小型水利工程堤防防渗施工技术研究

化希勇

（中国水利水电第十二工程局有限公司 浙江杭州 310004）

我国在发展过程中水利工程建设范围十分广泛，不仅有三峡这样的超级工程，还包括了许多小型水利设施，对我国农业发展起到极大作用。因其对民众生活影响较大，所以国民对水利工程的重视程度也很高。然而，在水利工程建设中，堤防防渗技术一直是较难解决的问题，是工程施工过程中的技术难点［1］，如不妥善治理，将给水利建设带来一系列安全隐患，影响整个工程的正常运行。本文以酉水落水洞水电站工程为例，对大型水利工程堤防防渗施工技术进行细致研究，旨在提升该工程项目的安全性和实用性。

1 工程概况

酉水落水洞水电站位于沅水一级支流酉水北源干流的中游，坝址位于湖南省龙山县白羊乡和湖北省来凤县绿水乡交界的龙咀河峡谷出口，距上游龙山县城12km、来凤县城21km，距下游已建的湾塘电站15km。

项目工程等别Ⅲ等，主要建筑物3级，大坝设计洪水标准50年一遇，校核洪水标准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，总库容3019 万m3，总装机35MW。

枢纽建筑物主要包括厂区及进厂公路、左右岸挡水坝、主副厂房及安装场、溢流坝。两岸均采用重力坝与岸坡连接，左岸接头坝连接主厂房进水口左边墩与左岸山坡，分5个坝段，长86.0m；右岸接头坝连接溢流坝右边墩与右岸山坡，分6个坝段，长125.04m。

2 工程防水施工要求

2.1 施工范围

小型水利工程在施工过程中防渗范围有明确规定，水利工程顶部防渗施工是整个施工过程中较为重要的环节，相关施工单位要对各个环节做好防渗水施工、验收及管理工作［2］。与此同时，在施工过程中，会运用到大量的建材及相关设备，为避免其因存放及环境因素遭受水的侵蚀，要注意做好前期防水工作，保证工程顺利开展。

2.2 施工要求

虽然改革开放以来，我国科技取得了飞速发展，但是防渗技术设备和经验方面与发达国家相比还存在一定的差距。

当前阶段，我国水利工程面临的主要问题为防渗技术单一，这主要是因为我国科技水平和西方发达国家还存在一定差距。而防渗工程具有较高的复杂性和严谨性，相关影响因素较多。单一的防渗技术很难达到工程预期的防渗目标，同时我国早期水利堤坝受制于技术和经验因素，对工程安全造成影响。因此，在防渗施工过程中，需满足以下施工要求。

首先，相关工作人员在工程开始之初，需对施工现场环境及堤防渗水情况进行实地勘察，之后根据实际环境有针对性地选择施工技术，完善施工方案，并在施工过程中严格依据相关方案开展施工，保证工程堤防结构质量［3］。

其次，很多工程因材料及设备影响导致堤坝防渗质量问题，相关技术人员和监理人员在施工过程中要严格把控建材及设备质量，预防因材料不合格影响施工效果，并严格按照规定合理使用仪器，保证施工进度。

最后，水利工程堤防防渗施工会受制于很多人为和技术因素，为保证工程顺利进行，可利用先进技术构建堤防结构三维立体图，确定相关数据，施工方据此进行针对性施工。同时，为预防因施工方人为因素影响施工质量，需加强对施工人员的培训力度，保证熟练掌握各项施工技术及整个施工流程，保证堤防防渗施工效果。

从上表中可以看出新疆忍冬在西宁城区3月底开始萌发，4月中旬开始展叶，5月到6月到达生长盛期，花期集中在5月中下旬，花期持续20-40d左右，果实在7月中下旬成熟，呈黄色或者红色，观赏价值较高。落叶期10月中下旬，整个生长期达215d，新疆忍冬萌芽较早，落叶比较晚，整个绿期比较长，适宜西宁地区园林配置示范及山地造林，是不可多得的优良园林绿化及造林树种。

本文通过以酉水落水洞水电站为例，对其堤坝防渗施工进行具体分析。

3 施工技术

3.1 灌浆工程概况

落水洞水电站的灌浆项目包括挡水坝工程、溢流坝工程、主副厂房的钻孔和帷幕灌浆、溢流坝坝踵及坝趾部位固结灌浆。一期为左岸挡水坝帷幕灌浆，溢流坝帷幕灌浆，右岸1#挡水坝帷幕和回填灌浆，厂房帷幕灌浆和钢衬接触灌浆。帷幕灌浆按坝（闸）段分序施工。

3.2 固结灌浆施工技术

溢流坝坝踵及坝趾部位各布置3 排固结灌浆孔，固结灌浆上游齿槽混凝土浇筑至413.6m，且在盖重混凝土达到50%强度后方可进行。固结灌浆孔定好方位，误差不大于5°，灌浆孔位置与设计孔位偏差不大于10cm。对于下游齿槽部位，为避免钻孔破坏底板结构钢筋，固结孔位预埋PVC套管［4］。

固结灌浆分2 序，每个次序第一段次压力按0.3MPa 控制，之后段次压力均按0.5MPa 控制；固结灌浆孔的排距2.0m，孔距3.0m、孔深5.0m。

冲洗风压及冲洗水压分别采取50%及80%的灌浆压力，需注意当压力大于0.5MPa 时，运用0.5MPa 即可。可运用风水联合或单一脉冲法冲洗断层夹泥及破碎带固结孔。结束冲洗后，需进行压水实验从而保证灌浆效果。在测试过程中，需要注意对存在地下水的固结孔进行涌水压力测定，为保证试验效果，可申报至相关工程师经批准后适当增加灌浆压力。灌浆过程中为防止意外情况出现，压力表需派遣专业人员进行看守，随时对被灌地段情况予以观察。在灌浆过程中需要注意，必须连续完成每个灌浆孔的灌浆工作，期间因故中断时间必须小于30min，如中断时间过长需重新进行清洗，针对清洗无效情况需扫孔重新从开始灌浆水灰比开始灌注。当规定压力下灌浆量不足0.8L/min或单孔灌浆注入率不足0.4L/min，继续进行30min灌注即可结束。如遇特殊情况无法满足上述结束标准，需及时向相关工作人员进行报告并针对实际情况进行处理。

整个灌浆过程需严格依据《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（SL 62-2014）完成，如灌浆中发生串浆、浆液变浓、冒浆等情况，相关工作人员需及时记录并依据规范及时处理。

3.3 帷幕灌浆施工技术

帷幕灌浆施工前需首先处理土层或者坝体的孔隙和裂缝，并完成注浆，通过连续性阻水帷幕进而降低渗流量及渗透压［5］。

帷幕灌浆采用自动记录仪进行数据采集和分析。帷幕灌浆混凝土盖重为3.0m，混凝土强度达到50%以上时方可进行灌浆。针对设置抬头观测设备的灌区，需首先进行仪器装置，并做好前期测试工作后即可开始正式灌浆。整个灌浆过程中需进行实时抬头监测并记录监测结果，一旦抬动变形值大于设计值时需及时停止施工，并将监测结果报送至监理人，根据实际情况进行处理。

先导孔采用自下而上分段灌浆法和孔口封闭法进行灌浆，分3 序，各序段次根据孔深确定，每个次序第一段次压力按0.3MPa 控制，之后的段次压力均按0.8MPa 控制。灌浆过程中，如发现建筑物结构分缝与抬动观测孔串通时，立即停灌，按监理人指示采取相应的处理措施。先导孔以外的孔灌浆方法采取自上而下分段循环灌浆，顺序同先导孔。制浆采用ZJ-400型高速搅拌机，灌注采用3SNS型灌浆泵。帷幕灌浆段长为5～6m，且最大不大于10m，混凝土结构与基岩接触的接触段长为2～3m。灌浆压力尽快达到设计压力，注入率较大时，采用分级升压［6］。

灌浆压力表和记录仪的压力变送器安装在灌浆孔孔口处回浆管路上，压力表和压力变送器与灌浆孔孔口间的管路长度不大于5m。灌浆压力保持平稳，测读压力波动的平均值，最大值也予以记录。灌浆浆液的浓度由稀到浓逐级变换，实际水灰比采用5∶1、3∶1、2∶1、1∶1、0.8∶1、0.5∶1等6个比例。

帷幕灌浆在设计压力下，注入率不大于1L/min，继续灌注30min，结束灌浆。

所有钻孔灌浆结束并经监理工程师验收合格后按照设计要求进行封孔，帷幕灌浆封孔采用“全孔灌浆法”。全孔灌浆结束需灌浆塞阻塞孔口，运用水灰比为0.5∶1新鲜水泥浆置换孔内余浆完成循环式灌浆封孔。封孔灌浆压力需大于灌浆结束压力，注入率小于1L/min连续灌注60min，封孔结束。帷幕灌浆全过程采用三参数自动记录仪采集数据。

帷幕灌浆技术主要应用于岩石和砂砾石地基施工。该技术通过连接帷幕顶部和混凝土坝体，将底部深入不透水的岩层深度，进而对地基中地下水渗透情况予以有效解决。在施工过程中，可将该项技术和下游排水系统联合应用，对降低闸坝的扬压力和渗透问题具有良好效果［7］。

3.4 导流底孔回填灌浆

由于导流底孔顶部难以浇筑密实，在顶部砼干缩后脱空区域进行回填灌浆：在导流底孔回填施工时预埋灌浆管，灌浆盒共设置12 个，排距3m，每排设置2个，间距1.8m、1.2m间隔布置，灌浆顺序由上游侧向下游侧，回填灌浆宜在导流底孔最后一层砼浇筑结束7d后进行，所用水泥的强度等级为P·O42.5，水灰比采用1∶1、0.5∶1 两个比级，灌浆压力采用0.3～0.5MPa，灌浆管停止吸浆，延续灌注10min即可结束灌浆。

施工过程中，在导流底孔混凝土施工中的按照设计要求预埋了回填灌浆管的方法，预埋管伸出封堵面10cm，并采取适当保护措施。

坝顶钻孔灌浆：混凝土施工完成后，回填灌浆施工中因闸门未封闭密实，灌浆压力将闸门向上游面顶出引发严重漏水，灌浆吸浆量大，难以停止。经讨论后决定从坝顶钻孔，布置3个孔，采用水灰比0.5∶1，灌浆压力0～0.5MPa，采用待凝、限量措施进行灌浆“堵漏”，在最大灌浆压力下，停止吸浆，继续灌注10min 内，灌浆结束，共计注入水泥27.132t，灌浆完成后未见漏水。预埋管回填灌浆：坝顶钻孔灌浆完成后，按照原设计要求，在预埋管进行回填灌浆，由于坝顶钻孔灌浆吸浆量大，未发现漏水情况［8］。

考虑到前期漏水严重的情况，后期布置检查孔1个，在新老混凝土接合处进行了简易压水试验，透水率为0.24Lu，说明漏水情况经灌浆处理后效果较好。

在该工程建设过程中主要采取以上几项防渗施工技术为主，检验通过后对如何根据工程实际情况合理运用堤坝防渗技术，进而符合防渗质量标准，使工程防渗达到预想效果，保证工程后期的稳步进行［9］。在项目部技术人员、监理及业主等多方工作人员详尽分析、实验后，明确上述防渗技术对于该工程地质情况具有显著效果，整个施工进程符合相关技术标准，防渗处理较为理想。

4 效果分析

隐蔽性是当前水利工程堤防防渗施工的主要特点及难点。在实际施工中，要根据现场勘察结果合理控制混凝土坍落度、水灰比及混凝土浇筑工作，并根据施工图纸及相关参数针对性选用，严格依据相关质量标准完成施工，达到理想堤防防渗效果。与此同时，施工前质检人员对水泥、人工砂、人工粗骨料等原材料进行随机取样，依据相关规范完成检验。同时，为保证中间产品质量成果，质检人员取样检测普通混凝土抗压强度、喷射混凝土抗压强度等，结果均符合设计要求。堤防防渗施工结束后，通过钻孔取芯法以分段方式完成取样，并进行净水头试压试验，防渗效果符合设计要求。同时，针对施工过程中个别块段混凝土表面麻面、露筋，局部缺棱掉角等混凝土问题，根据监理批复的混凝土缺陷修补验收表进行处理，处理效果良好。堤防防渗工作结束后，为对防渗墙厚度及渗水系数进行检验，工作人员根据工程实际情况进行蓄水压力实验及堤防渗漏实验，结果均满足施工要求［10］。

在整个工程后期高水位测试结束后，整个工程并未发生渗漏及质量问题，证实上述防渗施工技术达到施工整体质量要求。

5 结语

水利建设项目是推进我国经济可持续发展的一个重要环节，因此，要与时俱进，全面地分析其在建设中存在的问题，并采取适当的措施，以提高工程的整体稳定性和安全性。本文结合实际情况，给出了一些有针对性的意见，以期为有关部门提供一些重要的参考，并为今后的水利建设工作奠定一个良好的基础。