水利工程防渗处理施工技术综述

张华升

(新疆伊犁河流域开发建设管理局，乌鲁木齐 830000)

水利工程防渗处理施工技术综述

张华升

(新疆伊犁河流域开发建设管理局，乌鲁木齐 830000)

水体间的水头差形成了水流，水流过程中必须对水体周边形成渗透压力，而水体接能的周边土壤和岩层坝具渗透性。因此，水利工程设计中都必须做好防渗处理。特别是对运行已久的水工程。要做好维修保养，尤其是做好防渗处理。水利工程设施的相关防渗处理工作已越来越成为摆在水利工程建设者及工程管理部门面前的一项重要课题。

水利工程;防渗施工;钻乳灌浆成墙;振动成墙;膨胀浆塞法成灌浆

0 引言

中小型的水利水电枢纽工程在我国数量多，分布广，且坝型也较为丰富多样。目前，这些工程设施仍然在农村农田灌溉、减灾防洪、人民生产生活等各个方面发挥着重要作用。追溯这些工程设施的建设时期，可谓历史久远，其中的大多都是在特殊历史时期下建造的，经过了这许多年的不断使用，很多设施都或多或少地存在并发现了一些不同程度的病害问题。主要表现为：水坝的基础及主体工程出现了渗漏甚至渗透破坏现象等;当年在建造时参考的相关标准明显滞后偏低，达不到现行规范及标准的要求;工程建筑物失修老化。上述病害的大量存在，很大程度上导致水利水电枢纽工程无法正常运行，其效益也得不能充分发挥，并且还将会对下游的人民群众生命财产安全够成严重威胁，急需对其进行加固除害处理。

1 地下连续薄防渗墙技术

近年来，由于在水利工程防渗处理方面的防渗效果可靠，地下连续薄防渗墙技术得到越来越广泛的应用。该防渗技术主要适用于堤身(小型坝)和基础的垂直防渗，有时也被应用于坝体防渗心墙及土石坝防渗加固方面。在历经了多年的工程实践及不断探索之后，我国在堤防地下连续薄防渗墙施工技术方面取得了显著发展和进步。地下连续薄防渗墙技术与传统的相关技术设备比较，其主要优势在于该技术在造墙的效率方面有了显著提高，墙的厚度减少，而成墙的质量有了很大程度的提高。下面重点对地下连续薄防渗墙的常见的几种施工方法及相关设备进行介绍。

1.1 钻孔灌浆成墙技术

该成墙技术的基本工作原理是通过机械成孔后，向所成的孔内灌注浆液，并强力搅拌成墙。所用的设备比较常见的主要有两种：其中一种为小直径多头深层搅拌一次成墙桩机，主要是由专用导架、六头钻杆、液压步履行走底盘以及连锁器等够成，使用该设备成墙效率很高，最大成墙深度可达22m之多。另一种常用的成墙设备为多头双动力深层搅拌桩机，主要是由液压步履行走底盘、成墙器、三杆六头搅拌钻头及专用导架等部件构成，该成墙设备采用双动力驱动，最大成墙深度可达21 m，并且还具有钻杆中心距可调、钻孔多级调速、垂直精度控制方式先进、三管分别计量灌浆、对环境影响很小等诸多的优点。

1.2 液压抓斗混凝土超薄防渗墙技术

一般地，采用该技术成墙厚度大约25～30 cm，施工中用到的设备为CH—6O型、CH—80型的液压抓斗，均为国外生产。最大施工成槽深度可超过70m。因为墙体的厚度仅为通常所见的常规混凝土防渗墙厚度的1/3～1/2，通常施工条件下可以直接采用液压抓斗挖凿成槽，整个施工过程的机械化程度及工作效率都有很大程度的提升。通过采用该技术组织施工还可以节约大量的混凝土及其他相关工程材料，施工成本大幅度降低。同时，所成墙体在连续性及垂直度方面也能得到更好保障，防渗工程效果完全能够满足预期的设计要求，真正意义上充分体现出了混凝土防渗墙在防渗性能、工程造价、施工周期以及效用发挥等方面的独特优势。

1.3 振动成墙法

该施工方法的基本工作原理是通过机械振动的方式将模具沉入地下设计深度处，随后拔模成槽，再向所成槽中灌注浆液浆成墙。工程成墙施工中常见的有如下3种设备：

1)高频振锤薄壁板墙设备：主要是由主机、液压振动锤、动力站、配有底靴的H钢梁及工作导架组成。成墙最大深度为27 m，液压振动方式沉模。本带具有履带，行走定位相对比较方便，成墙厚度较小、劳动组合相对合理。

2)振动沉模板墙设备：由底盘(机械步履式)、模板、震锤、桩架等部件构成。通过机械振动的方式，把双模板交替强制压入地下设计深度处，随后强力拔出成槽，并向槽内灌注浆体形成墙体，成墙最大深度可达17 m。

3)振动插板成墙设备：由起重机(通用履带式)、插板、震锤等部件构成。通过机械振动的方式，把两块插板(互为导板)强制交替压切入地下设计深度处，成墙最大深度一般可达17 m，成墙厚度一般分为15 cm和18 cm两种规格。

上面所述的3种施工设备主要适用于砂性土、淤泥质土、黏土及含砾石的砂砾石土层地下连续薄防渗墙的工程施工中。由于振动类的成墙施工设备在工程施工中会产生很大的振动，一般在使用时其适用范围有所限制，通常用于基础及小型坝堤的垂直防渗施工。

2 膨胀浆塞法灌浆工艺及施工

工程实践中在对防洪大坝出现的横缝进行堵漏时，主要是依靠浆塞膨胀法施工工艺，使用该方法堵漏时浆液填充饱满，施工效果较好。

2.1 膨胀浆塞法灌浆工艺

在工程施工中的膨胀浆塞的形成是依靠灌浆实现的，主要工序：机械成孔—压水洗孔—灌注浆体—并浆—封孔。工程中成孔时一般选用4DJ—100型的钻机，成孔后的开口、终孔直径分别为105 mm、91 mm，所成孔的底部要深入基岩1.5 m左右深度，孔深一般在52 m左右。采用膨胀浆塞法进行灌浆时，由于使用的灌注材料绝大部分都是遇水就反应，浸水就膨胀，所以在对其进行灌注时应区别于水泥的灌注模式，最好是采用一次灌浆法最为适合。然而，通常的化学灌浆一次注浆方式对于50多米的充水深孔，若不排出水，其内包水量太大，浆柱往往很难密实，唯有将水排出才可保证浆液充添饱满。笔者经过认真研究和试验，最终确定了“以浆赶水、以水压浆”的施工方案。结合实测资料，复合料的比重为1：2(比水重)，施工中可将射浆管深插至孔的底部，使孔底溢出浆体，以浆体赶水上溢。为确保灌浆中形成的浆柱的密实度以及不自由发泡，就要保证不能让水自由溢流，实际操作中一般需在孔口予以限制，实现以水压浆。

2.2 膨胀浆塞法灌浆施工工艺中的具体操作举措

1)全孔注浆时间的控制：在进浆过程中应力求快速，要尽量赶在浆液还未固化之前就把全孔灌满，实现以浆赶水的目标，一般地，全孔总注浆应控制在10 min。结合施工中钻孔孔径及设计孔深等因素，确定40～50 L/min的进浆流速。具体施工中可改造CB—46型齿轮泵，选用功率为3.0 kW的二级电动机进行驱动来提升进浆速度，此外要用高压氧取代压缩空气(含水汽)作为动力源，以压力灌浆罐做备用，进而保证灌浆的连续性。

2)采用双层管法灌浆：内管应深入到孔的底部，下端还应设置逆止装置，以避免孔内的水进入到管内使得浆体在射浆管内发生化学反应。外管一般选用直径90 mm的排水管，上部接上压力表和控制阀，随时控制着回水(浆)压力。外管要深入到钻孔500 mm左右位置，上部缠上线麻并采用水泥水玻璃等将孔口封堵密实。

3 结语

作为专业性很强的一种技术手段，水利工程的防渗处理一般都要求技术人员应该更为全面地掌握专业技术，要在工程实践中吃苦耐劳，忘我奉献。因水利工程的投入一般都很大，且直接涉及周围临近区域的人民群众的生命财产安全，加之山水结构复杂、地形地貌特殊等情况，一定程度上给水利工程的建造及防渗处理带来了莫大的困难。这就要求我们水利工作者务必要在工程建设工程中深入一线，搞好调查研究，全面客观地掌握当地的土质结构、地貌特征等其相关情况，选用适合的施工工艺组织施工，堵漏防渗，除险加固，全面搞好水利工程设施的有关防渗处理工作，保证水利工程设施质量，使其在人类生产生活中发挥应有作用。

［1］朱方丽.水利工程防渗处理施工技术探讨［J］.中国科技博览，2010(32)：459.

［2］黄华.水利工程防渗技术与应用［J］.中国科技博览，2010(24)：255.

［3］刘值云.水利工程建设施工技术的探讨［J］.中国新技术新产品，2010(4)：126-127.

TV52

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1007-7596(2012)03-0119-02

2011-12-21

张华升(1976-)，男，新疆乌鲁木齐人，工程师。