水利堤防加固工程中防渗墙施工技术

沈建业

广东省水利水电第三工程局有限公司 广东 东莞 523710

引言

水利堤防工程需要全天24h地与水流接触，长期发挥其堤防作用，这也就导致其很容易会被水流侵蚀，出现各种结构受损的问题。如果施工技术人员无法有效解决这些问题，消除水流侵蚀带来的损害和影响，其水利堤防工程就很有可能会面临决堤危险，因此必须要加强堤防加固处理工作。而在堤防加固工作中，防渗墙能够有效阻隔水流侵蚀堤防工程。但防渗墙工程的施工量很大，并且对相关施工技术人员的技术要求很严格。因此，在选择水利堤防加固工程的防渗墙施工工人时，相关负责人员要严格筛选，确保施工人员切实熟练掌握防渗墙施工技术。

1 水利堤防加固工程概述

我国的水利堤防加固工程常会用到填充和堵漏的处理方法，其目的是要确保水利工程的使用寿命尽可能延长。在对水利堤防工程加固的过程中，也是为了最大限度地避免工程长时间被水流冲刷侵蚀，造成结构损坏问题。

就目前而言，我国常用的堤防堵漏方式有建立防渗墙、灌浆施工、防渗土工膜施工等，不同的堵漏方式所适用的情况也不相同，需要对实地进行严格勘察，了解实际情况后再来进行选择[1]。

2 水利堤防工程中的病害分析

我国土地面积辽阔，山川河流众多，水利工程对人们的生活有着非常重要的作用。加强水利工程建设除了能够有效保护人们不受山洪等危害之外，还能有效推动我国的经济发展，利用水利工程，河流附近的农业能够有效解决灌溉问题，还能建立水力发电站来推动我国电力行业的发展。

但在实际的水利堤防工程中，却经常出现各种堤身渗漏、裂缝、侵蚀严重等问题，这些问题的出现使得水利堤防工程的稳定性存在很大隐患。想要有效解决这些病害问题，必须先对水利堤防工程中常见的各种病害问题有充分的认知和理解，从而针对性地选择合适的解决办法来维护水利堤防工程的稳定性。

2.1 病害种类

在水利堤防工程中，其病害主要包括流通、管涌、渗漏3种问题。这3种病害一般会出现堤身和堤基以及二者的中间部位。出现这些问题，会导致堤身被水体侵蚀，从而破坏结构，造成堤身结构的不稳定。

2.2 病害形成原因

其病害的形成原因很多，需要提前做好相应的检查工作。当水利堤防工程本身在施工过程中质量就存在问题时，会容易出现各种渗漏问题，比如堤防结构不合理，导致其存在很大不稳定性，长期接受水体冲击时，其不稳定性使堤身很快出现裂缝，就会导致渗漏。如果在施工填筑时，其密度不符合工程质量要求标准时，也会导致水体渗透侵蚀，损害堤身质量和结构。在施工过程中，如果施工工人不够细心，施工前的清洁工作没做好，导致其施工区域杂质残石多，也有可能会影响到工程的质量[2]。

3 防渗墙结构形式

我国防渗墙的结构形式主要由全封闭式、半封闭式、悬挂式3种。全封闭式的防渗墙一般用于弱透水层下没有强透水侧层面的情况下。而悬挂式的防渗墙底部一般设置于强透水层的里面，半封闭式的渗透墙则穿越强透水层并且深入于弱透水层结构中。不同结构形式的防渗墙其功能性和特性也不相同。如果堤防本身的结构质量较差，防渗墙就应该从其堤坝顶部的位置开始往下设置，对堤坝进行全封闭的加固防护。如果堤身本身质量较好，结构稳固，那么防渗墙则可以选择半封闭式或者悬挂式来进行加固，或者从堤外脚处进行加固设置。以下对不同结构的防渗墙应用进行详细分析。

3.1 悬挂式防渗墙

悬挂式防渗墙主要用于处理各种隐患问题，比如由于堤防处的土层土质有问题，或者有洞穴、填土密度不够等造成一定安全隐患时，就可以用悬挂式防渗墙来处理其隐患问题。但需要注意的是，想要切实利用悬挂式防渗墙来调整堤身基底的渗流问题，必须要保证其防渗墙的灌入量接近100%。在灌入之前，可以先绘制灌入比-比降曲线，通过曲线数据来为悬挂式防渗墙的深度控制提供相应的基础参考。通过控制渗流，悬挂式防渗墙可以有效起到加固堤身的作用。

3.2 半封闭式防渗墙

半封闭式的防渗墙深入于堤基中，与堤基形成稳定的防渗结构，可以有效弥补堤基的质量问题，让堤基达到工程的质量与安全标准。因为半封闭式的防渗墙的依托层埋设深度计算复杂，深度不好把控，其施工对技术人员的专业水平要求高，并且埋得越深，其工程量越大，成本较高。因此在施工建造半封闭式防渗墙时，要选择适当的防渗依托层。

3.3 全封闭式防渗墙

全封闭式防渗墙的施工需要注意其隔水层或者弱透水层可以制作防渗底板的结构，并且在施工前，要提前做好实地勘察工作，通过了解来确定防渗底板埋深深度、渗透性、防渗底板完整性等相关信息，再来调整施工方案[3]。

4 水利堤防加固工程中防渗墙的特点

4.1 结构稳定

水利堤防工程长期处于被流水冲击侵蚀的状态下，因而对结构的稳定性有着非常高的要求。即便是通过防渗墙的加固能够减少水体的渗入和侵蚀，但如果防渗墙的结构不够稳定，其墙体结构依然会受到水流冲击的影响，防渗效果难以得到有效提升。因此，想要切实发挥防渗墙的加固作用，就要先保证其结构稳定。

4.2 施工简单

就目前而言，我国的防渗墙施工方法非常多样，并且各种施工方法的步骤都较为简单。不管是采取什么样的施工方式，都能在简单的几个施工步骤中完成。

4.3 不透水性强

防渗墙受其功能性的影响，其施工材料大多为不透水的材料。在防渗墙完成施工后，即便是长时间与水流进行接触，也能有效阻隔水流，避免水流渗透进堤身。即便是渗透墙表面的防水材料出现缺口和少量破损，其内部的墙体结构仍然能够有效起到水流防渗效果。

4.4 施工成本低

防渗墙的主要施工材料是钢筋混凝土，这类材料的采购成本低，并且便于制作。并且在近些年在防渗墙的施工中，泥浆的使用频率在不断增加。泥浆的施工成本比钢筋混凝土的成本要低很多，因此防渗墙的施工成本整体在不断下降。但需要注意的是，钢筋混凝土施工材料的适用范围更广，泥浆的适用范围较窄，只能适用于一些特殊情况。如果想要利用泥浆来进行施工，必须要先对水利堤防工程周围的现场条件进行严格勘察，确保其现场条件和环境满足泥浆施工要求。

4.5 主要功能特点

防渗墙的主要功能特点是预防渗透、承受水体冲击、阻断水体接触堤身。防渗墙的所有施工技术、施工材料的选择、内外部结构设计都是围绕这点功能特点来展开的。通常来说，当堤防本身存在质量问题时，则需要防渗墙来弥补其性能的不足，增加其稳定性。

目前我国的渗透墙主要分为永久防渗以及临时防渗两种，根据其性能特点的不同，施工也会存在很大区别。永久防渗主要是利用防渗墙来对水利堤防工程进行一定的修复、弥补、加固，以此来提高整个水利堤防工程的质量和稳定性。而临时防渗则是通过修建防渗墙来隔开堤身与水体，再对堤身进行相应的修补措施，等堤身被修复，质量达到行业标准后，其临时防渗墙可以被拆除。

5 防渗墙常见施工方法分析

5.1 组合钻机开槽法

使用组合钻机开槽法来进行施工，需要相关施工技术人员对其组合钻机的结构有充分的了解，能够熟练掌握机器使用方法。组合钻机的结构很复杂，零部件较多，包括多头钻头、悬吊钢丝绳、反循环系统、配电盘等。其机器的运行主要是依靠主机传动系统，带动潜水钻来切削土层，在切削过程中所产生的残石碎渣会进入反循环系统，被反循环砂石泵排出去，从而开凿一个符合施工要求的槽孔。

利用组合钻机开槽法来进行防渗墙施工，需要安置隔离体橡胶囊、导管，在完成这些安置之后，再进行浇筑。完成浇筑后，防渗墙的施工工序基本算是完成，再拔除橡胶囊隔离体即可，换到其他施工部位，也是同样循环以上过程。

利用组合钻机开槽法来开展施工工作，需要做好相应的施工准备，做好测量放线工作、导槽砌筑和安置调试组合钻机等工作，确保各个部分的机械设备以及数据测算都准备妥当后，再来开槽。同时，在做混凝土浇筑工作时，要尽量确保浇筑的连贯性，避免出现中断浇筑的情况，以免影响混凝土成型质量。

5.2 小直径深层搅拌桩施工法

小直径深层搅拌桩施工法主要是依靠传动系统来实现多个钻杆同时作业，钻头带动钻机乡下开钻的过程中，可以将其精准地下推到预设的位置，从而确保施工的直线形式。同时，当钻头钻入到预设的标准尺寸时，设备操作人员可以提升设备，使其达到槽孔位置。如果需要构建防渗面积较大的防渗墙，那么钻机则会持续运行，在内部结构形成一个桩墙机构的形式，和其他防渗墙组成一个完整的防渗体系。

5.3 射水施工法

我国防渗墙的施工方法多种多样，并且大多操作非常简单。除了以上的钻机开槽法和深层搅拌桩施工法之外，还有射水施工法。射水施工作业较为简单，操作便利，并给施工成本较低。射水法可以通过二代机组设备来进行施工，在施工过程中，卷扬机需要按照施工要求连接相关设备，从而形成完整的槽孔运行体系，以连续冲击防渗面作业的方式来形成槽孔结构，并按照槽孔的水平面来确定设备运行路线，再将二代机组放到运行路线上，按照路线来进行移动，在移动过程中以射水系统来喷射出高压水柱，从而使需要开槽的部分土壤结构被破坏，再使用混凝土来浇筑施工，从而形成完整的防渗墙结构。在施工过程中，土壤结构被破坏后，其掉落的土渣会经由二代机组的循环系统被直接排出。

5.4 自凝灰浆防渗墙

自凝灰浆防渗墙主要是在塑性混凝土结构的发展下延伸出来的新型施工技术，这一施工方式中主要是使用水泥、膨润土以及混凝剂来搅拌，制成自凝灰浆。在使用这种施工方式的过程中，可以根据工程的实际需求来调整自凝灰浆三种原材料的配比。使用自凝灰浆来施工，其灰浆不会在初期直接凝固，而是会在完成施工后，灰浆内部慢慢发生化学反应，逐渐凝固成型，从而提高其堤身的结构强度。

6 结束语

综上所述，由于不同地区的工程实际环境、损坏程度、面对的水体冲击力、土壤地质环境等都存在一定差异，只有通过专业技术人员的科学分析才能确定防渗墙的结构设计以及施工方案，确保其防渗墙结构能够满足水利堤防的加固需求，提高堤身的稳定性与安全性，延长堤坝使用寿命，维持水利堤防工程的长远稳定运行。而不同结构的防渗墙，其施工技术、功能特点等也有所不同，但施工都有一个要求，必须要确保防渗墙的质量过关。因此，工程相关管理人员要加强对施工技术的管理，以此来为防渗墙施工提供强有力的技术保障。只有不断加强防渗墙施工技术的研究和分析，不断完善其施工技术，才能更好地为我国水利堤防加固工程提供强有力的技术支持，推动水利工程行业的健康发展。