灌浆技术在农业水利工程堤坝防渗施工中的应用

2021-12-27丁振刚

南方农业 2021年15期

丁振刚

（东港市水资源服务中心，辽宁东港 118300）

农业生产发展离不开水资源的供给，因此，农田水利工程建设发挥着至关重要的作用。在农田水利工程的建设实施过程中，堤坝防渗技术水平直接关系到水利工程建设质量。而在堤坝防渗施工中科学合理地运用灌浆技术，则会显著提升堤坝防渗效果，从整体上提升工程质量。

1 农业水利工程堤坝防渗施工现状

堤坝渗漏是农业水利工程中的常见问题。堤坝渗漏会破坏正常的农业灌溉工作，同时，堤坝发生长时间的渗漏也会在一定程度上影响堤坝的牢固性，进而对周围群众的生命财产安全造成安全隐患。通常情况下，造成堤坝渗漏的原因主要有以下3 方面：1）堤坝在建设过程中施工不到位，不能达到堤坝的建设标准［1］；2）堤坝的地基周围本身含水量较大，地基在长时间的浸泡下逐渐发生松软，使其在雨季较易发生塌陷；3）堤坝与地基的结合位置处理不当，使得两者之间弥合不实。对此，农业水利工程堤坝防渗施工需要从渗漏的根本原因着手，注重防渗施工的工程质量，从根本上解决堤坝渗漏的问题。

2 灌浆技术的施工工艺

灌浆技术是农业水利工程堤坝防渗施工中比较常见的防渗技术。灌浆技术在实际应用过程中会涉及不同类型的建筑材料，如水泥、黏土、化学聚合物等。同时，施工过程具有一定的专业性、复杂性和综合性，且需要结合工程实际情况开展实施。一般情况下，灌浆技术的施工工艺大致包含钻孔冲洗、水压试验、灌浆等。

2.1 钻孔

钻孔施工需要借助一定的机械设备，常用的有旋挖钻机、硬质合金钻头、金刚石钻头等。对于钻工工艺，钻头的选择至关重要，应与施工流程相吻合。同时，在注浆钻进过程中，需要重点控制注浆孔的垂直度，这样能够使得井壁厚度和力度都更加均匀［2］。此外，在钻孔作业过程中，还需合理控制钻进速度，并确保钻进速度的稳定性，在钻孔的同时注意观察钻孔质量。通常情况下，钻井的深度大约控制在10 cm 左右。

2.2 冲洗

钻孔实际施工过程中，不可避免会产生一定的残余物，如岩石粉等。这就需要对这些残余物进行必要的清洗去除，以免影响钻浆作业质量。因此，在钻孔完毕后，需要重点对孔洞和岩石的裂缝进行清理，常用的清洗方法有压力水冲洗法。整个冲洗流程需要严格按照洗孔的顺序来执行，然后再对岩石裂缝进行冲洗［3］。在冲洗作业中，如果冲洗方法不当，很有可能会造成松散岩层裂缝和拉伸变形等异常问题，因此，需结合工程实际情况，选用合适的化学物质加入到冲洗结构中，在提升冲洗效率的同时保证冲洗质量。

2.3 压水试验

压水试验是灌浆技术中的重要性能测试。压水试验结果能够为工程施工建设提供重要的参考依据，并在此基础上，对后续施工内容制定切实有效的施工方案，保证各个施工环节能够平稳有序的顺利开展。对此，压水试验应最大程度上保证试验结果的精准高效。在整个压水试验中，其关键点在于对岩层单位吸水率进行测定，然后依此为依据，对岩层的渗透性进行合理的把控，确保钻孔施工中岩层性能能够满足实际工程要求。

2.4 灌浆

灌浆一般包含两种灌浆形式：纯压力灌浆和循环灌浆。灌浆材料一般是指水泥和黏土等建筑材料。纯压力灌浆主要是指将预制浆体通过1根注浆管压入到钻孔中，在自然压力的作用下使浆体逐步扩散到地层的间隔中，使其充满在整个岩层的空隙中。循环灌浆则是在纯压力灌浆基础上，利用料浆管灌入到料浆混合缸，使料浆进一步得到混合。循环灌浆工序中包含了多次的灌浆和反灌浆操作，使得浆体呈现一种循环流畅的状态，其根本目的在于确保岩层整体吸水能力稳定［4］。在灌浆过程中，需要重点关注灌浆压力。这是因为灌浆压力能够直接影响注浆固结的质量及孔壁的防渗性能，同时，灌浆压力能够有效控制浆料的渗透扩散半径，将浆料中过多的水分分离出去，以提升浆料自身的固结密度。当然，灌浆压力需要控制在合理范围内，切不可过大，否则会造成孔壁发生裂缝等问题。

3 农业水利工程堤坝防渗施工中常用的灌浆技术

3.1 劈裂式灌浆技术

劈裂式灌浆技术是通过对堤坝进行加固来预防堤坝的渗漏问题。其施工操作为，根据堤身的弯曲度和竖直度对堤坝钻孔进行布孔方式的设计，如梅花式或者直线式，然后按照既定的设计对堤坝进行钻孔。钻孔完成后开始灌浆。灌浆则是从孔底开始，借助浆液所产生的压力来将堤身进行劈裂，而浆体则会在其表面逐渐凝结形成一层有效保护层，以有效防止堤坝渗漏。在灌浆过程中要注意坚持少量多次的灌浆原则。

3.2 速凝式灌浆技术

速凝式灌浆技术一般主要应用在堤坝发生严重渗漏的情况下，对堤坝进行快速修复。其施工操作需要对管涌的实际位置进行判断，以进行针对性的钻孔工作。钻孔完成后，向孔中注射膨胀剂，并在与水的相互作用下使膨胀剂发生膨胀［5］。然后再向孔中灌入速凝式水泥，这样管涌的阻力就会显著增加，降低水流的流速，在一定程度上阻止泥浆的流出。再加上水泥材料是速凝式的，泥浆在很短的时间内就会凝固来堵塞管涌，避免堤身的渗漏。

3.3 高压填充式灌浆技术

高压填充式灌浆技术是堤基灌浆中比较常见的一种灌浆技术。先是结合堤身的实际情况在指定位置进行钻孔，其孔距与钻孔深度都需要严格按照设计参数来执行，然后采用套管放置到钻孔中，一直达到填土层，灌入泥浆采用自上而下的方式，这种施工方式下堤身是干燥的。随着灌浆工序的进行，需要同步将套管逐步提升，直至灌满，用黄泥浆将孔口密封，实现对堤坝的加固。

3.4 灌浆加固式技术

灌浆加固技术能够对坝体和坝身进行有效加固。这种灌浆技术的应用首先需要找到堤坝渗漏的具体位置和渗漏原因。接下来借助浆管进行泥浆的灌入，并进行勾缝处理，提高堤坝自身的防渗性能。

4 劈裂式灌浆技术在农业水利工程防渗施工中的应用

劈裂式灌浆技术是一种常用的堤坝防渗施工技术，具有一定的技术优势。1）劈裂式灌浆技术是在堤坝轴线方向上形成垂直连续的浆体帷幕，能够显著提升堤坝的防渗性能。对于堤坝中存在的局部隆起、冒浆、滑坡等问题具有明显的处理效果。2）劈裂式灌浆在灌浆过程中能够对堤坝中的穴洞、裂缝、缝隙等进行全面的填充，大大减少了堤坝中存在的缝隙，使得堤坝自身的密实度显著增加［6］。3）经过实际施工实践可以了解到，劈裂式灌浆技术的整体造价相对较低，其经济效益显著。4）劈裂式灌浆技术所采用的灌浆设备以钻孔机和搅灌机械为主，其设备类型比较常见且简单，可操作性强。施工人员在灌浆规范的指导下和简单的培训后，就可以掌握劈裂式灌浆技术，并得到切实的应用。

劈裂式灌浆技术的实际应用过程中，需要重点把控以下3 方面的施工操作注意事项。1）如果灌浆过程中因为某种原因而被迫中断，就需要对钻孔进行清洗。待重新开始灌浆时，如果钻孔不能够顺利吸浆，则需要穿透混凝土层到达基岩来进行扫孔，才可以开始后续的灌浆工作。2）如果灌浆过程中发生串浆现象，则需要将串浆孔中的泥浆排出，待排除干净后将该孔堵塞，再对灌浆孔进行灌浆工作，以免串浆现象的反复发生。3）在灌浆工作完成后，需要对钻孔内的污物进行清理去除，待清理干净后，利用砂浆将钻孔，密封并抹平，同时，预埋管也需要在相应的位置进行割除［7］。

总体上来说，劈裂式灌浆技术在实施前需要对灌浆进行合理的设计，以确保后续施工能够顺利进行。而在实际灌浆施工过程中，施工单位需要严格按照施工设计来操作，并对各个工序的施工质量进行针对性的监测和管理，以确保灌浆施工的工程质量。此外，灌浆施工中还涉及多种工程材料，这就需要对建筑材料质量进行检测和把控，避免使用不合格的材料。在灌浆施工过程中，应结合实际施工情况做好工程预测，以便能够及时制定科学有效的解决对策，最大程度上提升灌浆质量。