體可由反循環(huán)排渣系統(tǒng)或正循環(huán)方式排出槽外，并采用泥漿護壁。澆筑塑型混凝土，形成寬度為0.2～0.3m的防滲墻體。 鋸槽機主要由行走底盤、動力及傳動系統(tǒng)、刀桿及支架加壓系統(tǒng)、排渣系統(tǒng)、起重設(shè)施及電氣控制系統(tǒng)組成；傳動方式由機械與液壓式2種。鋸槽機可以根據(jù)不同規(guī)格的刀桿更換與組合，使開槽寬度達到 0.2～0.5m、深度達到 40m.鋸槽法成墻工藝與施工設(shè)備的優(yōu)點是連續(xù)成槽，工效高，成墻質(zhì)量好，并且成墻深，適應(yīng)于粘土、砂土和卵石粒徑小于 100mm的砂礫石地層。由于該法具有連續(xù)成槽的特點，還可以采用自凝灰漿、固化灰漿技術(shù)成墻，形成不同強度和不同抗?jié)B性指標(biāo)的防滲墻。

（三）鏈斗法成墻工藝

由鏈斗式開槽機排柱上的旋轉(zhuǎn)鏈斗取土同時將斜放的排柱下放到成墻深度然后開槽機前進開挖溝槽，并采用泥漿護壁，其澆筑混凝土方法類似鋸槽法成墻。在開槽時，也可同步在溝槽內(nèi)鋪設(shè)塑料薄膜和回填設(shè)計要求的材料。經(jīng)過填料的濕陷固結(jié)，形成以塑料薄膜為主要墻體材料的、厚度達0.3m復(fù)合薄壁防滲墻。 鏈斗式開槽機的開槽寬度為16～50cm，深 度 可 達 10～15m。適應(yīng)于粘土、砂土和粒徑小于槽厚的、含量小于30%的砂礫石地層。

（四）薄型抓斗成墻工藝

采用斗寬為 0.3m的薄型抓斗進行挖土開槽，泥漿護壁，澆筑塑性混凝土或采用自凝灰漿形成薄壁防滲墻，最大成墻深度可達40m，適用于粘土、砂土及卵石與砂礫含量與粒徑在一定范圍內(nèi)的土層。

（五）射水法成墻工藝

射水法成墻機設(shè)備主要由造孔機、混凝土攪拌機和澆筑機組成。利用造孔機成型器內(nèi)噴嘴，射出高速水流來切割土層，成型器上下運動切割修整孔壁，采用泥漿護壁，正循環(huán)或反循環(huán)出渣。槽孔形成后，澆筑水下混凝土或塑性混凝土形成薄壁防滲墻。 施工相鄰墻體的槽孔時，用成型器的側(cè)向噴嘴沖洗巳成墻體的槽孔側(cè)壁進行連接，墻體間的接縫質(zhì)量好。 成墻厚度為0.22～0.45m，深度可達30m，成墻垂直精度可達1/300，適應(yīng)于粘土、砂土和粒徑小于100mm的砂礫石地層。在1998年歷史罕見的特大洪水過后，贛江、鄱陽湖等國內(nèi)重要堤防加固工程中，射水法得到廣泛應(yīng)用并取得了較好的社會效益。

二、灌漿類型及其特點

土石壩壩體、壩基防滲處理中灌漿方法主要有均質(zhì)土壩及寬心墻壩的壩體劈裂灌漿、高壓噴射灌漿、壩基卵礫石層防滲帷幕灌漿等。

（一）土壩壩體劈裂灌漿

土壩壩體劈裂式灌漿是運用壩體應(yīng)力分布規(guī)律，用一定的灌漿壓力，將壩體沿軸線方向劈裂，同時灌注合適的泥漿，形成鉛直連續(xù)的防滲泥墻，從而堵塞漏洞、裂縫或切斷軟弱層，提高壩體的防滲能力，并通過漿、壩互壓和濕陷，使壩體內(nèi)部應(yīng)力重分布，提高壩體變形穩(wěn)定性。針對裂縫的局部灌漿，有可能在有裂縫的區(qū)域，均勻布置類似故結(jié)灌漿的灌漿群；對壩體施工質(zhì)量差，甚至出現(xiàn)上下游貫通的橫縫，一般應(yīng)做全線的裂縫灌漿。我國廣東省寶樹水庫用土壩壩體劈裂灌漿技術(shù)來解決土壩壩體的滲漏問題，結(jié)果表明灌漿后壩體密實度得到提高，滲透系數(shù)降低，背水坡濕潤滲水現(xiàn)象消失，壩體滲流量減少百分之七十以上。

（二）高壓噴射灌漿

高壓噴射灌漿防滲是借助于高壓水泥漿射流沖擊被灌地層結(jié)構(gòu)，使水泥漿液被灌地層土顆粒摻混，形成壁狀固結(jié)體而防滲作用。根據(jù)被灌地層結(jié)構(gòu)和防滲要求不同，又分為定噴、擺噴和旋噴。高壓噴射灌漿防滲優(yōu)點是：設(shè)備簡單、功效高、來源廣、造價低，搭接防滲的效果好。缺點是：機具較多、對地質(zhì)條件要求較高，控制不好以=易在較大顆粒（＞200mm）背后形成漏噴現(xiàn)象。

（三）卵礫石層防滲帷幕灌漿

卵礫石層的防滲帷幕灌漿大都采用黏土為主加少量水泥的混合漿液進行灌注，不同于在巖石中灌漿。卵礫石層灌漿難以形成自立的鉆孔，故常采用套閥式灌漿、循環(huán)鉆管閥跟管灌漿、打管灌漿的方法。因受地質(zhì)條件的限制，不能有效控制漿液的填充范圍，為達到相對較高的防滲標(biāo)準(zhǔn)，常采用三排以上的灌漿孔。隨著防滲墻技術(shù)的日益成熟，目前較少采用該方法，僅用于當(dāng)灌漿作為補充勘探的手段，同時兼顧防滲處理，可以更加準(zhǔn)確的針對放生集中滲漏的地點，通過少量灌漿使問題得到解決的情況下。

（四）控制性灌漿

控制性灌漿是近年來提出的一種改進型灌漿工藝，是對傳統(tǒng)灌漿工藝的一種調(diào)整，通過控制漿液壓力和流量，在保證質(zhì)量和效果的前提下，有效控制管將范圍節(jié)約時間和投資。

三、結(jié)論

綜上所述，小型水利水電樞紐工程除險加固，多可以采用防滲、灌漿的方法得到有效處理。我國水資源豐富水利水電樞紐工程數(shù)目眾多且分布廣泛在人們的生產(chǎn)生活中發(fā)揮著極其重要的作用。針對小型水利水電樞紐工程的不同特點采取不同的方法，高壓噴射灌漿技術(shù)具有開挖量小、占地少、設(shè)備簡單、灌漿工效高、造價低、對臨近建筑物影響小的特點應(yīng)用較廣。

[1]黃海田.樊志遠.高山.《論水利工程質(zhì)量監(jiān)督的改革與發(fā)展》2010年01期

[2]卜宏文.牟霞《水利工程建設(shè)管理初探》2010年01期

[3]張彥偉.楊占利《淺談水利工程施工管理》2010年03期

李玖花 1970年10月出生 清豐縣水利局助理工程師