水利工程防渗处理施工技术的应用

2014-04-07秦继杨

水利技术监督 2014年4期

关键词：成墙防渗墙坝体

秦继杨

水利工程防渗处理施工技术的应用

秦继杨

（新疆生产建设兵团农十四师工程建设管理局，新疆和田 848000 ）

水利工程的渗透问题是比较常见的质量通病，作者结合实际工作经验，对目前最常用的防渗墙和灌浆两种水利工程防渗处理施工技术及其应用做一些探讨和研究，仅供参考。

水利工程；防渗处理；施工技术；加固方式

水利工程中普遍存在着一些病险问题，这些病险主要有工程防洪标准没有达到规范要求、坝体和坝基多存在渗漏和渗透以及工程建筑年久失修等方面，这些病险对工程的正常运行以及人们的生命财产安全都产生了潜在的影响，必须对其进行加固处理。在这些病险问题当中，渗透问题是最主要也最常见的问题，在处理的时候要依照不同工程堤坝的实际情况来进行。目前，最常用的防渗处理施工技术是防渗墙和灌浆两种方式。

1 水利工程防渗墙以及灌浆特点

1.1 防渗墙

在水利工程当中，防渗墙的墙体要具有厚度小、渗透低、柔性强、耐久性好以及造价低的特征。在对防渗墙进行施工当中可以运用多种方式，这些方式主要包括多头深层搅拌水泥土、锯槽、链斗、薄型抓斗、射水以及倒挂井等，其中，多头深层搅拌水泥土和锯槽是比较常用的两种方法。在水利工程防渗中应用不同类型的方法会产生不同的影响。

（1）多头深层搅拌水泥土成墙法：此种方法主要是运用多头深层的搅拌机融合搅拌水泥浆与土体，在搅拌中，土体和水泥浆液体会逐步融合成水泥土桩。

随着技术的不断发展，多头深层搅拌水泥土城墙工艺应用的越来越广泛，工艺方法也日趋成熟，当前最深的层面技术已经达到了22m，水泥土的渗透系数在10cm/s以下，而抗压的强度超过了0.3MPa。它的主要优点就是施工简捷方便、泥浆污染和造价比较低，适合在含有粘土、砂土以及砂砾层的水利工程中使用。

大量的实践说明，此工艺方法有着比较明显的防渗效果，在对地下工程进行防渗时质量可靠，投资上经济实惠，发展前景良好。

（2）锯槽法：锯槽法和多头深层搅拌水泥土城墙法的工艺完全不同，此方法比较讲究使用标准化的数据。

在先导孔中，所使用锯槽机的刀要从一定的角度出发进行切割运动，然后在多次往复的切割中完成，在这个过程中要由排渣系统把切割下来的土体排出去，并运用泥浆护壁来进行保护。通常情况下，成型的防渗墙体其宽度一般在0.2～0.3之间。在整个工艺当中，锯槽机是最重要的一部分，它主要有6个部分组成，这6个部分分别是行走地盘、动力系统和传动系统、刀架加压系统和支架加压系统、排渣系统、起重设施系统及电气控制系统。组合不同规格的刀杆，能够使开槽的宽度达到0.2～0.5m之间，而深度可以达到40m。此工艺的优点是可以连续成槽，并且工效比较高、墙体的质量好以及成墙深，锯槽法成墙工艺适合在那些含有粘土、砂土以及卵石粒的直径在100mm以下的砂砾石低层的水利工程中使用。

（3）链斗法：此工艺方法主要采用链斗来对沟槽进行开挖，链斗大多在槽内进行斜卧，也有直立形式。链斗法成墙的槽厚可达到16～50cm，其深度可以达到15m，此工艺方法主要在砂、土层以及含30%以下且粒径与槽厚小的砂砾石底层中。

（4）薄型抓斗法：薄型抓斗的斗宽是30cm，开度在1.7～2.8m之间，其深度在16～40m。通常采用两道工序来进行施工，槽段以接头管的方法来进行连接，槽孔的长度通常在5～8m。薄型抓斗法适用于砂、土层以及砂砾石底层中。

（5）射水法：此方法主要由造孔机、混凝土搅拌机以及浇筑机3种组合而成。它的工作原理就是运用造孔机中的喷嘴把水喷出来，用射出来的高速水流对土层进行切割，然后通过成型器的上下运动对孔壁进行切割和修整，运用泥浆护壁的正循环或者反循环来进行出渣。在槽孔成型之后，对水下混凝土进行浇筑，以形成一个薄壁防渗墙。它的槽形长度一般在150～200cm，厚度约为22～60cm，其深度可以达到30m。射水法成墙工艺适用于砂、土层以及粒径小于100mm的砂砾石底层当中，其垂直精度在1/300，二序槽孔运用成型器侧向喷嘴冲洗一序槽孔侧壁进行连接。

1.2 灌浆

灌浆的主要特点就是在建造坝体的时候多使用土石，而起防渗处理作用的是坝基。灌浆和防渗墙最大的不同主要体现在灌浆方式上，一般来说，灌浆的方式主要有3种，这3种方式有土坝坝体劈裂、高压喷射以及卵砾石层防渗帷幕等灌浆，3种灌浆都有自身的特点与应用。

（1）土坝坝体破裂：这种灌浆方式主要采用了坝体的应力分布规律原理，从物理上来说，使用一定的灌浆压力促使坝体沿着坝轴线的方向进行劈裂，这个时候就可以在里面注入所需要的泥浆，泥浆会在里面形成连续的防渗泥墙，这种泥墙可以堵塞住水利工程当中的一些漏洞和裂缝，以此完成防渗的功能。土坝坝体破裂灌浆的最大优势有两个，一是坝体的变化有着稳定性，这是因为采用了浆和坝互压以及湿陷，使坝体的内部应力重分布方式。二是可以进行全线劈裂灌浆，能扩大使用的范围。

（2）高压喷射：此灌浆法主要是运用高压水泥浆液的射流冲击来对被灌地层结构进行破坏，使水泥浆中的土颗粒和被灌地层中的土颗粒进行混合，以形成一个固结体，从而起到防渗效果。此喷射防渗处理的主要优点是：设备简单化、工作高效性、材料来源广泛性以及造价低廉性，而且有着比较好的搭接防渗效能。但是，由于要运用较多的极具，并在使用的时候对地质条件有着比较高的要求，如果控制不好就可能会产生漏喷的情况。

（3）卵砾石层防渗帷幕：此灌浆法一般把粘土作为主要形式外对少许的水泥的浆液进行混合来进行灌注，此方法和岩石中灌浆法不尽相同。由于此方法很难形成一个独立的钻孔，所以在应用的时候多采用套阀式、打管式以及管灌式等3种灌浆法。这3种灌浆法在受地质条件限制以及不能对浆液的填充范围进行有效控制的前提下进行。此种方法应用的比较少，只作为对勘探进行补充灌浆的手段使用，同时对防渗处理进行坚固，可以对渗漏的发生地点进行准确判断。