水利工程堤防防滲施工技術(shù)

文/蘇殿舜 天津市靜海區(qū)水務(wù)局 天津 301600

我國(guó)對(duì)于水患的治理有著非常悠久的歷史，從中得到很多寶貴的經(jīng)驗(yàn)，加上科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，水利工程為我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。水利工程對(duì)于地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民的日常生活來說都具有極其重要的作用，水利工程的復(fù)雜性是非常明顯的，不僅要合理利用區(qū)域內(nèi)的水資源，還要根據(jù)地區(qū)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要，用充沛的水資源來發(fā)電，為城市和鄉(xiāng)村發(fā)展提供充足的動(dòng)力。可見水利工程是極為重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一，它的堤防工程中要尤其注重防水防滲工作中出現(xiàn)的問題和不足，如果出現(xiàn)安全事故，就會(huì)危及整個(gè)工程以及沿岸地區(qū)居民的安全，所以要采取科學(xué)技術(shù)方法來排除各類隱患。

1、水利工程堤防簡(jiǎn)述

1.1 水利工程中堤防的作用

堤防是重要的水利工程設(shè)施，其一般都建設(shè)在江、河、湖、渠、海等區(qū)域中達(dá)到防洪、防澇等重要的目的，也是世界范圍內(nèi)應(yīng)用最早、使用范圍最廣的一種防洪防澇基礎(chǔ)設(shè)施。堤防的修建能夠有效地抵御洪水的侵襲，避免出現(xiàn)洪澇災(zāi)害而影響人們正常生活。堤防主要作用是用來防御洪水的侵襲，一方面可以將洪水限制到通道內(nèi)部，從而可以更好的建立洪水通道，更好地疏通河道，另一方面可以進(jìn)行圍墾造田以幫助人們更好地生產(chǎn)，增加農(nóng)田數(shù)量，避免受到侵襲而減產(chǎn)。

1.2 我國(guó)堤防的現(xiàn)狀分析

當(dāng)前我國(guó)擁有非常豐富的水資源，水利工程數(shù)量龐大，堤防的總長(zhǎng)度已經(jīng)超過了26萬(wàn)公里，我國(guó)水資源更好的應(yīng)用是保障國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的關(guān)鍵。但是由于存在很多的外在因素，而導(dǎo)致我國(guó)早期建設(shè)的堤防工程出現(xiàn)了嚴(yán)重的滲漏現(xiàn)象：①大壩因?yàn)闈B漏管的損壞而出現(xiàn)問題，該情況占到了堤防總量的31.7%，是發(fā)生情況最多的；②堤壩部分由于開裂而出現(xiàn)的滲漏占到了總量的25.3%；③由于建設(shè)時(shí)間比較長(zhǎng)，維護(hù)保養(yǎng)工作也不到位，從而導(dǎo)致的滲漏占到了14.2%；④大壩由于護(hù)坡破壞或者是塌陷等引發(fā)的滲漏占到了6.5%左右；⑤其他外部因素而造成的滲漏所占比例22.3%。

2、水利工程堤防防滲施工技術(shù)的重要性

為了更好地利用水力資源，可通過水利工程充分進(jìn)行資源的循環(huán)使用，這樣不僅可以實(shí)現(xiàn)水力發(fā)電，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)洪澇災(zāi)害的預(yù)防。現(xiàn)階段，越來越多的地方大興水利工程建設(shè)，其應(yīng)用廣泛，常修筑在江河外圍沿岸或是已開墾區(qū)域的周邊，以實(shí)現(xiàn)對(duì)此類型地區(qū)的有效自然災(zāi)害預(yù)防。通過對(duì)流經(jīng)的洪水進(jìn)行線路和范圍的改變，使其在泄洪通道內(nèi)進(jìn)行水利輸送，實(shí)現(xiàn)對(duì)人們生命、財(cái)產(chǎn)安全的保護(hù)。而對(duì)于水域流經(jīng)區(qū)域下游的人們來說，做好堤防防滲，可大大提升其生命財(cái)產(chǎn)的安全度，并且延長(zhǎng)水利工程的使用年限，提升水利工程的質(zhì)量。不僅如此，通過對(duì)農(nóng)田水利工程進(jìn)行堤防防滲施工，可促進(jìn)圍墾造田的實(shí)現(xiàn)，有效提升農(nóng)作物生產(chǎn)質(zhì)量，為其提供生長(zhǎng)所需的充沛水資源，促進(jìn)其生長(zhǎng)發(fā)育，保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)如期進(jìn)行，進(jìn)而提升糧食的質(zhì)量與產(chǎn)量。

3、堤防滲漏病害的主要影響因素

3.1 規(guī)劃布局因素

在水利工程的總體規(guī)劃和布局的初期階段，由于設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)沒有嚴(yán)格的遵守工程設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)要求和相應(yīng)規(guī)范，往往使得設(shè)計(jì)方案之中不可避免的出現(xiàn)一些不符合實(shí)際情況的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，形成了設(shè)計(jì)上的缺陷和不足之處，如果按照這種設(shè)計(jì)方案開展施工工作，那么就會(huì)在施工中遇到諸多困難和挫折，施工的效率以及質(zhì)量水平都會(huì)受到相當(dāng)大的影響。設(shè)計(jì)工作的作用關(guān)鍵體現(xiàn)在其引領(lǐng)性和指導(dǎo)性的作用，一旦設(shè)計(jì)方案的規(guī)劃和布局出現(xiàn)了偏差和失誤，那么可想而知，施工工作就很難滿足設(shè)計(jì)要求，這就是脫離實(shí)際，“經(jīng)驗(yàn)主義”的明確體現(xiàn)。

3.2 施工方案缺乏合理性

施工方案是后期施工的重要依據(jù)，如果其存在問題便無法保證施工質(zhì)量，目前部分設(shè)計(jì)人員在確定設(shè)計(jì)方案時(shí)對(duì)各方面因素進(jìn)行充分考慮不夠全面，導(dǎo)致編制的施工方案同實(shí)際施工情況存在一些偏差，此種情況使堤防后期出現(xiàn)質(zhì)量問題的可能性大大增加。

3.3 施工材料因素

水利堤防的滲漏問題其中很大一部分影響因素都是來源于施工材料本身的質(zhì)量問題，施工材料的性能不達(dá)標(biāo)，這主要是因?yàn)槟承┦┕て髽I(yè)采取不合理的造價(jià)、成本控制舉措，在選用、購(gòu)置材料時(shí)只顧及價(jià)格的高低，而忽視了材料質(zhì)量存在的問題，這樣就使得大量劣質(zhì)材料和殘次品進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)，以這種材料作為施工的原材料，施工質(zhì)量就會(huì)明顯出現(xiàn)病害問題，這是堤防滲漏問題發(fā)生的重要原因之一，需要引起質(zhì)量監(jiān)管人員的高度關(guān)注。而從質(zhì)量監(jiān)管的角度來說，在對(duì)待材料質(zhì)量問題上也存在很多工作上的不足，水利堤防這種工程項(xiàng)目必然有其質(zhì)量監(jiān)管的部門和管理體系，但是管理體系中出現(xiàn)了缺陷和漏洞，管理人員并沒有切實(shí)履行好自身的工作職責(zé)，放任不合格的材料進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。可見，歸根到底，還是管理制度中存在的缺陷是更為嚴(yán)重的問題所在。

4、水利工程堤防防滲施工技術(shù)

4.1 高壓噴射技術(shù)

在水利工程堤防建設(shè)過程中，利用高壓噴射技術(shù)能夠提高堤防防滲質(zhì)量，進(jìn)一步鞏固工程地基，提高防滲效果。在具體施工過程中，相關(guān)人員需通過漿液高壓射流持續(xù)沖擊堤防，從而進(jìn)一步破壞工程土層，并對(duì)土層當(dāng)中的顆粒完成攪拌，進(jìn)而改變土層整體結(jié)構(gòu)，構(gòu)成一種全新的堅(jiān)固凝結(jié)體，同時(shí)等到硬化以后形成防滲墻，通過此技術(shù)的應(yīng)用能夠進(jìn)一步提升水利工程地基抗變形的能力，有效的增強(qiáng)堤防工程穩(wěn)固性，為水利工程整體質(zhì)量的提高奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。由于此技術(shù)具有諸多的優(yōu)勢(shì)，因此，在水利工程堤防防滲當(dāng)中獲得的廣泛的應(yīng)用。

4.2 帷幕灌漿防滲施工技術(shù)

帷幕灌漿防滲技術(shù)也是一種常見的水利工程防滲技術(shù)之一，應(yīng)用這種技術(shù)需要配置漿液，在充分考量水利工程防滲施工的具體環(huán)境與實(shí)際情況的基礎(chǔ)上，明確漿液配合比，并按照配合比配置漿液，要求配置好的漿液具有較好的流動(dòng)性與膠凝性，與高壓噴射防滲技術(shù)類似。在正式施工之前，需要以鉆孔機(jī)進(jìn)行鉆孔，并將漿液通過鉆孔壓入堤防內(nèi)部，確保漿液能夠充分滲透至裂縫基層與縫隙之間，經(jīng)過一段時(shí)間之后，漿液能夠與裂縫基層相互結(jié)合，并最終凝結(jié)硬化形成整體，具備一定程度的防滲效果。通過這種技術(shù)，還能夠提高水利工程的基礎(chǔ)強(qiáng)度與硬度，提高基礎(chǔ)的抗?jié)B效果。帷幕灌漿技術(shù)在水利工程防滲施工中的應(yīng)用具備及時(shí)性與穩(wěn)定性的重要效果。

4.3 卵礫石層的防滲帷幕灌漿技術(shù)

這種方法采取粘土與一小部分水泥漿液相互融合來進(jìn)行灌注施工。它與巖石之中灌漿施工不同，因?yàn)槁训[石層的灌漿比較難以形成鉆孔，故經(jīng)常采用的是預(yù)埋花管法、套管法、循環(huán)式鉆灌法等，這些方法的應(yīng)用相對(duì)于復(fù)雜深厚的砂礫石層。由于砂礫石層的特殊地質(zhì)結(jié)構(gòu)，使用傳統(tǒng)的護(hù)壁鉆進(jìn)方法難以奏效，因?yàn)槭艿降刭|(zhì)、地理環(huán)境的影響，導(dǎo)致漿液填充范圍不能很好地進(jìn)行控制，但為達(dá)到工程防滲的標(biāo)準(zhǔn)，就需要用超過三排的灌漿孔。該施工技術(shù)由于其難度較高，要求建筑施工人員必須掌握強(qiáng)有力的理論基礎(chǔ)知識(shí)，還要通過大量地實(shí)踐進(jìn)行施工經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。

4.4 混凝土防滲墻施工技術(shù)

該種施工技術(shù)主要就是垂直防滲技術(shù)，也是在20世紀(jì)60年代左右逐漸興起的，經(jīng)過了幾十年的應(yīng)用、改進(jìn)和提升，已經(jīng)成為了當(dāng)前我國(guó)使用范圍最廣的一種防滲施工技術(shù)，是堤防工程中非常重要的施工技術(shù)。混凝土防滲墻的施工技術(shù)，在施工中必須要加強(qiáng)防滲墻厚度的監(jiān)督和管理，由于墻段位置較為緊湊和密實(shí)，具備較強(qiáng)的安全性和穩(wěn)定性，可以實(shí)施永久性防滲施工，還能夠?qū)Τ霈F(xiàn)的滲漏問題進(jìn)行封堵。混凝土防滲墻的施工技術(shù)主要可以分為淺薄型與深厚型兩種基本形式。淺薄型施工技術(shù)的墻體深度基本上處于10～20m之間，但是只有少數(shù)的深度能夠達(dá)到30m，而厚度尺寸一般為100～250mm之間，最厚能夠達(dá)到300mm，目前多應(yīng)用在江、河等大型水利工程中，或者是使用在壩基厚度不超過30m的水頭較小土石壩堤防工程中的防滲結(jié)構(gòu)。深厚型的施工技術(shù)其防滲墻厚度可以達(dá)到600mm，甚至更高，最厚可以達(dá)到1300mm，該結(jié)構(gòu)形式基本上可以應(yīng)用到水頭在20m以上、墻深30m以上的大壩或者是重要地區(qū)中的防滲工程。

4.5 垂直鋪塑防滲施工技術(shù)

此類施工技術(shù)主要是在防滲施工中，利用鏈斗式挖槽機(jī)進(jìn)行整體開槽壩體和壩基，鋪設(shè)防滲塑膜后，結(jié)合回填處理方法，使回填材料通過析水處理結(jié)固成主體塑膜，以此形成復(fù)合型防滲帷幕。此類膜體無縫隙，整體具有良好的適應(yīng)性，可大大提升堤防防滲性能。實(shí)際施工中，垂直鋪塑防滲施工技術(shù)需保證不超過15cm的開槽深度，槽寬在15～30cm，利用此施工技術(shù)對(duì)平原地區(qū)、有較小截滲深度的水庫(kù)或小深度江河湖海等進(jìn)行堤防防滲。

4.6 自凝灰漿防滲墻施工技術(shù)

該施工技術(shù)是在塑性混凝土防滲墻施工技術(shù)發(fā)展而來的，在具體施工中主要是應(yīng)用水泥、膨潤(rùn)土制作施工材料，并且加入了一定量的緩凝劑來制作自凝灰漿。自凝灰漿防滲施工技術(shù)主要是一個(gè)非獨(dú)立防滲墻施工技術(shù)，通常可以作為其他技術(shù)的補(bǔ)充方式：在對(duì)必須要進(jìn)行的泥漿防滲墻施工技術(shù)來進(jìn)行鉆孔施工，灌入配置好的泥漿，凝固之后就能夠形成穩(wěn)定的防滲層結(jié)構(gòu)，從而可以提升防滲性能。自凝灰漿防滲墻施工技術(shù)在國(guó)外應(yīng)用比較廣泛，使用范圍也比較廣，但是目前我國(guó)起步比較晚，技術(shù)還不是很成熟。

4.7 劈裂灌漿施工技術(shù)

劈裂灌漿技術(shù)主要應(yīng)用在水利工程堤防發(fā)生嚴(yán)重滲漏狀況下使用的技術(shù)。此技術(shù)屬于一項(xiàng)補(bǔ)救性質(zhì)技術(shù)類型。此技術(shù)由我國(guó)自主研發(fā)，在堤防出現(xiàn)嚴(yán)重滲漏時(shí)使用此技術(shù)能夠發(fā)揮其作用。此技術(shù)具有諸多的優(yōu)勢(shì)，其中比較突出的是設(shè)備操作簡(jiǎn)便，時(shí)間周期短，效果顯著。在具體操作過程中，需注意以下幾個(gè)方面：①需在項(xiàng)目中間區(qū)域鉆灌漿孔，所有灌漿孔均需能夠承受多次灌漿作業(yè)。②在灌漿孔內(nèi)部需完成壓力檢測(cè)，只有滿足相關(guān)規(guī)范后方可完成后續(xù)操作。③作業(yè)完成后續(xù)在縫隙內(nèi)部構(gòu)建一道防水建筑。此技術(shù)對(duì)于嚴(yán)重堤防滲漏具有良好的效果。

4.8 塑性混凝土成墻技術(shù)

在堤防壩體、墻體淺層滲漏初期，塑性混凝土成墻技術(shù)防滲作用良好。該技術(shù)是使用鉆機(jī)在滲漏位置展開鉆孔操作，同時(shí)對(duì)孔洞的深度及孔徑進(jìn)行把控，禁止出現(xiàn)超鉆或者少鉆的情況發(fā)生，在孔洞各項(xiàng)要求均達(dá)標(biāo)后便可灌注水泥砂漿，在灌注施工中施工人員需要做好灌漿壓力和灌漿量進(jìn)行嚴(yán)格控制，在孔口位置有漿液冒出后便可停止灌注施工，在混凝土凝固后會(huì)形成防滲墻，從而解決堤防滲漏問題。混凝土防滲墻包括深厚型和淺薄型兩種，深厚型防滲墻的深度值介于18m～32m之間，厚度值介于55cm～75cm之間，適用于深度值較大的險(xiǎn)要地段；淺薄型防滲墻的深度值介于12m～22m之間，厚度值介于8cm～24cm之間，在堤防防滲漏施工中比較常用，施工單位需要根據(jù)水利工程實(shí)際情況對(duì)混凝土防滲墻的類型進(jìn)行合理選用。

4.9 多頭深拌施工技術(shù)

多頭深拌施工技術(shù)是一種全新的防滲技術(shù)，被廣泛應(yīng)用至深層混凝土攪拌施工中。在壩體水泥砂漿噴射施工中，多頭深拌施工技術(shù)可使土體與水泥砂漿更好的結(jié)合在一起，形成復(fù)合地基，在水泥砂漿凝固后會(huì)形成一定厚度的防滲墻，進(jìn)而將水利工程投入使用后堤防出現(xiàn)滲漏的可能進(jìn)行降低。

結(jié)語(yǔ)：

水利堤防工程防滲施工要求較高，為了保證施工質(zhì)量，結(jié)合工程地形地質(zhì)情況及工程技術(shù)要求，合理選用防滲施工技術(shù)。分別對(duì)塑性混凝土成墻技術(shù)、多頭深拌施工技術(shù)、帷幕灌漿技術(shù)、高壓噴射防滲墻施工技術(shù)、劈裂灌漿防滲施工技術(shù)與垂直鋪塑防滲施工技術(shù)進(jìn)行分析，確定其使用條件、特點(diǎn)；總結(jié)水利工程堤防工程防滲漏施工過程中可能存在的問題。在堤防修建過程中，設(shè)計(jì)人員、采購(gòu)人員等從施工材料、設(shè)備及技術(shù)進(jìn)行嚴(yán)格控制，最大程度地提升防滲性能，提高水利堤防工程整體質(zhì)量。