堤壩防滲施工技術初探

梅玉良　李照慶

摘要：導致堤壩滲漏形成的原因多種多樣，如何選擇防滲施工技術一直都是困擾施工單位的問題之一，必須依據堤壩所處地理環境與堤壩結構及滲漏情況的不同而分別選擇不同的防滲施工技術。本文僅針對地下連續薄防滲墻施工技術與膨脹漿塞法防滲灌漿工藝的施工工法和所需設備進行了介紹。

關鍵詞：堤壩；防滲；地下連續薄防滲墻；膨脹漿塞法灌漿工藝

1 地下連續薄防滲墻施工技術

地下連續薄防滲墻施工技術是一項較好的堤（小型壩）及基礎垂直防滲措施。由于其防滲效果可靠而得到越來越廣泛的應用。

地下連續薄防滲墻主要適用于堤身及基礎的垂直防滲，也可用作土石壩防滲加固和壩體防滲心墻。經過多年實踐和探索，我國堤防地下連續薄防滲墻施工技術有了很大進展。與以往技術設備相比較，該技術提高了造墻效率，成墻厚度減少成墻質量有所提高。本文介紹了地下連續薄防滲墻施工的幾種工法和設備。

1.1 鉆孔灌漿成墻技術

鉆孔灌漿成墻其主要工作原理是鉆孔灌漿攪拌成墻。一種設備是多頭小直徑深層攪拌一次成墻樁機。該設備主要由液壓步履行走底盤、專用導架、六頭鉆桿、連鎖器等部分組成。設備結構合理、造墻效率高，最大成墻深度22m。

另一種設備是雙動力多頭深層攪拌樁機。主要由液壓步履行走底盤、專用導架、成墻器、三桿六頭攪拌鉆頭等部件組成。雙動力驅動，具有鉆孔多級調速、鉆桿中心距可調、三管分別計量灌漿、垂直精度控制方式先進、對環境影響小等優點，最大成墻深度21m。

1.2 液壓抓斗超薄混凝土防滲墻技術

該墻厚度一般為25～30cm，選用設備為國外生產的CH－60型和CH－80型液壓抓斗，成槽最大深度可達70m以上。由于其厚度只有常規混凝土防滲墻的1/3～1/2，在一般情況下可采用液壓抓斗直接挖鑿成槽，施工機械化程度和工效大大提高，并可節省大量的混凝土及其他相關材料，工程造價大幅度降低。同時，墻體的垂直度和連續性也能得到更好保證，防滲效果完全能夠滿足各種設計要求，真正體現了混凝土防滲墻防滲性能好、施工周期短、造價低、見效快等優點。

1.3 振動成墻法

振動成墻法其主要工作原理是采用振動方式沉模，達到設計深度后拔起成槽，灌漿成墻。有三種成墻設備。

1.3.1 高頻振錘薄壁板墻設備。該設備主要由工作主機、動力站、液壓振動錘、工作導架、配有底靴的H鋼梁組成。采用液壓振動方式沉模。具有履帶行走定位方便、成墻厚度小、自動化程度高、勞動組合較合理等優點。最大成墻深度27m。

1.3.2 振動沉模板墻施工設備。主要由機械步履式底盤、樁架、震錘、模板等部件組成。采用機械振動方式，將雙模板互為導板交替直壓切入地下，待達到設計深度后拔起成槽、灌注漿體成墻。具有設備結構簡單、垂直精度控制方式簡便等特點。最大成墻深度17m。

1.3.3 振動插板造墻設備。由通用履帶式起重機、震錘、插板等部件組成。采用機械振動方式，將兩塊插板互為導板交替直壓切入地下。該設備具有通用化設備利用程度高、成本低等特點。最大成墻深度一般為17m，成墻厚度為15cm、18cm兩種規格。

上述幾種設備廣泛適用于黏土、砂性土、淤泥質土和含礫石（小卵石）的砂礫石土層地下連續薄防滲墻施工，堤防基礎防滲、病險水庫防滲加固及新建工程的基礎防滲處理。但振動類造墻設備由于施工中存在較大振動，故使用范圍受到一定限制，可用于小型壩堤及基礎的垂直防滲。

2 膨脹漿塞法灌漿工藝與施工

大壩橫縫堵漏，主要靠漿塞膨脹，只要求漿液充滿鉆孔及鄰近的橫縫（兩道止水帶之間），就可達到防滲目的，運用漿塞膨脹法其灌漿施工效果良好，漿液填充飽滿。

2.1 膨脹漿塞法灌漿工藝

膨脹漿塞靠灌漿來實現，由造孔——洗孔（壓水實驗）——灌漿——并漿——封孔等工序組成。造孔選用4DJ-100型鉆機，開口直徑105mm，終孔直徑91mm，孔底深入基巖1.5m左右，孔深52m左右。清洗用鉆機配套之往復泵進行。但膨脹漿塞法灌漿，因灌注材料是水溶性聚氨酯復合料，該材料遇水就反應，浸水就膨脹，不同于水泥，因此，不能采用水泥的灌漿模式，按水泥分段灌漿模式，由于水溶性聚氨酯固化快、遇水發泡，會有兩個問題：一是段間銜接會有自由發泡區，結合部連續性差；二是孔口阻塞器，為漿液所固結，拔除困難。這樣采用一次灌漿法最為有利，但采用通常化學灌漿使用的一次注漿方式，對于50多米充水深孔，水不排除，包水量過大，漿柱難以密實，只有排水才能保證漿液充添飽滿。經過認真分析、反復研究，確定以漿趕水、以水壓漿。根據實測資料，復合料比重為1：2，重于水，把射漿管深入孔底，使之孔底出漿，以漿趕水上溢。為了保證灌漿中漿柱密實，不自由發泡，不能讓水自由溢流，需在孔口加以節制，實現以水壓漿。

2.2 膨脹漿塞法灌漿工藝采取的措施

2.2.1 控制全孔注漿時間：為做到快速進漿，使漿液在未固化前將全孔灌滿，實現以漿趕水，全孔總注漿時間按10分鐘控制。根據鉆孔孔徑與孔深和進漿時間，計算進漿流量。根據工地鉆孔孔徑與設計孔深，最后確定進漿流量為40～50L/min。為此改造了CB-46型齒輪泵，選用3.0Kw二級電動機驅動，以提高進漿速度。另以高壓氧代替壓縮空氣（因其中含水汽）做動力源，以壓力灌漿罐做備用，保證灌漿的連續性。

2.2.2 灌漿采用雙層管法：孔口設備為特制雙層管三通，內管為1〃塑料射漿管，深入孔底，下端設逆止裝置，防止孔內水進入管內使漿液在射漿管內發生反應。外管為直徑90mm排水管，上部接控制閥及壓力表，控制回水（漿）壓力。外管深入鉆孔500mm左右，上部纏線麻并以水泥水玻璃封堵孔口。

2.2.3 灌漿工藝施工時的注意事項

在確定灌漿設備與進漿流量之后，對其他工藝也進行了嚴格控制，主要是控制材料含水量與溫度：前已述及，水溶性聚氨酯遇水或潮濕空氣即有發泡反映和固化，為了做到順利進漿和保證漿柱密實、連續，無疑在漿液到位前應嚴格杜絕此現象發生。因此，主要工藝措施是對灌漿設備、管路和摻料進行干燥處理和防水防潮，尤其是摻料，市售膨潤土一般含水量較高，摻入就有發泡反應，因此必須進行干燥處理。經測試，漿液的固化時間與氣溫有密切關系，氣溫高固化反應快，當氣溫在13℃～14℃時，摻料含水量要控制在0.5%，當氣溫高于15℃時，含水量要控制在0.2%以下，最好是純干的。膨潤土摻入前，要過篩，細度要求100目篩全通過。橫縫堵漏，主要靠漿塞膨脹，只要求漿液充滿鉆孔及鄰近的橫縫（兩道止水帶之間），就可達到防滲目的，因此無需要求較高的灌漿壓力，孔口控制壓力0.2MPa。當回漿（水）管流出純漿即可終止灌漿，進行封孔。