水利工程堤坝防渗加固施工技术分析

郭广善

（青州市仁河水库运行维护中心，山东 青州 262500）

0 引言

在社会经济快速发展的背景下，我国加紧建设水利工程，希望充分地发挥水利工程发电、灌溉等作用。从现状来看，我国已有的水利工程出现了堤坝渗漏的问题。为此，开展了水利工程堤坝防渗工作，以此补救工程。虽然通过采取合适的防渗措施能够解决堤坝渗漏的问题，但是这无疑会增加后期工程维护成本。在水利工程施工时科学地使用堤坝防渗加固施工技术，就可以大大降低后续水利工程堤坝渗漏问题，节约工程维护成本。因此，有必要选择合适的堤坝防渗加固施工技术开展工程建设工作，从而达到良好的工程建设效果。

1 堤坝防渗加固技术发展现状

水利工程是一项利国利民的工程，对于提升社会发展水平，保证人民群众生产生活质量具有重要的作用。正因如此，我国积极地建设水利工程，提高水资源利用率。在水利工程施工中就不得不提到堤坝防渗加固技术。随着科学技术的发展，堤坝防渗加固技术种类越来越多，并且堤坝防渗加固技术不断成熟。在该环境下，施工单位应该降低水利工程堤坝渗漏概率，提高水利工程建设水平，强化水利工程建设效果。

2 水利工程堤坝防渗加固施工技术应用应遵循的原则

如果忽视某一项水利工程堤坝防渗加固施工环节，就会影响工程建设质量。在水利工程堤坝防渗加固施工中，应遵循施工原则，把握施工要素、要点，以建设优质水利工程。水利工程堤坝防渗加固施工应遵循的原则如下。

2.1 实用性原则

实用性原则即采用的水利工程堤坝防渗加固施工技术能够达到预计的效果，能够真正地起到防渗的作用。例如，针对渗漏不严重的问题，可通过建立排水设施的方法，进行排流。针对应力大的部位，可通过采取灌浆填充的施工方式，加固该部位，保证工程建设的稳定性。

2.2 适用性原则

不同水利工程的实际情况、工程建设要求等存在差异。在进行水利工程施工前，要立足工程实际，选择适用的堤坝防渗加固施工技术。其中，可通过提前开展施工实验的方式，评估堤坝防渗加固施工技术，了解清楚堤坝防渗加固施工技术的可行性，适用性。在这种情况下，就可以在最大限度上防止水利工程堤坝防渗加固施工出现渗漏的问题。

3 工程概况

该堤坝工程处于我国南方区域，工程的长为4598 km，集雨面积185.3 km。为提高工程建设质量，应以高标准指导堤坝防渗加固施工工作，增强堤坝抵抗洪水的能力，保证工程的稳固性。堤坝主身填筑土和堤坝基土是堤坝结构的重要组成部分。经过一段时间的施工建设，堤坝下土地的紧密型逐渐地增加，可确保工程建设水平。为避免工程在使用的过程中出现渗漏问题，减少后期堤坝维护成本，将高压喷射灌浆技术应用于防渗施工工作。

4 高压喷射注浆法的综合描述

在应用高压喷射灌浆技术前，就应了解该技术，清楚技术的应用原理以及应用价值等，进而科学地指导后续施工活动。

4.1 高压喷射注浆法的细分类型及组合形式

注浆压力与喷嘴使用具有联系，因此应用根据注浆压力选择合适尺寸的喷嘴。通常情况下，注浆压力主要在20MPa～30MPa，施工技术人员则需要选择适合该注浆压力的尺寸的喷嘴[1]。在不同的水利工程中，所使用的喷射介质不尽相同，而介质不同所应用的高压喷射方式也存在差异。单管、二管、三管等实都属于喷射方式，作为施工人员有必要根据喷射介质，选择合理的喷射方式。根据喷灌管结构，可将喷灌管划分为2种类型：1）重管式。2）列管式。

该文在进行施工前研究了工程建设要求、工程建设质量标准、工程场地情况，之后确定了该工程所应用的高压喷射注浆法，即使用二重管喷射的方法，进行施工。通过谨慎开展高压喷射注浆法的选择工作，可为后续堤坝防渗工作的顺利推进打下坚实基础。

4.2 成桩原理

喷射是高压喷射注浆施工方法的重要组成部分，应格外地重视此项施工活动。喷射材料影响着工程建设效果，因此就需要做好材料选择、材料质量的控制工作。水利工程高压喷射注浆施工方法所使用的喷射材料为水泥。在应用水泥进行喷射后，就可以起到稳固堤坝的效果。在持续地进行水泥喷射施工过程中，灌入的水泥量处于增多的状态。当水泥量达到一定量时就会冒出地面。在灌入水泥的施工中，要做好喷射的动压力和离心力的控制工作，保证土颗粒与浆液进行有效地结合，以形成旋喷桩固结体，保证旋喷桩固结体的稳定性。

4.3 高压喷射注浆的应用优势

高压喷射注浆具有3个应用优势，可为堤坝防渗加固施工推进提供可靠的支持。优势一：可灌性良好。在高压喷射注浆施工下，可以通过实施合理的压力，改变原土层结构、分布状态，使浆液顺利进入地下，提高加固水平。优势二：可控性好。在水利工程堤坝防渗加固施工中，要做好空隙的控制工作，其中，可通过注入浆液的方式，控制空隙间距，确保空隙的密实性。而石块与卵层石间容易出现很大空隙可以进行该项施工操作。而采取高压旋喷注浆技术进行，可以控制灌入压力控制工作，使浆液材料有效地填补石块与卵层石间存在的缝隙。优势三：便捷性好。施工人员可以选择符合工程实际情况的喷射方法，以方便开展施工操作活动，提高灌浆施工效率与质量，强化堤坝加固效果。

4.4 施工机械的配置

目前，施工机械设备愈加先进，在加快施工进度、提高施工水平方面发挥着积极作用。施工单位有必要根据水利工程堤坝防渗加固施工需求，选择合适的施工设备，应用施工设备有效推进施工活动。针对高压旋喷注浆施工所应使用的施工设备如下所述：1）应用XY-2型钻机，保证开孔孔径不小于130 mm，以便于进行钻孔施工作业。2）应用GY-5型高喷台车，进行喷射注浆施工，加强堤坝的稳定性。3）应用WJQ-80型搅拌机，开展浆液生产、搅拌等多项工作，为喷射注浆施工大奠定基础。4）应用BW150/40型注浆泵，推进注浆作业。5）应用3Ld-15/6型空压机。6）应用低速拌和桶，在选择低速拌和桶前，应清楚其防沉淀性能[2]。如果低速拌和桶容易出现沉淀问题，则不应该选择该设备。7）应用潜水泵，进行提水、高喷、钻孔等施工工作。8）应用液压起管器。9）应用测斜仪，进行施工角度测量，避免偏离施工方案，影响该工程建设质量。10）应用污水泵，开展排污工作，尽可能地降低施工活动对地下水、周围环境等带来的消极影响，提升水利工程绿色施工水平。

5 高压旋喷注浆技术的应用要点

水利工程堤坝防渗加固施工是一项复杂、并且严谨的施工活动。该工程适用于高压旋喷注浆技术。在水利工程堤坝防渗加固施工中，就需要掌握高压旋喷注浆技术应用要点，以实现加固施工目标。

5.1 钻孔

钻孔应用在高压旋喷注浆技术施工前期，钻孔所包括的施工事项如下所述：1）研究施工图纸，清楚钻孔的位置，明确钻孔施工方向。2）根据施工图纸、钻孔位置，调整钻杆姿态，精准对齐钻孔[3]。3）使钻孔机成水平状态，便于精确进行钻孔工作。4）为防止在钻孔施工的过程中钻孔机出现晃动，则需要垫平机底。5）注重在钻孔的过程中进行测量工作，其中应用测斜仪测在每钻进5m后进行测量工作，保证钻孔施工的精准性。其中，应将钻孔的偏差控制在1%以内[4]。如果超出偏差范围，则需要采取合理的措施，进行补救，然后调整后续的钻孔施工工作，确保后续钻孔施工效果。

5.2 下放喷射管

下放喷射管是在钻孔成型后应进行的施工活动，下放喷射管（图1）所包括的施工事项如下所述：1）根据钻孔成型现场情况以及施工方案，把喷射管置于指定深度的位置。2）在该施工过程中，不仅需要做好防护工作，而且需要确保喷嘴的流畅性，保证施工的顺利进行。其中，可通过在喷射管周围包裹塑料布的方式，防止下放喷射管发生碰撞；可通过在下放喷射管的过程中进行低压送水、送气、送浆的方式，保证喷射注浆施工效率与质量。

图1 下放喷射管

5.3 浆液的制备

在进行浆液的制备后，才进行具体的灌浆工作，浆液制备所包括的施工事项如下所述：1）做好材料的选择工作。在该工程中，应选择水泥这种材料。水泥为425#硅酸盐水泥[5]。2）清楚水泥与其他材料的配比标准、要求等，进行配比工作。3）在配比的过程中，应做好材料的搅拌工作，确保各种材料充分地融合，以保证工程建设的稳固性。

5.4 喷射注浆

在上述工作完成后，就可以进行喷射注浆施工（图2为浆液灌注方式）。喷射注浆所包括的施工事项如下所述：1）在喷射管被置于指定深度后，进行喷射注浆工作。2）随着喷射注浆工作的进行，浆液量将会增加。在浆液量达到一定量后，就会溢出，在溢出后，则需要根据施工情况，提升喷射管，同时要进行旋转喷射，确保注浆的全面性、有效性。值得注意的色是：在该施工过程中，应在喷射施工1min～3min后做好孔口检查工作，了解浆液量，观察浆液是否溢出等，进而及时调整施工。3）在喷射管达到施工方案所要求的位置后，要暂停送水、送气、送浆，同时要控制施工速度，以匀速的状态将喷射管拔出[6]。

图2 浆液灌注方式

5.5 残留浆液的清理

在喷射注浆施工完成后，就需要清理残留的浆液，残留浆液的清理施工所包括的施工事项如下所述：1）清理注浆管，避免影响后续使用。2）清理施工周围的现场所留下的浆液。

5.6 静压回填

静压回填是水利工程堤坝防渗加固施工技术的重要组成部分，静压回填施工所包括的施工事项如下所述：1）应用孔口进行回浆。2）在回填的过程中，要注意观察孔内浆液的情况。如果没有发生下沉现象，就表示已经完成了回填工作。反之，则需要继续开展回填工作。

6 质量检验的工作要点

在完成高压旋喷注浆施工后，就需要进行质量检验工作，并把握质量检验要点，提升质量检验水平。检验的数量应达到总孔数的1%[7]。质量检验的工作要点所涉及的工作事项如下所述：1）取芯钻孔的位置。将孔径控制在110mm～130mm[8]。2）取得芯样，把其放置到实验室，开展检验工作，验证芯样的内部成分。在内部成分符合施工质量孔控制标准时，才能保证施工的有效性、科学性。而在内部成分不符合施工质量孔控制标准时，就需要采取合理的措施，处理问题，确保工程建设效果。3）在选取芯样时，要考虑高程条件，同时需要组织抗渗检测等。通过开展检测工作发现，各处的渗透系数最大达到6×10-6cm/s，最小达到2×10-8cm/s。而临界水利坡降的最大值为120%，最小值为90%[9]。检测结果符合施工质量标准以及工程建设要求。由此可见，该水利工程的高压旋喷注浆技术应用水平高，有助于提高堤坝防渗加固水平。

7 结语

综上所述，应用堤坝防渗加固技术可以保证防渗效果，稳步堤坝，提高水利工程防渗加固质量。由于堤坝防渗加固技术的选择工作在很大程度上影响水利工程防渗加固效果，施工单位应该根据水利工程现场情况、水利工程施工要求等，选择合适的防渗加固技术。该工程适用于高压旋喷注浆技术，在应用高压旋喷注浆技术时，要做好技术流程控制工作，科学有效地推进施工活动。钻孔、下放喷射管、浆液的制备、喷射注浆、残留浆液的清理、静压回填是高压旋喷注浆施工的重要组成部分。施工单位需要构建完善的压旋喷注浆施工方案，以指导施工活动。对于施工人员来讲，其有必要认真地进行压旋喷注浆施工工作，并根据施工情况，灵活地调整施工活动，以便最大限度地保证堤坝防渗加固效果。