水库工程施工之中的防渗漏技术探讨

2013-08-15刘华亮曲宝恒

科技传播 2013年14期

刘华亮曲宝恒

乐陵市水务局，山东德州 253600

水库施工过程中的渗漏问题与水库工程本身的质量息息相关，也是在水库工程建设和施工管理过程中，业内人士所关注的焦点问题。若在施工过程中有渗漏问题，而且没有及时采取相应措施进行补救，这不仅会导致水库本身质量下降、水库的生命周期相应缩短，也会对该工程项目附近居民的正常生产和生活造成严重的威胁，这与原本目标完全不相符。因此，对水库工程建设中的渗漏问题树立正确的认识并对其成因作出正确分析，然后采取及时有效的措施进行防治等工作具有非常重要的意义。

1 水库渗漏问题及成因分析

水库的渗漏问题主要有以下几种存在方式：第一，在水库土坝竣工以后就开始蓄水，或许由于使用了物理力学性能不恰当的土料，致使浸润线比原定的水位标高要高，渗流的水溢出坝下游的坡面，导致下游出现坡失稳现象。第二，坝身和坝基出现严重的渗透变形，致使二者出现淘空病害。因为地质条件相对较差，所以会造成土坝对其基础的要求比较低的错误认识，从而不够重视对水库工程和水文地质条件的防渗工作，导致基础渗水现象的发生。

针对上述出现的一些问题，笔者对其诱发原因进行了总结，主要有如下三个方面：第一，最常见的是由于心墙和斜墙裂缝漏水而导致的土坝开裂。因为斜墙、心墙及坝体其余部分材料的不同，变形模量的不同，使其变形并不一致，最终致使心墙和斜墙开裂。裂缝处会出现集中渗漏现象，而且受到渗透水的大力冲击，造成了严重的恶性循环；第二，由于扩建或加高，致使坝体上的新旧防渗体的衔接性不好，出现渗漏水现象，严重威胁了坝体的安全性。特别是当心墙坝的高度不断加大时，原本的心墙很难采取补强措施，蓄水位不断上升，防渗体所承受的水力的梯度迅速增大，被击穿的可能性增大；若不能处理好基础，也会种下渗漏水的祸根。第三，浸润线的升高，可能使下游坝坡失稳，已经建成的均质土坝也会存在这种浸润线高于原本设计的线的问题，最终导致土坝下游坡面长期浸泡在水中，对坝坡的稳定性产生一定影响，因此渗漏现象的发生是很难避免。

2 水库工程防渗漏技术

2.1 水平及化学补强防渗漏技术

2.1.1 水平防渗漏技术

在水平防渗漏技术中会涉及到铺盖的应用，常用的铺盖主要包括：天然黏土和人工填筑的黏土两种，与此同时也可以就地取材，有成本低、工作面大、施工时间短和简单易于操作等优势，而且不必辅助于其他的特殊设备或器件就可以进行防渗漏操作。根据设计要求施工，虽然渗透的稳定性得到满足，但渗透量相对较大，导致坝基的下游出现一定的坡降。针对此问题，笔者认为可以选择合适的水平铺盖进行防渗漏，但务必要结合下游的排水减压设施同时施工。

2.1.2 化学补强技术

化学补强技术是指在保证不改变水库工程原有状态的前提下，根据原本混凝土结构的强度，使用化学物质或环氧材料对产生的裂缝或破损的地方进行局部性修补，此目的在于保持结构的完整性，以保证其强度、持久性以及抗渗性。根据实践看来，环氧材料具有较好的粘结性和弹性、可以把新旧混凝土的结构高效地结合起来，可以作为一种理想的防渗堵漏材料使用。环氧材料的主要有以下几种成分：主剂环氧树脂是一种线型结构，含有环氧基团高分子聚合物，自身不发生固化，在流动状态下，会随温度的变化而变化。若是加入固化剂，将有效地增强其粘结性；或是加入一些增韧剂、稀释剂和填料等对其性能进行一定的改善。在施工中可以先除尽混凝土表面的污垢，运用水玻璃沿裂缝沟槽进行止水，再使用环氧砂浆进行修补，添加合适剂量的环氧砂浆，装满后压紧磨平。

2.2 垂直防渗技术

垂直防渗技术适合于具有薄地基透水层或浅隔水层的水利防渗漏情形，制作闭合式的防渗漏帷幕以从根本上解决坝基的渗透破坏问题，此技术能对坝基和坝身出现的渗漏问题进行高效的处理。

2.2.1 塑性混凝土防渗墙施工技术

防渗墙的防渗漏机理可以描述如下：在已经建成的坝体或覆盖层透水地基上运用专门的机具设施建设合适的槽型孔，而且可以使用泥浆固壁；与此同时，也可以将泥浆压倒孔底，再实现孔底到地面的回流，最终运用直升型导管，把混凝土注入槽孔内，形成连续混凝土墙，便于防渗。塑性混凝土是用黏土与膨润土代替水泥，从而增加其柔性。与普通的混凝相较，此材料具有低弹性模量、大极限、可以承受较大的变形等优点，也可以增强抗渗漏性能。塑性混凝土防渗墙的施工可分如下几步进行：

1）建造施工平台和导向槽；2）划分槽段：应尽量加长槽段的长度，以减少槽段的接头数，这对增大墙体的整体性是非常有利的。但值得注意的是，槽段的加长受墙基地质条件的限制以及成槽深度的影响。从实践出发，运用冲击钻和液压抓斗结合的方式进行成槽。把槽孔两端的接头孔用冲击钻来打，而且用抓斗来完成槽段的中间部位；3）混凝土浇筑：采用直升导法浇筑水层以下的混凝土，并通过混凝土往储料斗送料；4）泥浆固壁：在塑性混凝土防渗墙施工时，施工的进度以和槽壁的稳定性受到加固壁泥浆的影响，能进行冷却钻头、浮选岩屑、润洗钻具和防坍孔发生；5）清孔换浆：进行抓孔时，会有细砂或其他盐渣混合在泥浆里，然后沉积在底孔，当抓斗位于挖掘槽孔底时，也会残留一些细砂和岩渣，而且必须要在浇筑混凝土前把淤积物处理干净，要不然会严重损害墙体的质量；6）塑性混凝土的浇筑：塑性混凝土的浇筑运用的是直径约为25cm 的钢制直升导管，并用丝扣连接起来；7) 槽段连接：常运用接头管法对墙段进行连接，在浇筑槽孔前，先在槽孔的两端设钢管，到混凝土初凝后，以一定速度拔起，形成混凝土接头孔。

2.2.2 高压喷射灌浆防渗漏技术

高压喷射灌浆防渗漏技术是根据预定设计实现布孔，并用钻机来钻孔，把喷射管设计在孔内，运用喷射出的高压射流来冲击损坏土体；注入合适的水泥浆液，并与被冲切的土体实现均匀混合，把喷嘴提起来，使浆液固化，根据预定设计的深度、方向和厚度实现与地基的密切结合起来，形成凝结体，进而可以起到防渗漏的作用。