浅谈灌浆防渗处理施工技术和防渗墙防渗技术

2015-08-15江西省水利水电建设有限公司

河南水利与南水北调 2015年24期

□蒋员（江西省水利水电建设有限公司）

0 前言

渗水事故在水利工程中不仅常见，而且表现形式多样，给水利工程整体施工带来了不小的影响。与之对应的防渗施工技术就是处理渗水事故的施工技术，能够有效处理水利工程施工过程中发生的渗水问题，保障施工安全。

1 防渗处理施工技术

水利工程的关系甚大，和国计民生都具有直接联系。在水利工程施工过程中，对防渗具有十分明确的要求，要求水利工程具有良好的防渗能力。对水利工程而言，其发生渗水事故的表现主要有两种形式，一是发生大面积渗水，二是发生缝隙渗水。所谓大面积渗水，就是在施工过程中，水利工程的底板发生大面积渗水的情况。导致大面积渗水情况出现的原因主要是底板基坑施工未达设计要求，基坑的排水能力不强，在出现机器故障、停电等情况时，就无法快速排出基坑中的积水，进而淹没垫层，出现大面积渗水情况。缝隙渗水的原因在于水利工程施工中，会将大面积的混凝土分割成几个较小的部分，这些较小的混凝土之间存在的缝隙容易发生渗水。如果模板的支撑不到位，也可能引发渗水问题。

常用的渗水处理技术主要可以分为两类，一类是防渗墙施工技术，一类是灌浆施工技术。尤其是灌浆施工技术，在近些年的发展十分迅速，在许多方面都得到了运用。防渗墙主要是在石坝或透水层中用作防渗的连续墙，其起源于上世纪五十年代，具有施工简单、防渗效果好、结构可靠、使用范围广等特点，在国内外均具有十分广泛的运用。在我国水利水电工程施工中，土石围堰以及覆盖层大部分都是使用防渗墙进行防渗处理的。灌浆施工主要是通过一定灌浆材料拌制灌浆浆液，通过渗水对象存在的孔隙或是运用灌浆机械对其进行钻孔，将浆液灌注到渗水对象中，封堵其存在渗水问题的部位，起到防渗的作用。

防渗墙的类型较多，在实际使用中需要根据实际情况选择对应的防渗墙进行施工。按照墙体结构，可以将防渗墙分为桩柱型、槽孔型以及混合型三类防渗墙，使用最为广泛的就是槽孔型防渗墙；按照墙体材料，可以将防渗墙分为混凝土、钢筋混凝土、塑形混凝土以及粘土混凝土等几类防渗墙；按照成槽方法，可以将防渗墙分为链斗成槽、射水成槽、钻挖成槽以及锯槽这四类防渗墙。

灌浆施工根据施工工艺的不同也可以分为全孔一次灌浆、分段灌浆以及综合灌浆这三大类施工技术，每一类又有一些更加精细的分类。灌浆施工技术的运用范围很广，其主要目的是对施工区域的地层进行加固处理，增强其整体性。但是根据其施工原理，也可以将其用于防渗处理当中，通过灌浆对发生渗水事故的区域进行密实堵水，解决渗水问题。

2 防渗墙在水利工程施工中的应用

2.1 多头成墙

所谓多头成墙，就是利用搅拌桩机对渗水区域进行多头钻进，在钻进到一定深度之后注入水泥浆并进行搅拌，使钻进过程中产生的泥土和水泥浆充分混合形成整体，进而固结成水泥土桩。再将这些水泥土桩有机搭接起来，就可以成为具有良好防渗能力的水泥土防渗墙。根据目前的实际情况来说，这种方式的最大施工深度不超过22 m，施工过程简单、不存在其他污染、成本很低。经过众多实际施工证明，多头成墙工艺形成的防渗墙具有良好的防渗效果，是一种经济实惠的防渗工艺。

比如，在某水电站的施工过程中，由于地处嘉陵江中游，当地水流面积较大，流速较快。经过一些年的运行之后，水电站部分区域出现了渗水情况。通过多头成墙施工技术，对这些区域进行防渗处理施工，在施工之后渗水情况明显消除，且在连续运行数月之后没有再出现渗水现象。

2.2 锯槽成墙

锯槽成墙也是一种十分常用的防渗墙施工技术，通过设置先导孔，使用锯槽机进行往复切割施工。一般来说，锯槽机施工需要确定一定的施工角度，控制施工速度。施工速度一般在0.80 m每小时到1.50 m每小时之间最为适宜，具体速度需要根据实际情况来确定。在切割施工中，产生的废土通常是通过排渣系统按照正循环或是反循环的方式排出。在切割施工完成之后，利用塑性混凝土进行浇筑，进一步形成防渗墙体。

例如，在某电泵站6号泵站进行防渗改建时，根据实际情况选择锯槽成墙的方式进行防渗墙施工，采取机械式的锯槽机进行施工。开槽宽度根据6号泵站前池大小定为0.35 m，深度定为5 m，锯槽机刀杆倾角定为水平向30度。之后就可以进行切割施工，切割施工产生的废土可以排出用于其他途径，在切割完成之后，对其进行混凝土浇筑形成防渗墙。

2.3 链斗成墙

链斗成墙就是通过链斗开槽机进行防渗墙开槽施工，并在此过程中将排桩插入一定深度，在开槽机完成槽沟开挖之后，就可以进行混凝土浇筑。链斗成墙的方法和锯槽成墙比较类似，都是利用机械开挖出成墙空间再进行浇筑。但是，链斗成墙的深度一般再10～15 m之间，而锯槽成墙可达40 m。链斗成墙的宽度可以达到16～50 m的范围，远远超过锯槽成墙的成墙宽度。链斗成墙主要可以在粘土、砂石或卵石等地层中使用。

3 灌浆防渗处理施工技术在水利工程中的应用

3.1 劈裂灌浆

劈裂灌浆的使用范围主要是水利工程的坝体，其具有鲜明的应力规律。通常情况下，在坝体发生渗水现象的时候，就可以使用劈裂灌浆的方法进行防渗处理。首先，要根据坝体实际确定坝体的应力分布规律，并且按照该应力分布规律设计坝体劈开方向与线路。其次，制备灌浆浆液。由于坝体的重要性，所以其灌浆浆液必须根据防渗要求来制备。在做好上述两步准备工作之后，就可以对坝体进行劈裂，运用专业的施工机械，按照设计好的劈开方向和线路进行施工，同时进行连续浆液灌注，在劈开空间内形成连续稳定的防渗墙，如此就可以提升坝体的稳定性和防渗特性。值得注意的是，在坝体发现渗水问题时，如果具备局部灌浆可能，就应该及时进行局部灌浆防渗，避免渗水问题扩大。

在柴家峡水电站的建设之初，坝体就曾发生过一定的渗水现象。在渗水现象发生时，就得到了施工方的重视，及时制定了局部劈开灌浆防渗施工措施。根据实际渗水情况，局部劈开长度确定在2.80 m，宽度确定在0.30 m，深度确定为2.50 m，灌浆浆液使用常规混凝土浆液。在进行灌浆之后，形成了连续的防渗墙，坝体局部的渗水现象明显消失。

3.2 喷射灌浆

喷射灌浆主要是通过很高的压力喷射浆液破坏渗水位置的结构，使其和浆液发生混合，进步固结成一个整体达到防渗效果。根据不同的施工环境，喷射灌浆又可以分为旋喷、摆喷和定喷三种类型。喷射灌浆技术的最大优点就是设备简单、操作方便、浆液原料广泛、施工效率很高、成本比较低廉、防渗效果明显等。但是，喷射灌浆也存在一定的施工缺陷：施工过程中需要使用的设备数量较多，施工地质要求较高，无法精确对施工对象的颗粒物进行全面的分析，可能在部分＞200 mm的颗粒处产生漏喷的情况，导致最后形成的防渗体结构并不完整，可能无法达到设计的防渗要求。

比如，在某个围堰施工过程中，就采用了摆喷灌浆的防渗处理施工技术，但是由于对施工对象的分析不到位，其中存在不少直径＞200 mm的颗粒。在完成防渗施工后不久，就出现了微小的渗水现象。虽然渗水问题并不严重，但是也确实存在，对围堰的整体安全存在一定威胁。在这种情况下，只能利用其它防渗措施作出一定的弥补。比如可以利用劈开灌浆进行局部防渗处理，也可以通过锯槽成墙法进行防渗处理。通过这个例子可以看出，选择合适的防渗处理技术进行防渗处理施工，是达到防渗目标的最基本要求。

3.3 控制灌浆

在我国施工技术不断发展的背景下，控制灌浆技术逐步出现，作为一种全新的灌浆技术，其对传统的灌浆技术作出了一定的改进和创新。控制灌浆主要是对浆液的流量和压力进行了改进优化，对灌浆防渗处理施工过程中浆液灌注进行了有效控制，大幅提升了灌浆施工的质量和效果，促进浆液固结和成型更加符合设计要求。于此同时，控制灌浆技术还可以大幅节省灌浆施工的人力物力以及施工时间，有效提升了施工效率。在水利工程防渗处理施工中，控制灌浆可以运用在各个方面，具有十分广阔的发展前景。