试论水利水电中防渗墙技术的应用与创新发展

刘少政

摘 要：水利工程渗漏问题是水利工程施工过程中较为常见的问题，对水利工程坝体破坏严重，如处理不当，很容易出现多处渗漏，坝体开裂，甚至坝体塌陷等严重问题。必须依照当地实际情况，使用有效地防渗措施，迅速实施施工解决。为此，本文主要就水利水电中防渗墙技术的应用作了相关的探讨，并就其发展进行了具体的分析，以供大家学习交流。

关键词：水利水电工程；防渗墙技术；应用；创新发展

1 水利工程渗水原因

1.1 穿墙管引起的渗水

在某些电灌站泵房工程中有各种管（风、水、电）与主体工程相联结，如果接口处不密实，在混凝土浇筑过程中，混凝土振捣不密实，就易出现蜂窝麻面，导致渗水。

1.2 施工缝引起的渗水

在水利工程施工中由于作业面大，将会人为地使连续作业的混凝土分成几个单元，这样会造成单元间缝隙，这些缝隙就是防水的薄弱环节。如果施工中所用的模板支撑不牢、不严密，很容易造成跑浆，甚至出现蜂窝麻面，势必造成缝隙渗水。

1.3 大面积降雨引起的渗水

首先，排水不畅造成的渗水，如果遇雨天停电或出现其它机械故障，基坑水上涨，淹没垫层，在底板基面四周基坑淤积着降水，就会造成排水不良，形成大面积渗水；其次，在混凝土搅拌过程中，由于拌和不均、振捣不密实等原因，造成混凝土孔隙大，以至于出现大面积渗水。

1.4 变形缝引起的渗水

管道或工程相连接部位由于止水带固定不牢，偏离中心，混凝土振捣不密实，出现较大孔洞或者蜂窝麻面，都会造成大面积的渗水。

2 水利工程防渗处理过程中防渗墙技术的应用

2.1 薄型抓斗的防渗墙技术

主要是采取斗宽为 0.3m 的薄形抓斗挖土开槽方式，进行土石的挖掘及开槽工作，然后使用凝灰浆体在土面上浇注成薄壁防渗，或者自凝灰浆形成薄壁防渗墙，最大成墙深度为 40 m。这种方式还可以广泛适用于粘土、砂土、卵石、砂砾等具有一定量的土层及粘土的土质中。

2.2 多头深层搅拌截渗墙技术

在应用过程中，主要是针对一些软弱地基改良所应用的防渗墙技术，其主要目的是为了提高水利工程建设中的地基承载力。这种技术是将单头以及双头作为基础，对防渗墙技术进行创新和发展而来的。其可以通过对双动力多头深层搅拌机，把多个钻杆带动起来，采用固定的推力对钻杆上的钻头进行推动，以能够使钻头可以钻到土层的预定深度中，最后将钻杆进行提升，同时保持钻杆的搅拌状态达到孔口。在此过程中，水泥浆泵从高压输送管中把水泥浆推送入钻杆，然后把水泥浆通过钻头射入到土壤中，并与其充分进行搅拌融合。随之就把双动力多头深层搅拌桩机调平移位，一直将这一过程进行重复，宜到防渗墙形成。这一技术在砾石层中不适用。在施工过程中，还要注意以下问题：

（1） 要确保墙体垂直

在进行灌注施工之前，必须要对双动力多头深层搅拌桩机机身以及塔架采用经纬仪进行校正，确保其垂直度是控制在 1‰内。为保证其垂直度，需要在机体上安装偏斜自动报警系统，以便在其偏斜度超过允许范围时，系统自动报警以提醒操作人员。

（2） 保证截渗墙的质量

为了确保浆液输送的有效性，需要使用3个并列的挤压泵，对于喷浆情况采用喷浆记录仪时刻进行记录，降低人为影响。如果一旦出现钻头不返浆或者是喷浆压力衰减大的问题的对候，就要立即停止钻杆提升，或者加大泵的排量。

（3） 应保证防渗墙的墙体厚度

扩大钻头内直径，以能够确保其墙体厚度的有效性。

2.3 锯槽法成墙工艺

在锯槽法成墙工艺中，上下往复切割的锯槽机的刀杆以一定的倾角和速度向前移动开槽； 被锯切割下来的土体由排渣系统排出槽外，同时采用泥浆护壁，最后浇筑塑性混凝土，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；传动切割方式有机械式与液压式2种。不同规格组合的刀杆，使开槽宽度可达0. 2～0. 5m、深度达到40m。锯槽法适应于粘土、砂土和卵石粒径小于100mm 的砂砾石地层。其优点是成槽连续、工作效率高、墙体连续、质量好，并且成墙深。

2.4 链斗法成墙防渗墙技术

链斗法成墙防渗墙技术是使用链斗式开槽机和可旋转链斗，在排桩上面进行土壤的移动工作，并将排桩下放置成墙体需要的深度，开槽机前进开挖沟槽，同时还要用泥浆进行护壁，链斗式开槽机最大开槽宽度可达16～50 cm，深度最深达10～15 m。链斗法成墙防渗墙技术主要适用于砂土、砂砾含量≤30%、粒径不大于槽厚的砂砾地质或粘土地质中。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。

2.5 射水法成墙工艺

射水法成墙设备主要由浇筑机、造孔机和混凝土搅拌机三部分组成。这项工艺就是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。

2.6 倒挂并法成墙工艺

倒挂井式防渗墙是一种用土法修筑的垂直防渗墙，其主要特点是用人工挖，井的方法来代替冲击钻造孔，每井浇成一个混凝土井，各井柱互相搭接，构成整片的混凝土墙，切断透水地层，这样，就达到防止渗漏的目的。利用倒挂井法成墙工艺，不需要专门的成槽机械，也不需要用泥浆护壁。

3 防渗墙施工技术的创新与发展

3.1钻孔机械

钻孔机械是防渗墙施工的主要设备。自20 世纪50 年代引进防渗墙技术至20 世纪80 年代中期， 我国防渗墙施工的钻孔设备仍主要是仿苏式钢绳冲击钻机。旧式钢绳冲击钻机的钻孔原理是利用钻头对地层进行反复冲击破碎， 直至地层碎屑被破碎到能被泥浆悬浮， 因而功耗大。抓斗挖槽机因其挖土方式不同可分为液压抓斗和钢绳抓斗。液压铣槽机是建造地下连续墙的最先进的设备。

3.2造孔工艺

造孔机械的进步也带来了施工工艺的不断改进。适用不同地层的各種造孔工艺应运而生。在许多中小型工程防渗墙施工中， 钻劈法仍然是较多使用的方法。这种方法适用于一般砂卵石地层。为降低造价， 多选用当地粘土搅拌的泥浆固壁。我国建造的多数混凝土防渗墙均是采用这种方法施工的。

3.3固壁泥浆

固壁泥浆是防渗墙造孔的稳定液。国外很早就使用膨润土作为钻孔固壁材料。长期以来， 我国绝大多数工程都是使用工程所在地的粘性土搅制泥浆。这种落后的工艺不仅浪费了宝贵的资源， 而且粘土泥浆一般质量不好， 也影响了造孔质量。近年来， 随着造孔工艺的改进， 固壁泥浆也越来越多地用了膨润土造浆。膨润土泥浆固壁性能好、泥皮薄、清孔效果好。同时由于膨润土造浆率高， 容易搅拌， 综合成本并不比粘土泥浆高。

4 结束语

总之，在水利工程中防渗墙的应用较为普遍，并且起着关键性的作用。随着社会的发展，防渗墙施工技术也得到不断地提高。因此，我们应该高度重视水利工程中防渗墙施工技术的有效应用，不断创新防渗墙施工方法，提高施工技术水平

参考文献：

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