基于水利工程渗漏产生原因及防渗措施研究

姚利刚

(凤城市水利水产局，辽宁 凤城 118100)



基于水利工程渗漏产生原因及防渗措施研究

姚利刚

(凤城市水利水产局，辽宁 凤城 118100)

近年来，我国的水利工程施工技术日益成熟，水利工程项目也越来越多，所以防渗技术的运用也显得尤为重要。防渗技术在水利工程施工当中的有效运用，不仅可以加固水利设施，使得水利设施的质量更加可靠，减少事故发生的概率，还能在一定程度上减少安全隐患，提高水利设施的运行效率。文章析了水利工程出现渗漏的原因，并研究了防渗技术在水利工程施工中的有效运用。

防渗技术；渗漏原因；水利工程；有效运用

虽然我国的水利工程施工技术经过多年的经验积累已经比较成熟，但依然存在各种各样的问题。其中最常见且影响最大的问题就是水利工程的渗漏问题[1]。水利工程出现渗漏问题不仅使得水利工程的运行效率下降、运行的稳定性得不到保障，而且还会严重威胁到水利工程下游沿岸居民的人身财产安全。所以，一旦发现水利工程出现渗漏现象，就必须要立刻采取科学、合理的应对措施。随着时代的进步，对于水利工程的运行质量也有了更高的要求，所以，对于防渗技术在水利工程施工中的有效运用研究已经势在必行[2]。

1 水利工程渗漏产生的原因

1.1 施工条件的影响

由于水利工程工程量比较大，单个的施工单位难以将其高效保质地完成，所以一般都会把水利工程的施工分为几个部分，分别承包给几个施工团队。而这种做法虽然有利于提高水利工程施工的速度，使得水利工程在预期的时间内完成，但是在同时，由于每个施工队伍的施工方法存在一定的差异，而且对于防渗技术的掌握程度也不一样，所以在每个部分完成以后，对于各个部分的衔接就成为了问题。如果衔接质量不过关，将会给水利工程留下许多安全隐患。比如，在水利工程施工过程中，模板的黏合质量不过关会使得水利工程各个部分衔接不紧密，缝隙比较多，所以会发生大范围的渗漏[3]。

1.2 水利工程内部结构变化的因素

在水利工程施工过程中，由于原材料质量不合格或者项目管理工作不到位使得水利工程内部的结构变化，从而引起水利工程内部发生形变。而如果水利工程内部发生形变，那么原本紧密结合的部位就会因形变而出现许多小裂缝，从而出现渗水。

1.3 水利工程大面积渗漏

如果水利工程的施工没有达到要求，与所设计的差距太大，那水利工程也会出现大面积渗漏的问题。这其中有很多种造成大面积渗漏的原因，一般是由于水利工程原材料的质量不过关、施工操作不熟练等。

2 防渗技术的措施有效运用

2.1 灌浆防渗技术

灌浆技术在水利工程方面应用十分广泛，尤其是在加固坝基和工程防渗方面。在材料选择上通常使用高分子材料、黏土、水泥等，而在防渗方面通常是使用水泥，因为水泥灌浆工艺会相对简单，且水泥凝固以后硬度会比较高，不易发生损坏。而选择黏土时，应选择稳定性高、吸水性强的黏土，防止水渗漏。高分子材料相比前面两者具有防渗性好、不易渗透的优点[4]。

2.1.1 坝体劈裂灌浆

在水利工程施工过程中，坝体劈裂灌浆是针对坝体的渗漏问题而设计的解决方案。坝体劈裂灌浆技术是通过研究水坝坝体内部的应力分布规律，然后找准水坝坝体的轴线，在轴线上进行孔洞的布置，最后用专门的泵机将浆料灌注到孔洞中。坝体劈裂灌浆技术可用通过泵机所施加的压力将泥浆挤压至劈裂的坝体内，使得泥浆更好地渗透进坝体，可以有效地减小坝体内部的应力，稳固坝体内部结构。在采用坝体劈裂灌浆技术进行施工时，需要结合坝体的实际情况，仔细分析坝体内部的结构，根据不同的情况采取不同的解决方案。比如说坝体内部的缝隙是在局部均匀分布，那么就可以对这个部分进行局部灌浆处理；如果坝体内部存在很长的裂缝，贯穿了许多部分，那么可以用全线灌浆技术对整条线上的裂缝进行处理。在当前的水利工程施工当中，坝体劈裂灌浆技术使用的频率比较高，而且使用的效果比较显著，使得坝体的稳定性有所提高。

2.1.2 高压喷射灌浆

高压喷射灌浆技术指的是利用高压喷射的方法将配制好的泥浆喷射到土层当中，与土层混合从而达到加固土层的目的。在运用高压喷射灌浆技术时，压力要足够，而且喷射浆料时要均匀，保证每一个部分都有覆盖。泥浆在与土层混合以后会逐渐凝固，形成一层加固型的防渗层。高压喷射灌浆有许多种喷射方式，比如定点式喷射、旋转式喷射、摇摆式喷射等，每一种喷射方式都适用于不同的条件。高压旋转式喷射灌浆技术，一般是用于需要挖基坑的防渗工程当中；高压摇摆式喷射灌浆技术和高压定点式喷射灌浆技术一般是用于固定板面或者墙面的防渗工程当中。而在当前的水利工程施工中，使用得最多的就是高压旋转式喷射灌浆技术，因为目前水利工程施工现场的土层大多是淤泥土层、可塑性黏土等，比较适合高压旋转式喷射灌浆技术[5]。在采用高压旋转式喷射灌浆技术之前，需要对现场进行考察，观察土层中是否有比较大块的碎石块、是否存在其他类型的杂物、水流的速度是否过快等，必要时可以预先进行实验，验证高压旋转式喷射灌浆技术在该水利工程中的适用性。高压喷射灌浆混合加固性能比较好，而且便于控制，施工工艺更加灵活，但是高压喷射灌浆技术受到土层条件的限制比较明显，所以在使用之前要考虑清楚

2.1.3 卵砾石层灌浆

卵砾石层的灌浆技术不同于一般的灌浆技术，一般的灌浆技术都只使用到了水泥，而卵砾石层的灌浆用到了水泥和黏土两种原材料。因为在卵砾石层打孔极其不方便，所以一般会使用打管注浆法或者套阀注浆法。另外，为了时卵砾石层的灌浆速度更快、效率更高，通常是使用三排注浆孔同时进行注浆。卵砾石层灌浆技术是一种比较特别的灌浆技术，一般是专门用于卵砾石层的灌浆，所以需要卵砾石层这一地层条件才能使其作用充分发挥出来，所以在实际应用过程中，卵砾石层灌浆技术并不是很常用，而且大多只将其作为一种辅助手段，使得水利工程更加牢固，防渗效果更好。

2.1.4 控制灌浆

控制灌浆技术是普通灌浆技术经过改良之后所得到的新型灌浆技术。普通灌浆技术的原材料一般是水泥，而控制灌浆技术则是在普通灌浆原材料的基础上，根据实际的地质情况，加入了一些有针对性的材料作为添加剂，比如砂石、纤维等。这些添加剂的使用不仅不会降低原有的防渗质量，还能优化泥浆的物理性能，加强加固层抵抗冲击的承受能力，使得防渗效果更好[6]。控制灌浆技术可以防止泥浆在土层中过度扩张，让泥浆只在需要防渗的部分发挥作用，加强局部防渗能力。控制灌浆技术主要适用于缝隙比较大、水流流速比较快的情况，而且防渗的效果显著。

2.2 防渗墙施工技术

防渗墙施工技术是除灌浆施工技术以外的一种比较常用的水利工程防渗技术，防渗墙一般柔韧性比较好，而且厚度偏薄，主要的作用是阻挡雨水，防止雨水渗透到水利工程内部，对水利工程造成侵蚀。目前所用到的防渗墙技术施工需要投入较多的资金，所以施工单位要抓紧创新防渗墙技术或者引进国外更加先进的防渗墙技术，控制施工的成本，提高防渗墙施工的经济效益[7]。

2.2.1 多头水泥搅拌防渗墙技术

多头水泥搅拌防渗墙技术是指首先将配制好的水泥喷射到土层中，然后再使用多头搅拌机对其充分搅拌，将土层和水泥混合均匀，凝固以后会形成一道牢固的水泥加固桩，然后再将多个水泥加固桩连接起来，形成完整的防渗墙。多头水泥搅拌防渗墙技术十分地实用，因为水泥本身的渗水性很小，当水流遇到水泥防渗墙时，几乎无法通过，所以就可以发挥出比较明显的防渗作用。在水利工程施工过程中，多头水泥搅拌防渗墙技术通常都用于黏土层、淤泥层、砂砾层等土层的防渗，其具有成本低、适用性强、防渗功能好、施工工艺简单等优点。

2.2.2 切割开槽防渗墙技术

切割开槽防渗墙技术是指利用切割工具以一定的角度对土层进行多次的切割，并在切割过程中进行开槽处理。将切割掉的土层排出到槽外，就可以形成一个个的土槽。土槽开挖完成以后，需要进行一番清理，清理结束后方可灌注混凝土。混凝土灌注直到防渗墙的厚度达到20-30cm、宽度达到20-50cm、深度约为40m即可。切割开槽防渗墙技术在水利工程施工过程中主要用于砂土、小颗粒卵石层、砂砾石层等土层，形成的防渗墙具有连续性好、质量好、机械强度高等优点。此外，切割开槽防渗墙技术还可以通过改良泥浆的原材料，使得防渗墙具有不同性质，便于应对不同情况的防渗。

2.2.3 高压水流开槽防渗墙技术

高压水流开槽防渗墙技术指的是利用高压水流来对土层进行分割，形成土槽，然后再对土槽内壁进行修整直到槽壁光滑，能满足施工的要求，然后浇筑混凝土，形成防渗墙。通常来说，高压水流开槽防渗墙的厚度为21-44cm，深度大概为30m。高压水流开槽防渗墙技术一般用于砂土、黏土等土层，主要应用的领域是堤防工程领域。

2.2.4 链斗开槽防渗墙技术

链斗开槽防渗墙技术指的是利用链斗开槽机上的链斗装置进行土槽的开挖，边挖槽边使用泥浆保护，然后灌注混凝土，形成防渗墙[8]。链斗开槽防渗墙技术所形成的防渗墙深度一般是10-15m，宽度为0.16-0.5m，一般是用于砂土层、砂砾层等土层当中，但是在应用时有两点要求需要注意：在应用于砂砾层的防渗时，①要控制好砂砾的粒径，保证砂砾粒径小于槽宽；②需要控制砂砾层中砾石的含量，不能使其超过30%。

2.2.5 薄型抓斗开槽防渗墙技术

薄型抓斗开槽防渗墙技术是利用宽度为30cm的薄型抓斗挖槽，边挖边注入泥浆保护槽壁，最后灌注混凝土形成防渗墙。薄型抓斗开槽形成的防渗墙深度比较深，大约有40m。薄型抓斗开槽防渗墙技术一般是用于填土层、砾石层等土层当中，其优点是在砾石层当中的开槽速度比较快，而且成本比较低、开槽的效率比较高、用作保护的泥浆用量比较少，既有较高的施工效率，又节约资源、降低成本。

3 结 语

防渗技术在水利工程施工过程中是一门很常用的技术，其具有多种多样的施工方式。如何选择合适的防渗技术并将防渗技术有效地运用到水利工程施工当中已经成为当前施工单位所需要研究的重点。结合水利工程施工现场的土质条件，分析土层当中各类型土层的分布情况，对防渗技术的选择有着重要的意义。所以施工单位应加强对防渗技术适用性的研究，针对不同现场条件使用相应的防渗技术，提高水利工程稳定性，保证水利工程施工的质量。

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[7]李超明.沙井子灌区渠道衬砌混凝土防冻胀设计探讨[J].水利技术监督,2009(02):46-47，50.

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1007-7596(2017)01-0054-03

2016-12-26

姚利刚(1977-)，男，辽宁丹东人，工程师，研究方向为水利工程设计、水利工程施工等。

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