小型水利工程堤防防滲施工技術研究

化希勇

（中國水利水電第十二工程局有限公司 浙江杭州 310004）

我國在發展過程中水利工程建設范圍十分廣泛，不僅有三峽這樣的超級工程，還包括了許多小型水利設施，對我國農業發展起到極大作用。因其對民眾生活影響較大，所以國民對水利工程的重視程度也很高。然而，在水利工程建設中，堤防防滲技術一直是較難解決的問題，是工程施工過程中的技術難點［1］，如不妥善治理，將給水利建設帶來一系列安全隱患，影響整個工程的正常運行。本文以酉水落水洞水電站工程為例，對大型水利工程堤防防滲施工技術進行細致研究，旨在提升該工程項目的安全性和實用性。

1 工程概況

酉水落水洞水電站位于沅水一級支流酉水北源干流的中游，壩址位于湖南省龍山縣白羊鄉和湖北省來鳳縣綠水鄉交界的龍咀河峽谷出口，距上游龍山縣城12km、來鳳縣城21km，距下游已建的灣塘電站15km。

項目工程等別Ⅲ等，主要建筑物3級，大壩設計洪水標準50年一遇，校核洪水標準500年一遇。正常蓄水位443.0m（汛期防洪限制水位441.0m），死水位440.0m，校核洪水位445.54m，總庫容3019 萬m3，總裝機35MW。

樞紐建筑物主要包括廠區及進廠公路、左右岸擋水壩、主副廠房及安裝場、溢流壩。兩岸均采用重力壩與岸坡連接，左岸接頭壩連接主廠房進水口左邊墩與左岸山坡，分5個壩段，長86.0m；右岸接頭壩連接溢流壩右邊墩與右岸山坡，分6個壩段，長125.04m。

2 工程防水施工要求

2.1 施工范圍

小型水利工程在施工過程中防滲范圍有明確規定，水利工程頂部防滲施工是整個施工過程中較為重要的環節，相關施工單位要對各個環節做好防滲水施工、驗收及管理工作［2］。與此同時，在施工過程中，會運用到大量的建材及相關設備，為避免其因存放及環境因素遭受水的侵蝕，要注意做好前期防水工作，保證工程順利開展。

2.2 施工要求

雖然改革開放以來，我國科技取得了飛速發展，但是防滲技術設備和經驗方面與發達國家相比還存在一定的差距。

當前階段，我國水利工程面臨的主要問題為防滲技術單一，這主要是因為我國科技水平和西方發達國家還存在一定差距。而防滲工程具有較高的復雜性和嚴謹性，相關影響因素較多。單一的防滲技術很難達到工程預期的防滲目標，同時我國早期水利堤壩受制于技術和經驗因素，對工程安全造成影響。因此，在防滲施工過程中，需滿足以下施工要求。

首先，相關工作人員在工程開始之初，需對施工現場環境及堤防滲水情況進行實地勘察，之后根據實際環境有針對性地選擇施工技術，完善施工方案，并在施工過程中嚴格依據相關方案開展施工，保證工程堤防結構質量［3］。

其次，很多工程因材料及設備影響導致堤壩防滲質量問題，相關技術人員和監理人員在施工過程中要嚴格把控建材及設備質量，預防因材料不合格影響施工效果，并嚴格按照規定合理使用儀器，保證施工進度。

最后，水利工程堤防防滲施工會受制于很多人為和技術因素，為保證工程順利進行，可利用先進技術構建堤防結構三維立體圖，確定相關數據，施工方據此進行針對性施工。同時，為預防因施工方人為因素影響施工質量，需加強對施工人員的培訓力度，保證熟練掌握各項施工技術及整個施工流程，保證堤防防滲施工效果。

從上表中可以看出新疆忍冬在西寧城區3月底開始萌發，4月中旬開始展葉，5月到6月到達生長盛期，花期集中在5月中下旬，花期持續20-40d左右，果實在7月中下旬成熟，呈黃色或者紅色，觀賞價值較高。落葉期10月中下旬，整個生長期達215d，新疆忍冬萌芽較早，落葉比較晚，整個綠期比較長，適宜西寧地區園林配置示范及山地造林，是不可多得的優良園林綠化及造林樹種。

本文通過以酉水落水洞水電站為例，對其堤壩防滲施工進行具體分析。

3 施工技術

3.1 灌漿工程概況

落水洞水電站的灌漿項目包括擋水壩工程、溢流壩工程、主副廠房的鉆孔和帷幕灌漿、溢流壩壩踵及壩趾部位固結灌漿。一期為左岸擋水壩帷幕灌漿，溢流壩帷幕灌漿，右岸1#擋水壩帷幕和回填灌漿，廠房帷幕灌漿和鋼襯接觸灌漿。帷幕灌漿按壩（閘）段分序施工。

3.2 固結灌漿施工技術

溢流壩壩踵及壩趾部位各布置3 排固結灌漿孔，固結灌漿上游齒槽混凝土澆筑至413.6m，且在蓋重混凝土達到50%強度后方可進行。固結灌漿孔定好方位，誤差不大于5°，灌漿孔位置與設計孔位偏差不大于10cm。對于下游齒槽部位，為避免鉆孔破壞底板結構鋼筋，固結孔位預埋PVC套管［4］。

固結灌漿分2 序，每個次序第一段次壓力按0.3MPa 控制，之后段次壓力均按0.5MPa 控制；固結灌漿孔的排距2.0m，孔距3.0m、孔深5.0m。

沖洗風壓及沖洗水壓分別采取50%及80%的灌漿壓力，需注意當壓力大于0.5MPa 時，運用0.5MPa 即可。可運用風水聯合或單一脈沖法沖洗斷層夾泥及破碎帶固結孔。結束沖洗后，需進行壓水實驗從而保證灌漿效果。在測試過程中，需要注意對存在地下水的固結孔進行涌水壓力測定，為保證試驗效果，可申報至相關工程師經批準后適當增加灌漿壓力。灌漿過程中為防止意外情況出現，壓力表需派遣專業人員進行看守，隨時對被灌地段情況予以觀察。在灌漿過程中需要注意，必須連續完成每個灌漿孔的灌漿工作，期間因故中斷時間必須小于30min，如中斷時間過長需重新進行清洗，針對清洗無效情況需掃孔重新從開始灌漿水灰比開始灌注。當規定壓力下灌漿量不足0.8L/min或單孔灌漿注入率不足0.4L/min，繼續進行30min灌注即可結束。如遇特殊情況無法滿足上述結束標準，需及時向相關工作人員進行報告并針對實際情況進行處理。

整個灌漿過程需嚴格依據《水工建筑物水泥灌漿施工技術規范》（SL 62-2014）完成，如灌漿中發生串漿、漿液變濃、冒漿等情況，相關工作人員需及時記錄并依據規范及時處理。

3.3 帷幕灌漿施工技術

帷幕灌漿施工前需首先處理土層或者壩體的孔隙和裂縫，并完成注漿，通過連續性阻水帷幕進而降低滲流量及滲透壓［5］。

帷幕灌漿采用自動記錄儀進行數據采集和分析。帷幕灌漿混凝土蓋重為3.0m，混凝土強度達到50%以上時方可進行灌漿。針對設置抬頭觀測設備的灌區，需首先進行儀器裝置，并做好前期測試工作后即可開始正式灌漿。整個灌漿過程中需進行實時抬頭監測并記錄監測結果，一旦抬動變形值大于設計值時需及時停止施工，并將監測結果報送至監理人，根據實際情況進行處理。

先導孔采用自下而上分段灌漿法和孔口封閉法進行灌漿，分3 序，各序段次根據孔深確定，每個次序第一段次壓力按0.3MPa 控制，之后的段次壓力均按0.8MPa 控制。灌漿過程中，如發現建筑物結構分縫與抬動觀測孔串通時，立即停灌，按監理人指示采取相應的處理措施。先導孔以外的孔灌漿方法采取自上而下分段循環灌漿，順序同先導孔。制漿采用ZJ-400型高速攪拌機，灌注采用3SNS型灌漿泵。帷幕灌漿段長為5～6m，且最大不大于10m，混凝土結構與基巖接觸的接觸段長為2～3m。灌漿壓力盡快達到設計壓力，注入率較大時，采用分級升壓［6］。

灌漿壓力表和記錄儀的壓力變送器安裝在灌漿孔孔口處回漿管路上，壓力表和壓力變送器與灌漿孔孔口間的管路長度不大于5m。灌漿壓力保持平穩，測讀壓力波動的平均值，最大值也予以記錄。灌漿漿液的濃度由稀到濃逐級變換，實際水灰比采用5∶1、3∶1、2∶1、1∶1、0.8∶1、0.5∶1等6個比例。

帷幕灌漿在設計壓力下，注入率不大于1L/min，繼續灌注30min，結束灌漿。

所有鉆孔灌漿結束并經監理工程師驗收合格后按照設計要求進行封孔，帷幕灌漿封孔采用“全孔灌漿法”。全孔灌漿結束需灌漿塞阻塞孔口，運用水灰比為0.5∶1新鮮水泥漿置換孔內余漿完成循環式灌漿封孔。封孔灌漿壓力需大于灌漿結束壓力，注入率小于1L/min連續灌注60min，封孔結束。帷幕灌漿全過程采用三參數自動記錄儀采集數據。

帷幕灌漿技術主要應用于巖石和砂礫石地基施工。該技術通過連接帷幕頂部和混凝土壩體，將底部深入不透水的巖層深度，進而對地基中地下水滲透情況予以有效解決。在施工過程中，可將該項技術和下游排水系統聯合應用，對降低閘壩的揚壓力和滲透問題具有良好效果［7］。

3.4 導流底孔回填灌漿

由于導流底孔頂部難以澆筑密實，在頂部砼干縮后脫空區域進行回填灌漿：在導流底孔回填施工時預埋灌漿管，灌漿盒共設置12 個，排距3m，每排設置2個，間距1.8m、1.2m間隔布置，灌漿順序由上游側向下游側，回填灌漿宜在導流底孔最后一層砼澆筑結束7d后進行，所用水泥的強度等級為P·O42.5，水灰比采用1∶1、0.5∶1 兩個比級，灌漿壓力采用0.3～0.5MPa，灌漿管停止吸漿，延續灌注10min即可結束灌漿。

施工過程中，在導流底孔混凝土施工中的按照設計要求預埋了回填灌漿管的方法，預埋管伸出封堵面10cm，并采取適當保護措施。

壩頂鉆孔灌漿：混凝土施工完成后，回填灌漿施工中因閘門未封閉密實，灌漿壓力將閘門向上游面頂出引發嚴重漏水，灌漿吸漿量大，難以停止。經討論后決定從壩頂鉆孔，布置3個孔，采用水灰比0.5∶1，灌漿壓力0～0.5MPa，采用待凝、限量措施進行灌漿“堵漏”，在最大灌漿壓力下，停止吸漿，繼續灌注10min 內，灌漿結束，共計注入水泥27.132t，灌漿完成后未見漏水。預埋管回填灌漿：壩頂鉆孔灌漿完成后，按照原設計要求，在預埋管進行回填灌漿，由于壩頂鉆孔灌漿吸漿量大，未發現漏水情況［8］。

考慮到前期漏水嚴重的情況，后期布置檢查孔1個，在新老混凝土接合處進行了簡易壓水試驗，透水率為0.24Lu，說明漏水情況經灌漿處理后效果較好。

在該工程建設過程中主要采取以上幾項防滲施工技術為主，檢驗通過后對如何根據工程實際情況合理運用堤壩防滲技術，進而符合防滲質量標準，使工程防滲達到預想效果，保證工程后期的穩步進行［9］。在項目部技術人員、監理及業主等多方工作人員詳盡分析、實驗后，明確上述防滲技術對于該工程地質情況具有顯著效果，整個施工進程符合相關技術標準，防滲處理較為理想。

4 效果分析

隱蔽性是當前水利工程堤防防滲施工的主要特點及難點。在實際施工中，要根據現場勘察結果合理控制混凝土坍落度、水灰比及混凝土澆筑工作，并根據施工圖紙及相關參數針對性選用，嚴格依據相關質量標準完成施工，達到理想堤防防滲效果。與此同時，施工前質檢人員對水泥、人工砂、人工粗骨料等原材料進行隨機取樣，依據相關規范完成檢驗。同時，為保證中間產品質量成果，質檢人員取樣檢測普通混凝土抗壓強度、噴射混凝土抗壓強度等，結果均符合設計要求。堤防防滲施工結束后，通過鉆孔取芯法以分段方式完成取樣，并進行凈水頭試壓試驗，防滲效果符合設計要求。同時，針對施工過程中個別塊段混凝土表面麻面、露筋，局部缺棱掉角等混凝土問題，根據監理批復的混凝土缺陷修補驗收表進行處理，處理效果良好。堤防防滲工作結束后，為對防滲墻厚度及滲水系數進行檢驗，工作人員根據工程實際情況進行蓄水壓力實驗及堤防滲漏實驗，結果均滿足施工要求［10］。

在整個工程后期高水位測試結束后，整個工程并未發生滲漏及質量問題，證實上述防滲施工技術達到施工整體質量要求。

5 結語

水利建設項目是推進我國經濟可持續發展的一個重要環節，因此，要與時俱進，全面地分析其在建設中存在的問題，并采取適當的措施，以提高工程的整體穩定性和安全性。本文結合實際情況，給出了一些有針對性的意見，以期為有關部門提供一些重要的參考，并為今后的水利建設工作奠定一個良好的基礎。