试论水利工程防渗处理施工技术应用

高淑英

(吉林省第二松花江防汛机动抢险队 长春 130000)

水利工程的病险问题一直深受重视，如:工程建筑物年岁较长而修缮不力;实际抗洪能力较弱，不符合当下相关的标准规范;建设的坝基、坝体部分出现渗漏，甚至渗透破坏的状况。如今我国的大部分水利工程均运行了多年，很多工程或多或少地出现了上述病状。这些病险问题，轻则影响水利枢纽工程的正常运转，无法完全体现出其自身的效益;重则严重地威胁到生活在下游地区居民的生命财产安全，因此进行必要的除险加固工作迫在眉睫。据经验，渗透问题是水利水电枢纽工程中最显著的病征，通常表现为坝体渗透或地基渗透。解决的方式应该视具体情况而定，最常采用的两种方式是灌浆和修筑防渗墙。

1 水利工程中防渗施工技术概述

水利工程与一般建筑物最大的区别主要体现在抗震性、稳定性，以及基础部位的防渗性上，其中尤以防渗工作最应当重视。渗透问题是水利工程建设的大患，一旦出现，首先会造成巨大的经济损失，其次还会给工程项目埋下重大的安全隐患。笔者经过对国内外的各种水利工程建设资料的研究分析，总结出两个最易引发水利工程重大安全事故的因素:ⓐ建筑本身或是建筑所在的地基强度不够，达不到预期要求;ⓑ技术层面的问题导致地基部分的防渗工作不到位，以至于整体的防渗性能显著下降。在一项施工项目中，技术性的失误都是大失误，往往决定了整体工程的防渗性能，极有可能成为一项安全隐患，最终引发安全事故。所以在水利工程还处于设计阶段的时候就应该有一份详实可行、科学合理的防渗技术方案。

2 防渗墙类型及其特点

对于防渗墙，通常有几大基本的要求:首先渗透系数低，其次应具有较好的柔性以及耐久性，最后还应保证墙体厚度尽量小，造价尽量低。渡槽需要经受昼夜温差以及四季交替，通常用来填充装配缝或伸缩缝的填缝材料都不具有太高的柔性，以至于对温度的变换不够适应。材料本身的特性导致其变形，从而使得槽角缝、装配缝、伸缩缝发生不同程度的开裂，最终表现为渡槽的侧漏。在通常的建筑过程中沥青油毡以及10号和30号的石油沥青是最为常见的渡槽用于填缝的材料。而石油沥青油毡所做的防水层在夏秋两季受到环境影响和温度变化极易断裂。该材料在夏秋两季的实际表面温度高达60℃甚至更高，而此温度下，防水层几乎处于完全软化的状态，此时若是温度骤降，如遇水甚至暴雨，必将迅速变脆断裂，从而漏水。而混凝土、水泥砂浆等材料其抗拉强度远弱于抗压强度，在凝固的时候如果得不到及时的养护，极易发生水热化作用，然后产生一些细微的裂缝。防渗墙的成墙工艺基本上分为多头深层搅拌水泥土、薄型抓斗、锯槽法、倒挂井法、链斗法和射水法等几种。

2.1 多头深层搅拌水泥土成墙工艺

多头深层搅拌水泥土成墙工艺的原理为:利用多头深层搅拌桩机一次多探头同时钻入，将水泥浆与土体本身搅拌混合，最终凝结成水泥土桩，再把桩与桩之间相互搭接最终形成水泥土防渗墙。这种做法有非常大的可取之处和发展前景，能够广泛应用于砂土、砂砾层、黏土以及淤泥土质等多种土质，并且施工方法简单易行，造价较低经济实惠，并且没有泥浆污染的状况。最终形成的防渗墙防渗效果也较为可观，应属地下防渗工程中最为经济有效的方法之一。

2.2 薄型抓斗成墙工艺

薄型抓斗成墙的工艺是利用薄型抓斗来进行挖土开槽，用自凝灰浆在土面上形成薄壁防渗墙，或是浇筑自身具有塑性的混凝土。这种成墙方式最大深度可达40m。此方法也能广泛地应用于砂土、卵石、砂砾的粒径与含量控制在固定范围内的土层以及黏土等多种土质。

2.3 锯槽法成墙工艺

锯槽法成墙工艺主要应用于黏土、粒径小于100mm的卵石或砂土组成的砂砾石的土层，能够根据需要自由选用固化灰浆法或是自凝灰浆法，来建成抗渗指标不同的防渗墙。具体的操作方法主要是:使锯槽机的刀杆根据地层的状况，保持0.8～1.5m/h的向前推进的速度，同时以相应的倾角在先导孔中做上下往复的切割运动，并利用正循环或反循环形式的排渣系统将切下来的的土体排出槽外。利用泥浆护壁，并以塑性混凝土进行浇筑，筑成宽度约为0.2～0.3m左右的防渗墙体。这种工艺的最显著特点是成墙较深，能保证较高的工效，因为成槽连续，所以墙体的连续性也较好。

2.4 链斗法成墙工艺

链斗法成墙工艺多应用于砂土，以及砂砾含量低于30%、粒径不超过槽厚的砂砾石地质，以及黏土土质。此工艺的主要原理是利用链斗式开槽机及其排桩上的旋转链斗移置土，并将排桩下放置成墙需要的深度。随着开槽机的前进来挖出沟槽，也利用泥浆护壁，接下来的浇筑方法与锯槽法相近。采用链斗法开出的槽宽约为16～50cm，而深度可以达到10～15m。

2.5 射水法成墙工艺

射水法成墙的工艺已经在国内的各种重要堤防加固的工程中得到广泛的应用，它能够凝成深度30m，厚度0.22～0.45m的墙体，且可以保证极高的垂直精度，已经实现了非常好的社会经济效益。射水法适用的范围与锯槽法相似，主要采用的机械设备为:混凝土搅拌机、造孔机以及浇铸机。工作的大致步骤是先用造孔机以高度水流将土层进行切割，并用成型器来修整切出来的孔壁，用泥浆护壁，同样的正反循环排渣系统排渣，完成槽孔后，浇筑塑性或水下混凝土，建成所需的薄壁防渗墙。

3 灌浆类型及其特点

3.1 土坝坝体劈裂灌浆

土坝坝体劈裂式灌浆是运用坝体应力分布规律，用一定的灌浆压力，将坝体沿坝轴线方向劈裂，同时灌注合适的泥浆，形成铅直连续的防渗泥墙，从而堵塞漏洞、裂缝或切断软弱层，提高坝体的防渗能力，并通过浆、坝互压和湿陷，使坝体内部应力重分布，提高坝体变形稳定性。针对裂缝的局部灌浆，在可能有裂缝的区域，均匀布置类似固结灌浆的灌浆孔群;对坝体施工质量差，甚至出现上下游贯通的横缝，一般应做全线的劈裂灌浆。

3.2 高压喷射灌浆

灌浆还可以采用高压喷射的形式，它的原理主要是通过高压使得水泥浆液与被灌土地的层土颗粒混杂至一处，凝结成壁状的固体，达到防渗的效果。高压喷射灌浆用于防渗工作有几大明显的优势:工作效率比较高，所需料源经济方便，所需设备也比较简单，在用于搭接防渗的时候效果尤其明显。然而相对其他方法，也有一些不可忽视的制约:施工时需要的机具很多，对地质本身的条件有限制，当颗粒较大(大于200mm)的时候较难控制，易出现漏喷的情况。

3.3 卵砾石层防渗帷幕灌浆

卵砾石层的防渗帷幕灌浆大都采用黏土为主加少量水泥的混合浆液进行灌注，不同于在岩石中灌浆。因受地质条件的限制，不能有效控制浆液的填充范围，为达到相对较高的防渗标准，常需采用三排以上的灌浆孔。随着防渗墙技术的日益成熟，目前较少采用该方法，仅作为当灌浆作为补充勘探时的手段，同时兼顾防渗处理。该方法可以更加准确地针对发生集中渗漏的地点，通过少量的灌浆使问题得到解决。

3.4 控制性灌浆

控制性灌浆是近年来提出的一种改进型灌浆工艺，是对传统灌浆工艺的一种调整，通过控制浆液压力和流量，在保证质量和效果的前提下，有效控制灌浆范围，节约时间和投资。

4 结语

随着水利工程的发展，新的技术和施工方法的采用，使得小型水利水电枢纽工程除险加固的方法多样化起来。传统的防渗、灌浆的方法在目前还是有效的，且使用范围广。可以针对小型水利水电枢纽工程的不同特点，采取不同的方法。❀

1 邱灏．水利工程防渗处理施工技术综评［J］．黑龙江水利科技，2011(01)．

2 李接龙．水利工程防渗处理技术探讨［J］．民营科技，2011(12)．

3 王子栋．水利工程的防渗处理措施［J］．科技创新与应用，2012(01)．