水利工程施工中防渗技术的运用探索

[ 作者简介 ]

黄世楠，男，贵州黔南州人 ，平塘县水利水电规划设计中心，水利水电工程助理工程师，本科，研究方向：水利水电工程。

[ 摘要 ]

随着社会的发展，我国的建筑种类和规模不断扩大。目前，水利工程的建设不仅可以满足用电需求，给国家带来巨大的经济效益和社会效益，而且可以提高水资源利用效率，满足节能环保的需要。节水工程建设中的渗水问题是一个影响较大的问题。不采取有效的反垄断措施会影响程序的质量，暴露出各种潜在的安全威胁。因此，应根据水利水电工程的实际情况，采用适宜的防渗施工技术。

[ 关键词 ]

水利工程;防渗;施工技术

中图分类号：TV52

文献标识码：A

DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2022.08.053

水利工程是我国基础建设的重要组成部分，是典型的民生工程，不仅能防洪、发电，还有助于水上交通、灌溉农田。水利工程按照工作范围可以分为挡水工程、泄水工程、进出水工程、护堤建筑物以及特殊建筑物。对于水利工程来说，结构自身的耐久性是重中之重，因为水利工程施工困难，养护烦琐，且设计服务年长，所以为了提高水利工程的耐久性，必须保证水利工程结构具有一定的防渗漏能力。因此，在水利工程施工过程中，防渗漏施工是重要的工序，要遵循科学合理、因地制宜的方针选择防渗漏施工技术。

1    分析防渗施工在水利中的主要意义

水利工程的建设，不但必须符合结构稳定性的要求，更要具有一定的防震能力，其渗漏性问题也一直是工程界与建筑界所关心的要点。在工程具体实践运作的流程中，由于渗漏性的问题往往是不可避免的，而且出现的概率又相对较高，因此一旦没有及时解决，或者是对解决的方法没有那么恰当，就会为工程的正常工作埋下巨大的安全隐患，从而产生巨大的安全事故，大大降低工程的品质。另外，导致工程渗漏问题的因素也是多种多样的，不但涉及地基本身的结构强度，同时，也和对砼接缝的处理有着密切联系，这也就意味着工程施工者要选用不同的方式落实防渗任务，以确保防渗指标满足工程建设的实际需要。除此以外，工程设计技术人员还必须在工程建设阶段进行防渗方案的设计与规划。上述方法的主要目的都是为了保持工程的稳定性，因为一旦水利工程的泄漏现象变得越来越严重，势必会危害工程建设的社会效益和经济性，以至危及到民众的生命财产安全。

2    水利工程中渗漏问题分析

2.1  防渗漏材料不足

第一，防渗漏材料的选用没有在性价比方面达到最优，以至于在施工中出现了很多的恶性循环，有众多的安全隐患。第二，防渗漏材料的应用未充分遵循综合原则，总是大量应用一种材料来完成工作。表面上单一材料可以在专业性方面较为突出，可是在实际的工作中，单一材料的性能和最终的成果非常不显著，产生的安全隐患也比较突出。第三，防渗漏材料供给不稳定，比如某些重要的材料出现了供货中断，水利工程不能因此而停滞不前，只能选择其他的材料来代替，最终造成的渗漏问题比较多。

2.2  制度因素

水利工程类型也具有多样化特征，需要在不同工程项目建设过程中根据建设实际情况选择施工技术并制定施工管理制度。然而，部分施工单位所制定的管理准则可操作性差，或者在实际执行过程中流于形式，无法对技术人员、监管人员、施工人员起到有效约束作用。在该情况下水利工程投入使用后容易由于外力作用影响稳定性不足而出现渗漏问题。此外，在一些水利工程建设中，由于管理制度不规范，导致材料管理存在不同问题，而在流水的冲击作用下可能腐蚀材料，导致渗漏位置扩大。

2.3  管道

为保证水利工程在施工过程中的施工质量，必须做好防渗施工。由于各种泄漏问题导致的管道泄漏是最常见的泄漏问题。有的管道在长时间使用后会被腐蚀“冲走”，进而老化损坏，影响管道的密封性，导致管道渗漏，尤其是管道连接较多的部位，更容易出现渗漏问题。在焊接施工过程中，没有严格按照技术规范的施工要求进行施工，造成焊接质量低下，焊接不合格，无法保障管道的密封性和耐久性。如果管道长时间漏水，管道清洗后时间长了会腐蚀、生锈，影响管道的密封性，最终漏水。

2.4  混凝土坝体裂缝

水利工程对防渗漏和抗震有一定的要求，其中防渗漏是工程项目建设中最常见的要求。水利工程施工漏水的原因有很多：一是地基强度不够，一般是地基施工出现问题;二是基坑没有达到施工要求，在无法及时排水的情况下，如果积水加深，就会出现水位差，易发生漏水事故;三是坝体裂缝。不适当的混凝土施工操作，包括预拌比、中期浇筑和后期修复，是混凝土大坝裂缝的根本原因。裂缝可能导致任何连接出现任何问题。当坝体出现裂缝时，裂缝的数量会随着时间的推移而不断增加，造成严重的渗漏问题。

2.5  技术不规范

首先，水利工程在应用技术时，并没有对客观上的限制条件作出充分的考慮，以至于很多工作的执行都是按照“经验化”的标准来开展的，整体上的工作缺少足够的技术依据，在技术的指标上也没有较好的达成。虽然很多技术都在按部就班地应用，可是最终所产生的效果是非常不理想的。其次，就水利工程本身而言，防渗漏施工技术的应用必须提前编制好两种方案，一种作为主要的处理方案，另一种作为备案，由此才能更好地应对突发情况。部分水利工程在开展时对备案的关注度不够高，备案的内容都是草草了事，在出现突发事件后，备案所起到的效果十分有限，以至于在最终的渗漏处理上出现很大的缺失。最后，防渗漏施工技术必须阶段性地革新，要积极吸收最新研究成果，再与工程本身相互结合。可是有些水利工程总是从传统的工作上努力，最终所得到的工作价值较低。

3    水利工程施工中的防渗技术

3.1  防渗面板材料应用

在混凝土板的施工中，除了需要混凝土骨料、砂、石、水等，以提高混凝土的性能，减少板、纤维素、粉煤灰等材料裂缝的产生。在众多的纤维材料中，聚丙烯纤维价格便宜，可以严重密封混凝土中的裂缝或初级裂缝。同时可以提高混凝土的力学性能和抗热变形能力，提高混凝土的柔韧性和硬度。因此，这种材料被广泛用于水利水电工程中。如广西龙潭水电站地下电力隧道喷射支护、排水隧道纤维喷射支护、贵州洪家渡水电站溢流、混凝土板浇筑工程一期等。纤维射流支护、云南小湾水电站引水隧洞纤维喷射支护、坝岸开挖边坡地参考。

3.2  平堵法截流施工技术

该施工技术就是根据龙口宽度进行全线抛投施工，抛投的材料向上移动直到在水体中浮出，需要让浮桥安装到龙口上部，之后进行合拢操作。这种截流技术可沿着龙口宽面均匀抛头，不管是单宽流量还是流速较小情况，单抛少量材料即可，不过对抛头的强度、速度有着较高要求，在操作期间还要求河道两侧不可通行船舶，以确保水域的平稳性，避免河道水运受到干扰。

3.3  振动沉模技术

振动沉模技术通常用于建造小型水库台面。采用振动桩设备施工，模板在墙体中进行，具有一定的抗膨化作用。采用该技术建立的振动系统具有高质量、高速度和高冲击动量。在实际操作中，体系向竖向产生往复振动，使空心钢配方迅速进入凝胶内，然后在空心内进行注浆。通过将这些桌墙连接起来，就可以形成一个连续的防渗板墙幕，起到防膨化的作用。该施工工艺可适用于砂质土、粉质土、黏土等地质。墙深约20m，厚200mm。该技术在坝基施工中的应用具有明显的应用优势。第一，采用该技术建造的防渗墙具有垂直性和连续性的特点，墙体不存在接缝、断板等缺陷，完整性较好，所以防渗效果也比较好，而且板墙厚度较小，墙体的防膨坡度比较大，所以墙体越薄防渗效果越好。第二，墙体防渗抗压能力强，防滑坡度高。各项物理指标均符合标准要求，可满足工程防漏要求。防渗墙施工效率高。每台单机建筑面积约100平方米;第三，板式墙造价低，虽然很难沉入含有大量鹅卵石的地层，但不适合在基岩和巨石中使用，墙体深度应控制在20m以内。

3.4  高压喷射灌浆技术

高压喷射灌浆技术是在传统灌浆加固技术的基础上改进而来的，在进行高压喷射灌浆之前，首先要进行施工准备，需保证钻孔的偏斜率小于1%，并且需要对钻孔位置进行清洗，保证无杂质存在于钻孔中。高压喷射灌浆的压力和送气量对于施工质量具有决定性的作用，因此在施工过程中要保证两项参数的变化。

3.5  排水固结防渗技术

排水固结防渗技术，通过增加建筑物之间的压力，将水释放到主要缝隙中，最终提高节水工程的整体强度。排水冷凝水和防堵塞技术分为压力系统和排气系统两部分。在实际设计中，如果要采用浓水技术，必须先考察地质构造，只有在地质条件具备的情况下才能使用。虽然准备工作比较复杂，但施工过程相对简单，所以在水利工程施工中也很常见。

3.6  混凝土超薄防渗墙施工技术的应用

想要建造一个优质的混凝土超薄防渗墙，就必须在建造的初始阶段将导向孔当中的泥浆填满，并且应该遵循泥浆顶部距墙壁顶部30cm左右这个标准。在实际的施工过程中，应当设定最低为2的成型指标，而最终的砂含量应当不高于5%。应用混凝土超薄防渗墙技术最困难也是最重要的一个环节就是严格按照上述的指标进行施工。而这种有效的加固正是应用了塑形混凝土防渗墙的整体施工技术，这种技术的核心内容就是使用一种含有大量黏土的全新的墙体材料。并且这种全新的施工技术因为采用了塑形的墙体材料，所以在弹性上也相对较低，十分适合类似于水库这种水利水电工程的建设。

3.7  混凝土温度控制技术

混凝土自身温度会对水利工程造成一定的影响，有时甚至会导致施工质量下降。在施工的过程中对混凝土进行搅拌时，一定要用冷水对温度进行调整控制，如果在夏季施工，还要控制混凝土的厚度，以减少厚度的方式提高混凝土的散热能力。混凝土内部需要安置冷却管，冷却管内灌入冷水便可以实现对混凝土进行降温的目的，同时，也能够在一定程度上提高混凝土对抗应力的能力，保障混凝土施工质量。

3.8  水泥土防渗墙技术

在区域工程中，水泥粘土常采用防滑墙作为防滑加固结构，近年来广泛应用于各种水利、水电工程中，具有良好的抗膨化效果。施工采用接缝设备结合深度搅拌技术。施工时，使用搅拌桩施工工具钻入地层。钻孔时，喷洒水泥浆和土壤混合，形成防冻墙，并附着在每个防冻墙上。该技术可用于淤泥、黏土 、沙子等地层。墙的深度约为20 m，厚度约为300 cm。在水电工程节水施工中使用防渗施工技术，可以保证工程的防渗效果，具有以下实用优势：一是防渗板墙体垂直，不间断，无缝且相对平坦，具有良好的防滑性和穿透性。同时墙板比较薄，防滑坡度大，能更好地抗窒息，使施工厚度均匀。满足各项物理力学指标要求，任意抗压强度、渗透系数等。其次，施工效率高，单机每班可生产600m2墙体。同一设备可钻孔、喷涂、混合，避免交叉作业干扰。在钻进的过程中完成一次旋喷，可以提升二次旋喷的效率，从而提高整体设计效率。三是工程造价低。与传统复合高喷相比，该技术可进一步降低施工成本。但该施工技术在应用中也存在一些误区，即难以在巨石上钻孔，难以在高密度、高厚度（15m以上）的块状岩层钻孔。由于设备占用空间大，对空中的固定高压线和灯光线提出了很高的要求。如果线路足够，会影响设备使用和正常施工。

3.9  截渗墙技术

截渗墙技术与传统灌浆加固技术相比，具有施工方便、施工效率高、施工使用面积小以及保护环境等优点，因此截渗墙技术广泛应用于水利工程施工。截渗墙的类型有多种，依据选用材料的不同，可以把截渗墙分为混凝土截渗墙和水泥土截渗墙。混凝土截渗墙的施工方法一般为地面造孔施工，造孔分为有槽形孔和连锁桩孔。水泥土截渗墙的施工一般使用多头小直径深层搅拌机进行，先将搅拌好的水泥浆灌入土体，再对水泥浆土进行搅拌，然后将搅拌后的水泥浆与土体充分反映，最后形成防渗效果良好的水泥土墙。

4    結语

综上所述，水利基础设施防渗工作的整体施工过程是一项科学、严密、技术含量要求较高、专业操作性强、对数据需要比较精确的工作，因此相应的工程人员必须对施工过程的整体实施进行合理的管控措施，并根据实际的施工状况，制定科学的防渗基础保护措施，以此提升在大坝等重要施工环境基础上的结构发展。唯有通过科学合理地对水利施工过程中的防渗技术措施加以运用，才可以更有效地提高水利基础设施工程的总体工程质量，确保施工的安全。

参考文献

[1]刘艳珍.水利工程施工中堤坝防渗加固技术应用及质量控制[J].珠江水运，2021（15）：53-54.

[2]肖壮生.农田水利工程中渠道防渗施工技术运用分析[J].四川建材，2021，47（08）：132-133.

[3]涂钰.水利水电工程土建施工中常见问题及对策[J].内蒙古水利，2021（07）：28-29.