水利工程堤防防渗施工技术

2023-01-03马小双蔡文锋

河南水利与南水北调 2022年6期

马小双，蔡文锋

（1.板桥水库管理局，河南驻马店 463000；2.河南省水利第一工程局，河南郑州 450008）

1 水利工程堤防防渗施工技术应用的价值与作用

水利工程建设的主要目的是将日常降水中的过量水源蓄积在一起，防止由于水源过多而造成的洪涝灾害，同时，蓄积起来的水源在干旱的季节也能够起到灌溉的作用，从而实现缓解旱情的目的。除此之外，有些地区的水利工程由于有着较为特殊的地理位置，因此也可以实现水力发电的功能，为社会效益和经济效益的提升提供较大的帮助。水利工程中的堤防工程能够将河流原有的物理性状改变，并通过深挖和宽挖的方式将河流渠道化，从而合理控制河流的走向，强化蓄积效果并实现防洪防涝的目的。但由于人工修建的河道长时间承受着河流的压力，所以很有可能出现断裂、渗透等现象，因此在堤防工程施工过程中要注重防渗质量，从而保证堤防工程的稳定性。水利工程建设中，堤防工程施工是一项重要的组成内容，其施工的质量水平将会直接影响水利工程产生的社会效益，所以做好水利工程堤防防渗施工技术，能够保证水利工程的高效益，对于促进国家稳定发展有着十分重要的意义。

水利工程的施工质量与使用寿命、性能发挥等方面有着较为直接的影响，其中堤防防渗施工与水利工程的施工质量又有着密切关联，若是水利工程堤防防渗施工水平不高，不仅会导致堤坝的拦水能力降低，无法实现防洪和排涝功能，同时也会缩短水利工程的使用寿命，无法帮助水利工程实现经济效益最大化，在后续的使用过程中也会经常出现问题，为人员增加较多维护保养任务的同时，也会增加工程的管理成本。

2 水利工程堤防渗水原因分析

2.1 设计原因

设计作为水利堤防工程建设的初始阶段，其水平将会直接影响堤防是否会出现渗水，由于部分设计人员缺乏经验或专业技术能力不足，再加上没有深入分析水利工程堤防设计文件、施工现场等一些重要因素便开展设计工作，这不仅会导致堤防工程的设计无法达到相应的施工标准，同时也会导致整个施工体系中存在着较多考虑不周的问题，这就很有可能导致堤防在水位高峰期出现渗水问题。

2.2 施工原因

对于水利工程堤防建设来说，施工水平是保证质量是否达标的重要因素。根据水利工程的实际建设情况来看，堤防建设施工中所需的占地面的规模较为庞大，在这种因素的影响下为了保证各个施工环节能够有序开展，高效的施工方法十分关键。因此，大多数施工企业会在地方混凝土建设环节中往往会采用根据标准划分小单元开展施工的做法，但这种施工方法会造成堤防各小单元混凝土在组合的过程中出现不同程度的缝隙，最终导致水利工程堤防建设施工使用后出现渗漏现象。

2.3 建材原因

水利工程堤防建材也是造成渗漏现象发生的主要原因之一，如相关施工人员在具体施工过程中往往过于关注施工标准，如何才能够达到施工要求或在施工方案上怎么做好质量管控，但是在建材方面却没有予以足够的重视，导致一些劣质的材料进入施工现场，虽然严格按照相关标准开展各项施工工作，但最终也不可避免地会出现一些渗漏问题。同时，由于水利工程堤防也有着各自的使用年限，在长时间的使用过程中若是没有进行良好的维护保养也同样会出现渗水问题。

3 水利水电工程堤防防渗施工

3.1 混凝土防渗墙的施工

混凝土防渗墙是水利工程堤防防渗施工技术中的重要组成部分，这项技术在用料方面来说相对环保，施工时产生的噪音和环境污染较小，所以在水利工程地方防渗施工技术中得到了较为广泛的应用。但由于其施工过程相对较为复杂，并且需要相关施工人员明确各个环节的施工节点，从而选用合理的施工方法，以此来强化水利工程的整体质量。

3.2 帷幕灌浆防渗施工技术

在水利工程中有着较多的防渗技术，这就需要相关人员根据水利工程的实际情况和领域需求来选用合理的防渗技术。其中，帷幕灌浆施工技术的应用有着较大的局限性，对于施工环境的条件有着较高要求，首先在开展灌浆操作前，需要严格按照标准比例调制浆液，确保浆液具有流动性的同时，也能够发挥出应用的巩固作用。其次，注意泥浆在脉石层的水利工程中，经过短时间的凝固或其他化学反应，则可以让泥浆完全固化，从而实现提高堤防缺陷岩层的强度。这项技术主要是利用帷幕较高的防水能力覆盖堤坝，将下半部分的帷幕埋在土壤中，上半部分则通过水泥灌注在坝体上进行固定，从而实现堤防的防渗漏功能。通过以下实例探究：

3.2.1 工程概况

某中型水库总库容3 240.60 万m3。主要建筑物为：输水洞、溢流坝主坝、副坝以及溢洪道。该工程设计对溢流坝进行帷幕灌浆，帷幕灌浆设计轴线与溢流坝轴线为平行设置，与上游距离为2 m，采用单排孔灌注纯水泥浆液，每孔之间的孔距为1 m；设计灌浆顺序：按照从上到下的顺序分段实施。

3.2.2 施工过程

第一，测定位置及深度。按照设计要求，首先利用全站仪对帷幕灌浆的轴线和各个控制点放线，然后选择用水准仪对现状高程进行放线测量；完成之后，利用皮质卷尺或者钢制卷尺对设计灌浆孔位进行测量确定；最后，选择用水准仪将全部设计孔位的孔口现状高程测定，按照设计中确定的帷幕灌浆底部线位置，对钻孔深度进行计算。

第二，选着确定钻机。依据工程现状，选择确定适合工程的钻机型号、类别，一般有回转式、回转冲击式、冲击式几种类型，工程选用的回转式钻机；然后进行帷幕灌浆钻孔的施工，孔位的误差严格按照规范标准进行，一般与设计孔位误差不得大于10 cm；为防止由于施工工艺或其他原因产生孔壁的塌陷，钻孔过程中要严格控制溢流坝体等部位的送水量。

第三，施工过程控制。依据工程施工方案确定的循环式灌浆施工，对灌浆孔孔底与射浆管之间的间距进行严格控制，不超过50 cm 为控制要求，采用由上到下的方法顺序施工；如果在施工过程中遇到比较复杂地质条件时，灌浆作业施工完成后需进行待凝处理。钻孔施工时，采用从上到下分段进行，为确保其合理性，通过先导孔透水率对渗透剖面图进行绘制，实现对设计帷幕底部边界的复核。然后，控制管口和孔底的间距不超过50 cm，在灌浆段的最底部插入灌浆管；工序按照钻进→冲孔→压水→灌浆等顺序组织施工。

第四，灌浆压水试验。为更好更准确地掌握基岩的透水性，提高施工灌浆质量，须进行灌浆前的压水试验。灌浆前先压水对灌浆孔裂缝以单孔冲洗法进行冲洗，冲洗压力设定为设计灌浆压力的80%，冲洗的回水变得清澈以后停止冲洗，然后按照从上到下顺序，采用单点法对先导孔分几段进行压水试验，压水试验压力为设计最大灌浆压力的80%，压水的时间按照20 min控制为宜，每5 min记录一次流量。

第五，浆液配比浓度。首先进行灌浆试验，然后去确定浆液比，浓度按照由稀到浓的原则逐级变换。根据工程实际情况进行分级，如果灌浆前透水率在5 Lu之内，水灰比选为5，透水率大于5 Lu，水灰比选着3；根据实际施工过程以及相应的透水率我们在实施中进行调整。

第六，灌浆完成。依据勘测设计单位提供的地质及地层分析报告，分析确定出不同条件下孔段灌浆完成的条件，从上到下分段施工，按照最大的设计压力，每分钟注入浆液小于1 L，灌浆持续60 min即完成灌浆作业。

3.3 高压喷射防渗墙施工技术

在水利工程堤防防渗施工中应用高压喷射防渗墙施工技术，主要是通过高压喷射工具破坏涂层，影响土壤颗粒之间的融合效果，经过一段时间后便可以让材料实现凝结和硬化，从而发挥出防渗技术的作用。应用这项技术主要可以分为以下几点：首先，使用机械设备对土壤进行钻探，根据工程的实际情况在相应位置注入灌浆，确保高压灌浆注入灌浆层能够通过使用工具；其次，通过切割或搅拌技术改变土壤的结构特点，确保其能够完全混合浆，并通过重新凝结形成新的整体。