水利工程施工中防渗灌浆技术的应用核心要点构架

刘洪庆 肖庆 高鸣阳

1.牡丹江市水务科学研究院 黑龙江牡丹江 157000 2.中建三局集团有限公司 上海 200129

国家社会和经济发展迅速，三峡工程作为带头工程，引领了一批又一批的水利工程发挥更大的作用。但是，很多地质灾害和质量病害是不可预料的，这些都会影响水利工程的建设，容易造成堤坝裂缝、渗漏、滑坡等具有危险性的问题，这不止对工程项目不利，也会影响人民生命财产安全。在这些问题中，主要还是渗漏问题最为严重，由于这种威胁相对隐蔽，在汛期的时候容易造成更大的威胁。所以，我们需要加大对水利工程渗漏排查的力度，如果发生这类问题就要及时的进行技术处理，这对于工程的进行至关重要。通过实践证明，灌浆施工技术在这类问题发生的时候的应用相对广泛，最终达到的效果也令人满意。

1 水利工程产生渗漏问题的原因

首先从自然因素这一方面出发，可以分为以下几种类型：地震、地表沉降、山体垮塌等。大部分的自然因素的发生都会使水利工程坝体、堤防等物体受到不同程度的震动。如果受到恶劣天气的影响，产生的洪水、泥石流、大风大浪等都会对其造成冲击进而产生渗漏的现象。还有一种情况能够引发这种问题，那就是时间。由于水利工程建筑使用的时间过长，回出现老化的现象，强度有了一定程度的降低，承受的力量变小，从而引发渗漏的现象。

其次考虑到的是人为因素。设计方案能够影响工程的科学性，如果好的设计师水平较高，就能够合理的运用技术建造好的工程。设计基础没有打好就容易发生水利工程渗漏的问题，后续也会引发很多问题。施工材料的选择也会影响渗漏，如果选材不合格，就直接导致了质量不通过，节约成本并且降低材料的使用标准等等行为，都会为渗漏等问题埋下隐患。还有施工过程当中的工作人员对待工程的态度，如果责任心不足、工艺不过关，出现走过场等问题，都会使工程质量受到一定的危害，从而很容易发生渗漏的问题。在工程项目完工之后也要定时进行保养，保证其具有稳定的承受能力。施工工艺的水平也要受到严格的限制，因为水利工程对于技术人员的要求相对来说比较高，需要很高的素养和工艺水平，所以必须保证人员的安排。

2 阐述水利工程施工中灌浆防渗处理技术

水利工程在我国的工程建设中占据着重要的地位，但是与其他工程项目相比，水利工程与其他一般的建筑物还是大不相同的。在建造的过程当中不仅需要工作人员考虑地质构造的必须的条件,比如地摹是否出现变形，比如地表结构是否稳定等，这些问题都是常见的，而且还需要重点检查灌浆是否出现渗漏等状况。一旦水利工程出现渗漏情况,所带来的后果是十分严重的。不仅仅能给经济上带来巨大损失之外，更会造成一些危险，损失财产也容易损失人员。水利工程遭到破坏的主要原因是地基岩土没有能力阻挡水的冲击，从而导致坝基和山体之间出现渗漏现象。出现这样问题的原因可以分为以下几个方面，第一是由于水库蓄水过多导致压力过大，第二是由于施工不当出现了水可以流通的通道。水头的高度以及过水通道的大小直接影响着水利工程施工过程中渗漏程度的高低。在不断进行实践检验的基础上，有关人员发现通常在缝隙中出现渗漏情况严重的现象，基本都是因为缝隙能够与水库相互流通。如果不出现这样的错误，就不会出现渗漏情况不好解决的问题。我们需要重视这类问题，所以我们在探索和演技好灌浆渗水的时候，就需要全面的考察水利工程的现场以及水利工程周围的地质环境，尤其是岩石缝隙要格外的关注，是否出现断层或者是腐蚀等现象。同时在填充的过程中就加强考察和审查,以便能够选择一个地理环境和位置较佳的场所作为水利工程施工场地。

3 水利工程灌浆施工技术类型和特点

3.1 防渗帷幕灌浆技术

这种技术主要是应用在卵砾石层或者是土壤岩石颗粒相对来说比较大的地质。更加具体的说，需要进行帷幕的设计并且将其安置在一定深度的地方，使其能够和堤坝之间进行固定。根据表面孔眼数量的差别可以分为两种，一个是双排孔，另一个是多排孔，并且帷幕具备着相对较好的防渗水功能。在进行了帷幕孔眼内部注水泥浆之后，在一定程度上能够增强帷幕牢固性以及防水的性能，同时能够防止渗漏，与此同时也能增强堤坝的稳定性。防渗帷幕灌浆技术使用的时候使用的材料主要使用黏土和水泥，是使用大量的黏土配合着少量的水泥，两者进行融合再继续进行施工的开展。但是卵砾石层进行灌浆钻孔是比较困难的，所以需要采用套阀式或者是循环式灌阀等等的方法。实践证明，这种技术对于防渗漏工程来说有着一定的局限性，一般情况之下都会将这种技术作为灌浆勘探方法来使用。

3.2 高压喷射灌浆技术

这种技术我们国家应用在水利工程灌浆施工方面比较广泛，主要是通过压缩空气之后再将浆液喷射到土层或者是软质岩浆当中，这种做法能够很有效的填补上渗漏的部位。由于压缩空气对浆液会产生很大的冲击力，使喷射灌浆的材料渗透到土层中一些比较薄弱的地方，时间长了就会渐渐的冷却下来，固化之后使土层和岩浆固结，最终形成一个坚固的固结体，这种方法能很细致的将渗漏问题有效的解决。通过大部分实践证明，高压喷射灌浆技术不需要复杂的操作便可以完成，效率高、成本容易控制等等都让渗漏问题得到很好的解决。但是由于这种技术涉及到很多的专业设备，所以说对操作人员的技能水平有着很高的要求。

3.3 坝体劈裂灌浆技术

这种技术需要按照轴线进行剖开，从而进行劈裂灌浆的作业。这种方法能够很有效的对坝体当中产生的裂缝以及漏洞等问题很好的进行治理和解决，能够很大程度的提高其防渗能力。如果渗漏问题比较严重的话，就需要先对该位置进行标记，并且实行多次灌浆，从而形成多层防渗层，能够进一步的提升防渗的能力。与此同时，由于坝体本身具有应力作用，所以在技术应用的时候能够实现紧密结合，经过一段时间之后的坝体就会更加的牢固。因为这个技术的应用达到了很好的效果，所以目前在各种的坝体治理问题出现的时候，几乎都是使用劈裂灌浆技术。

3.4 控制性灌浆技术

控制性灌浆技术是建立在瓦砾石层防渗帷幕灌浆技术的基础之上，从而形成了这种技术，能够很好的延续前者优势的同时，又针对前者存在的问题进行了一定的改进，改变了施工工艺，并且奖主要控制目标定为浆液流量和压力。在工程施工过程当中，实际灌浆的浆液流量和压力指标都会对灌浆质量造成一定的影响，如果能够很好的控制，就能够在保证灌浆作业顺利进行的同时也能够使施工质量达到规定的标准。相反的，如果不能够很好的控制灌浆流量和压力，是工作也就很难顺利的进行。所以，在实施防渗灌浆技术的作业时，不管是采用哪一种技术，都需要对浆液流量和压力进行有效的控制，使控制性灌浆技术与实际灌浆作业相融合。实践证明，将防渗灌浆技术应用在水利工程建设当中，需要科学合理的将控制性灌浆技术应用在出现的问题上，这样不但能提升灌浆作业的效率，也能够很好的价格浆液并且工程施工效益也会有所提高。

4 灌浆技术的防腐蚀与防渗效果分析

为了确保聚合物材料能够应用于尾矿坝防渗工程，进行了一系列分析。根据测试结果，聚合物防渗墙不适用于强酸环境。聚合物材料在基本环境耐腐蚀性方面表现优异，可用于将基本废水储存在尾矿库防渗层中。一般来说，尾矿坝防渗层的性能，应相同于渗透的系数为10的粘土层防渗透性能7cm/s，厚度要为1.5m。事实上，聚合物防渗墙的渗透系数为108-109防渗性能完全满足尾矿坝防渗要求。

尾矿坝防渗灌浆技术基于柔性防水和非水反应膨胀聚合物灌浆材料的概念。它是一种新型防渗技术，具有扰动小、施工速度快、防渗性能好、耐久性好、经济环保等特点。

新型非水反应聚合物灌浆材料对环境无污染，具有良好的防渗性能。它们的密度、膨胀率和工程力学性能指标可根据工程实际进行调整，并可与土体紧密结合。与现有防渗技术相比，尾矿坝的整体稳定性和防渗体的抗裂性能显著提高。聚合物材料具有良好的化学稳定性，能够长期抵抗地下环境中的化学腐蚀(例如酸和碱性环境)。

聚合物灌浆技术可用于尾矿坝防渗工程的几个方面，包括尾矿坝基础防渗、尾矿坝现场防渗和尾矿坝防渗加固。局部渗漏聚合物管道灌浆技术、管道快速聚合物密封技术、聚合物定向劈裂灌浆技术、聚合物帷幕灌浆技术和超薄聚合物防渗墙灌浆技术应用于尾矿坝防渗加固。它们表现出良好的防渗性能和长期耐久性，可以替代目前的防渗技术，并有效避免渗漏造成的局部破裂。

5 水利工程防渗灌浆施工技术应用

首先应该做好防渗灌浆施工之前需要的准备。第一，应该先进行相关的调查，在施工之前需要对产生渗漏问题的水利工程周围的地质、环境、气候以及渗漏的范围等情况进行记录，尽快做好详细的报告，在最短的时间内掌握第一手资源，为渗漏问题及时解决，制定方案提出有效的施工方案。第二，确定水利工程的施工方案，在分析以上问题之后进行科学判断，施工人员应该仔细认真的设计研究工程图纸，理论与实际相结合，确定所应采取的灌浆技术，并且保质保量的制定一份具体方案。第三，做好相关人员的准备工作，由于施工渗漏问题站在某个角度上来说是有一定的危害性，所以就需要对施工人员以及技术人员进行严格的选择，这对防渗灌浆施工显得十分重要。施工单位需要针对施工的需要精心挑选出具有责任心、技术水平高的设计人员、管理人员以及施工人员。一定要避免随机选择或者是乱拼乱凑的现象。第四，材料和装备的准备是建立在良好的施工基础之上的，所以如果想要完整的进行施工工程，那就在施工进行的过程当中严格按照设计方案进行选材，一定要保证材料的品质，绝对不能因为成本等等问题而降低标准甚至是随意更换品种、改变规格。对于装备的调配方面，也需要保证其性能完好，调试和安装要按照标准进行。第五，施工场地准备，这其中抱愧灌浆作业进行之前的钻孔进行的固结处理，也包括铺设供风管路以及供水系统的建设，还有明确制浆站和废浆回收池位置的选择，需要构建的挡水堰从而污水和浆液外泄等等，都能够为顺利开展灌浆作业提供有利的条件。

漏水通道灌浆技术。很多因素都会影响到这类灌浆技术的实施，比如喀斯特溶洞等等具有先天性的地质条件，以及施工技术水平等等后天性的影响，这些常见的因素都可能会导致水利工程出现渗漏的问题，从而出现大量的裂缝并出现更大的漏水通道，这会导致堤坝变得脆弱，经受不住风吹雨打，一旦遭受了大风大浪等自然冲击，就会对其安全问题造成很大的威胁。这种不足早成分影响相对于之前的两者来说会产生更大规模、更糟糕的情况。应用传统的防渗技术可能不会从根本上解决，只有有针对性的、根据实际情况进行有效措施，才能够达到封堵渗水的目的。对于一些特殊的情况来说，比如倾斜角度较为平缓并且不具备水流作用的裂隙，可以采用间歇灌浆的方式或者是水泥砂浆、浓浆等方式进行相应的灌浆作业。如果这项作业没有达到所要求的施工标准，就可以多次进行稳定灌浆注法进行行之有效的处理。相反，如果是针对倾斜角度比较大并且具有水流作用的裂隙时，则可以采用稠水泥浆对砾石混合泥浆进行一定程度的冲灌。针对砾石材料的选择就需要选取一些直径比较大的，这样更容易行程架桥封堵裂缝，从而更容易对渗漏处进行防治。

6 结语

对于本文的论述，我认为水利工程的防渗灌浆技术如果很好的应用在施工工程当中，就能够有效的解决渗漏的问题。在进行灌浆施工作业之前，必须要对产生渗漏的原因进行排查，指定一份科学的施工方案和措施，进而能够选择合适的施灌浆施工技术进行作业，最终确保施工工艺和质量的同时，也能够解决渗漏问题，为水利工程的安全以及稳定运行提供了很重要的保障。