刍议水利工程中防渗施工技术的应用

陈挺锋

摘要：随着水利事业的发展，地质条件优越、可选的水利工程地址越来越少。现在的水利工程也普遍建在岩溶发育的地区，防止渗漏已经成为水利工程中施工中最引人注目的话题。本文针对水利工程中存在的问题进行分析，从中可知渗漏问题的严重性；并对渗漏的施工问题进行分析，提出了防止渗漏的有效措施。

关键词：水利工程；防渗施工；技术应用

1.水利工程出现安全事故的原因

与其他建筑物相比，水利工程在建设中不但要求稳定性、抗震性等方面的性能达标，还要特别注意基础部分的防渗问题。水利工程建设中，如果出现渗漏问题不但会造成经济上的巨大损失，还有可能导致工程项目在使用中出现严重的安全隐患。综合分析国内外水利工程建设的相关资料，笔者认为导致水利工程出现严重安全事故的原因主要表现在两个方面：1、建筑或地基的自身强度出现问题；2、地基部分的防渗施工技术应用不当，导致其防渗性能明显下降。通常情况下，在水利工程项目的设计阶段，就要制定科学、合理的防渗技术方案，并且严格约束各施工环节的具体工艺和技术要求，对于建筑材料的性能、质量也提出了较高的要求。如果在某一施工项目中出现技术失误，必将导致水利工程的整体防渗性能低于设计标准，从而留下了较大的安全隐患。

2.防止渗漏的有效措施

2.1防渗墙类型及其特点

防渗墙一般要求墙体厚度小、渗透系数低、柔性强、耐久性好及单位面积造价低、防渗墙施工有多头深层搅拌水泥土、锯槽法、链斗法、薄型抓斗、射水法和倒挂井法等成墙工艺。

（1）多头深层搅拌水泥土成墙工艺

浆喷人土体并搅拌，使土体与水泥浆液混合固结成一组水泥土桩，桩与桩搭接形成水泥土防渗墙，目前最大成墙深度为22m，水泥土渗透系数<10cm/s，抗压强度>0.3MPa其优点是施工简便、无泥浆污染、造价较低，适用于粘土，砂土、淤泥和砂砾层（砂砾直径小于5cm）实践证明，多头深层搅拌水泥土防渗墙防渗效果明显，在地下防渗工程中质量可靠，投资最经济、最有效，具有一定发展前景。

（2）锯槽法成墙工艺

在先导孔中，锯槽机的刀杆以一定的倾角一边作上下往复切割运动，一边以0.8-1.5m/b.的速度（根据地层状况）向前移动开槽，被锯切割下来的土体可由反循环或正循环方式的排渣系统排出槽外，并采用泥浆护壁、浇筑塑性混凝土，形成宽度为0.2-0.3m的防渗墙体、锯槽机由行走底盘、动力及传动系统刀杆及支架加压系统、排渣系统、起重设施及电气控制系统组成；传动方式有机械式与液压式2种，以不同规格的刀杆进行组合，开槽宽度可达0.2-0.5m深度达到40m锯槽法的优点是连续成槽，工效高、墙体连续、质量好，并且成墙深，适应于粘土、砂土和卵石粒径小于lOOmm的砂砾石地层；还可以采用自凝灰浆、固化灰浆形成不同强度和抗渗指标的防渗墙。

（3）链斗法成墙工艺

由链斗式开槽机排桩上的旋转链斗取土，同时将斜放的排桩下放到成墙深度，开槽机前进开挖沟槽，并采用泥浆护壁，其浇筑混凝土方法类似锯槽法。链斗式开槽机的开槽宽度为16-50cm，深度可达10-15m。适应于粘土、砂土和粒径小于槽厚的、含量小于30%的砂砾石地层。

（4）薄型抓斗成墙工艺

采用斗宽为O.3m的薄型抓斗挖土开槽，泥浆护壁，浇筑塑性混凝土或用自凝灰浆形成薄壁防渗墙，最大成墙深度可达40m。适用于粘土、砂土及卵石和砂砾的含量与粒径在一定范围内的土层。

（5）射水法成墙工艺

射水法成墙设备主要由造孔机、混凝土搅拌机和浇筑机组成。利用造孔机成型器内的喷嘴，射出高速水流来切割土层，成型器上下运动切割修整孔壁，采用泥浆护壁，正循环或反循环出渣。槽孔形成后，浇筑水下混凝土或塑性混凝土，形成薄壁防渗墙。成墙厚度为0.22-0.45m，深度可达30m.成墙垂直精度可达1/300，适应于粘土、砂土和粒径小于lOOmm的砂砾石地层。在1998年历史罕见的特大洪水过后，在长江、赣江、鄱阳湖等国内重要堤防加固工程中，射水法得到广泛采用，取得了较好的社会经济效益。

2.2灌浆措施

2.2.1灌浆特点

灌浆是通过浆液和灌浆泵进行的，常通过钻孔将浆液压分别送至岩石、砂砾石层、混凝土或土体的裂隙、接缝或空洞内。

2.2.2灌浆方法

灌浆方法主要有均质土坝及宽心墙坝的基卵砾石层防渗帷幕灌浆、高压喷射灌浆、坝体劈裂灌浆坝等。

（1）卵砾石层防渗帷幕灌浆

卵砾石层防渗帷幕灌浆法为了达到更高的标准常用超过三排的灌浆孔进行处理，但是这种灌浆只是作为一种补充勘探手段，对于防渗处理也只是兼顾，并不常用于水利枢纽工程防渗漏中，只是对于集中的渗漏点可以用少量的灌浆的方法进行处理。正常情况下，卵砾石层防渗帷幕灌浆法的灌注方法是把粘土和少量的水泥混合在一起进行的。卵砾石层灌浆法主要包括套阀式灌浆法、打管灌浆法、循环钻灌阀法及管灌浆法。

（2）高压喷射灌浆

高压喷射灌浆的机理设计主要是先进行布孔，然后再利用钻机进行钻孔，还要将喷射管放置于管内，但是管内必须包含风管、水泥管及水管。喷射管主要是从孔内通过高压射流冲冲破土体来进行的。并通过喷射流将水泥浆液导入和被冲破的土体搅拌在一起只要将喷嘴向上抬起，水泥浆就会凝固，在地基施工中，依据设计的方向、厚度、深度及结构和地基凝结在一起，使其成为一个稳定的、壁状的凝固体，以达到防渗透的作用。在使用的过程中，可以根据不同的防渗需求和被灌地层的区别采用定喷、摆喷及旋喷等方式进行。这种灌浆法最大的优势是投资少、效率高、原料多、设备广，搭接防渗效果比较好。但是在施工的过程中不得不考虑其劣势条件，它对地质条件要求较高，使用的器具相对较多，在施工过程中，很容易出现漏喷现象。20世纪70年代，由日本引进高压旋喷灌浆法，80年代由山东省水科院研究试验将旋喷改为定向喷射灌浆，用于险库坝基防渗，取得了较好的效果并迅速在全国得到了推广。

（3）土坝坝体劈裂灌浆

土坝坝体劈裂式灌浆法是以重力灌浆法为依据研究出的霹雳灌浆法，主要是通过一定的压力，将坝体沿着坝轴线小主力面劈开的，然后灌注适当的泥浆，使泥浆和坝面之间形成一股相互作用的压力，重新对坝体内部的应力进行布置，使坝体变形得到有效的控制，如果在加入一定的泥浆可以使坝体湿化，同时也增加坝体的密实度，形成稳定的坝体，增强防渗作用。这项技术在使用过程中，可以就近取材，便于施工操作，投资少、效率高，推广应用速度快。在具体的施工中，必须明确施工部位，容易出现裂缝的地方，均匀的多布置灌浆孔群，针对裂缝部位进行灌浆；针对水利工程上下游地区坝体质量较薄弱，其容易出现贯通横缝问题，可以对其采用全线劈裂灌浆来实现。1985年山东省大沽河200km的堤防进行劈裂灌浆，形成了堤身5m，堤基3～4m的深度竖直连续的防渗泥墙，较好地解决了堤身和堤基的渗漏问题。

3.结语

水利工程堵漏防水是一项系统工程，需要综合运用多种学科和相关技术进行综合的治理，具有施工难度大和技术要求高的特点。在水利工程防渗施工过程中要始终谨记：防堵结合，刚柔结合，因地制宜，综合治理的原则，同时结合施工现场的实际情况，选择相对应的施工方法以及合适的材料，最终达到治漏与防水的目的。

参考文献：

[1]苗莉，程海洋.水利工程防滲处理施工技术应用的探析[J].黑龙江科技信息，2010，（01）

[2]张振刚，沈光来.水利工程防渗处理施工技术综述[J].科技致富向导，2011，（06）