浅析小型水利工程防渗处理施工技术

□郭养锋

在小型水利水电工程中，渗漏是最常见和最突出的问题。渗透的种类包括坝体和坝肩两种。依照坝型分类的差异，以及病害种类不同，要使用不一样的处理办法，其中两种是灌浆工艺和防渗墙工艺。

一、防渗墙类型及其特点

防渗墙工艺对于墙体的要求是：厚度小，不易渗透，弹性大，寿命长，投入花费小。防渗墙施工有多头深层搅拌水泥土法、锯槽法、链斗法、射水法和倒挂井法等成墙工艺。

(一)多头深层搅拌水泥土成墙工艺

多头深层搅拌桩机一次多头钻进，它的特点是操作简单，不会发生泥浆浸染，花销少，适用于粘土、砂土、淤泥和直径小于5cm砂砾层。经验表明，此种方法防护能力强，质量可靠，能够兼顾经济和社会效益，有发展潜力。

(二)射水法成墙工艺

射水法成墙工艺适用于粘土、砂土和粒径小于100mm的砂砾石地层中。射水法成墙工艺主要用到了造孔机、混凝土搅拌机和浇筑机三种设备。其中造孔机主要是通过自身内部的成型器喷射出高速水流并切割或破碎土层,造孔机内成型器还通过采用泥浆护壁正循环或反循环出渣的形式上下运动切割修整孔壁；浇筑机主要是在槽孔形成后将混凝土或塑性混凝土浇筑于槽孔内，使之形成厚为0.22mm～0.45mm、深度可达30m、成墙垂直精度可达三百分之一的薄壁防渗墙。在1998 年历史上罕见的特大洪水过后，在长江、赣江、鄱阳湖等国内重要堤防加固工程中，射水法得到了广泛采用，取得了较好的社会效益和经济效益。

(三)薄型抓斗成墙工艺

采用斗宽为0.3m 的薄型抓斗挖土开槽，泥浆护壁，浇筑塑性混凝土或用自凝灰浆形成薄壁防渗墙，最大成墙深度可达40m，适用于粘土、砂土及卵石和砂砾的含量与粒径在一定范围内的土层。

(四)链斗法成墙工艺

链斗法成墙工艺主要是指通过链斗式开槽机排桩上的旋转链斗取土,同时下放排桩于成墙深度,再通过挖槽机向前移动挖槽(开槽宽度为16cm～50cm,深度可达10m～15m),并采用泥浆护壁,浇筑混凝土形成防渗墙体。适应于粘土、砂土和粒径小于槽厚的、含量小于30%的砂砾石地层。

(五)锯槽法成墙工艺

在先导孔中，锯槽机的刀杆以一定的倾角一边作上下往复切割运动，一边以0.8～1.5m/h 的速度(根据地层状况)向前移动开槽;被锯切割下来的土体可由反循环或正循环方式的排渣系统排出槽外，并采用泥浆护壁。浇筑塑性混凝土，形成宽度为0.2～0.3m 的防渗墙体。锯槽机由行走底盘、动力及传动系统、刀杆及支架加压系统、排渣系统、起重设施及电气控制系统组成；传动方式有机械式与液压式2 种。以不同规格的刀杆进行组合，开槽宽度可达0.2～0.5m、深度达到40m。锯槽法的优点是连续成槽、工效高、墙体连续、质量好，并且成墙深，适应于粘土、砂土和卵石粒径小于100mm 的砂砾石地层；还可以采用自凝灰浆、固化灰浆形成不同强度和抗渗指标的防渗墙。

二、灌浆类型及其特点

土石坝坝体、坝基防渗处理中，灌浆方法主要有均质土坝及宽心墙坝的坝体劈裂灌浆、高压喷射灌浆、坝基卵砾石层防渗帷幕灌浆等。

(一)土坝坝体劈裂灌浆

坝体劈裂灌注主要是指运用坝体应力分布规律的特点,使用一定的灌浆压力,将坝体沿坝轴线方向劈裂,同时将泥浆适量地灌进劈裂处,使之形成铅直连续的防渗泥墙,从而达到堵塞漏洞与裂缝的目的,提高坝体的防渗能力。另外,坝体劈裂灌注后可通过浆与坝之间的互压和湿陷作用,使坝体内部应力重新分布,同时提高坝体的变形稳定性。高压喷射灌浆主要用于均质土坝及宽心墙坝中。在使用高压喷射灌浆方法时应根据坝体渗漏的具体情况采取相应的防渗施工措施,如当坝体施工质量较差,甚至上下游之间出现贯通横缝现象时,应做全线的劈裂灌浆;而当坝体只是局部出现裂缝时,只需在可能有裂缝处均匀布置类似固结灌浆的灌浆孔群即可。

(二)卵砾石层防渗帷幕灌浆

与岩石层灌浆工艺有所不同，卵砾石层以粘土作为主要成分，掺入泥浆，不过卵砾石层在钻孔方面不大容易，所以要经常利用套阀式等工艺。根据地质条件的不同，有些地方难以有效控制浆液的流动范围，为了使防渗效果达到最好，可能使用超过3 排的灌浆孔。

(三)高压喷射灌浆

形成的高速喷射流束将被灌地层结构切割及破碎掉,同时让水泥浆液顺势冲填其中,与被灌地层土颗粒掺混并形成壁状固结体,从而实现防渗目的,提高地基承载能力。根据被灌地层结构和防渗要求不同，又分为定喷、摆喷和旋喷。高压喷射灌浆具有设备简单、造价低、料源广、功效高及搭接防渗效果好等优点,但同时也存在使用设备较多、对被灌地质条件要求相对较高、较难控制、易形成漏喷现象等缺点。

(四)控制性灌浆

近年来，控制性灌浆的使用范围和效果都有所增强，这是对传统工艺的改进。控制性灌浆的目的是掌握浆液的流出程度，力图减少花费、增强效果、保证质量。

三、复合土工膜防渗技术

复合土工膜是一种新颖的工程材料，它是由土工织物、土工膜、土工织物三层组成，积聚了土工织物和土工膜的优点。复合土工膜是用聚乙烯或聚氯乙烯的增强改性压延成膜与涤纶针刺土工布热合而成，具有质量轻、耐拉力、韧性好、可承受强压力、防渗、工艺简便、便宜、可用时间长等优点，具有十分可观的社会效益和经济效益。复合土工膜的这些优点，使其在水利水电工程、隧道工程防渗、防洪堤防、水库加固防渗等现代建设工程中广泛运用。

要依照工程重要程度的排列、操作水准来进行计划，找到接缝工艺检测的最好办法。在技艺以及合理性上进行比较，以选择最好的材料种类，控制膜的厚度，对力学、颜色的使用、透明程度等进行考虑。

要特别注意土工膜、防渗板等工艺之间的联系。使用合理的接缝形式是整个工程效果的直接保证。必须保证接头和缝隙的密封效果，使土工膜等工艺相互连接紧密，从而达到防渗效果。