水利工程中防滲處理技術(shù)探討

【摘 要】近年來，我國水利工程的規(guī)模不斷的擴(kuò)大，施工技術(shù)也不斷的革新，因此在工程防滲技術(shù)處理這方面有了更高的要求。本文結(jié)合工程實例，對各種常用的防滲處理方式進(jìn)行系統(tǒng)介紹，闡述了水利工程中瀝青混凝土防滲墻技術(shù)和和灌漿施工技術(shù)的各個環(huán)節(jié)，以及施工工藝和施工質(zhì)量的控制，希望能給業(yè)內(nèi)人士提供參考。

【關(guān)鍵詞】水利工程；防滲處理；防滲墻；灌漿

我國小型水利樞紐工程除了在防洪抗旱方面外在農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)發(fā)電已經(jīng)生活用水方面都起到了不可替代的功能。然而隨著時間的推移，大部分工程都出現(xiàn)了一些病險問題，例如滲透破壞、開裂、滑坡和沒治，其中以滲透破壞為主。這些問題造成了水利樞紐在運(yùn)行過程中的隱患。因此對于防滲處理施工的技術(shù)成為了重中之重。以下就介紹兩種在水利工程中常用的防滲處理施工技術(shù)。

1 灌漿施工技術(shù)

1.1 灌漿法基本原理

灌漿法主要是運(yùn)用壓力在鉆孔作用下把固結(jié)的漿液注入到巖石的縫隙中去也可以是建筑物的裂縫中去，一定程度上改善施工物體的物理性能。在灌漿的過程中，需要克服各種阻力把漿液滲入提防的縫隙中去。用于灌漿的材料主要包括水泥粘土漿、水泥—水玻璃漿、水泥漿以及粘土漿等等。水泥粘土漿是混合了水泥和粘土這兩種主干材料而出的。它的特點是：成本低、性能較好、抗?jié)B性好、互相補(bǔ)充缺點、流動性好、結(jié)石率高，在堤壩防滲灌漿中應(yīng)用十分廣泛。灌漿法施工技術(shù)在實際工程中有著廣泛的應(yīng)用，以下舉例說明。

1.2 工程概況

某土壩土質(zhì)均勻，在大壩基礎(chǔ)部分發(fā)現(xiàn)有側(cè)漏現(xiàn)象，十分嚴(yán)重。通過翻閱地質(zhì)報告得知該大壩當(dāng)初在施工過程中沒有把基礎(chǔ)清理干凈，導(dǎo)致壩體與基礎(chǔ)接觸的地方發(fā)生了滲漏現(xiàn)象。在壩體與基礎(chǔ)接觸層之間有一層20cm厚的腐殖土，該腐殖土主要是由一些腐殖質(zhì)、植物根系、礫石和砂石等雜質(zhì)組成，因此該土層具有含水量大、強(qiáng)度低且呈流塑性的特點，是墻透水層。在主河槽段，大壩基礎(chǔ)處的砂巖表面風(fēng)化程度較強(qiáng)，在筑壩時這些被破碎風(fēng)化的砂巖沒有被清除，也導(dǎo)致了層面和接觸面滲水。由于在壩基的砂巖中會存在一些節(jié)理裂隙和層間泥化夾層，而水庫中的蓄水就會通過這些裂隙流出，造成滲水。綜上所述，這次的防滲處理范圍包括壩基一到三層，前兩層是土層所以采用高噴灌漿法，而第三層則采用帷幕灌漿法，兩種灌漿法結(jié)合使用。

1.3 高噴灌漿施工工藝

所謂高壓噴射法就是當(dāng)當(dāng)工程鉆機(jī)達(dá)到設(shè)計處理深度后，通過將高壓泥漿泵向周圍土體噴射固化漿液。在孔隙底部噴桿端部位置上安裝了一個特殊的噴嘴來實現(xiàn)高壓噴射。同時噴桿旋轉(zhuǎn)上升，將噴射范圍內(nèi)的土體通過高壓打碎，并破碎的土體與固化漿液混合在一起，等混合體凝固后就成為所需具有防滲功能的固結(jié)體。具體施工步驟為:（1）檢查噴水角度。噴漿前為了保證水、氣管道、漿以及噴嘴處在通暢的狀態(tài)，需要將水角度和注漿管調(diào)整到設(shè)計值。（2）調(diào)漿。每班需作業(yè)4至5次，主要是嚴(yán)格控制漿液的比重，當(dāng)漿液的相對密度誤差超過1%時要停止噴射并調(diào)整水灰比。（3）破壞地層。高壓泥漿泵噴射出的高速水流作用于噴射范圍的土體時，巨大的壓力使得土體遭到破壞，反復(fù)作用加速了土體的碎裂。（4）升揚(yáng)置換。高壓使得水束周圍的形成氣幕，這降低了水束的摩擦力所以在實際施工過程中要適當(dāng)增加噴射的切割長度。在噴射切割長度末端，水、氣體、漿液以及顆粒組成的混合液呈現(xiàn)一種沸騰狀態(tài)。這種狀態(tài)有利于升揚(yáng)時將地層中的小顆粒帶出，使得地層結(jié)構(gòu)更加整合堅固。（5）注入漿液攪混。注入漿液時需沿著水、氣射流切割摻攪范圍，這樣漿液擠壓原地層形成平整表面，有利于整個注漿過程。（6）滲透凝結(jié)。灌注漿液通過靜壓力滲透到噴射外圍內(nèi)的土體孔隙中。凝固后就形成了一層具有防滲作用的過渡層，改過渡層性能及其形狀則根據(jù)實際要求確定。通過上述方法滿足防滲要求。

1.4 帷幕灌漿施工工藝

將具有膠凝性及流動性的漿液通過鉆孔壓入巖層的裂縫中，漿液需要按照一定配合比配置，通過漿液的凝結(jié)來達(dá)到巖基的抗?jié)B性和整體性，這種方法就稱作帷幕灌漿法。卵礫石層中的帷幕灌漿也是采用黏土加少量水?dāng)嚢杞M成的混合漿液，差別在于是作用于巖石中。由于在卵礫石層中鉆孔不容易，所以可以采用循環(huán)鉆灌閥跟管灌漿、打管灌漿、套閥式灌漿的方法。但是這種方法它的缺點是地質(zhì)條件的不同漿液填充范圍不好控制。所以為了使防滲功能效果提升，灌漿孔一般要大于三排。使用金剛鉆鉆頭并采用回轉(zhuǎn)式進(jìn)行帷幕灌漿鉆孔。孔位的誤差不能大于10cm，按照設(shè)計規(guī)定確定孔深。帷幕灌漿時從上到下分段灌漿法或者是孔口封閉灌漿法，同樣先導(dǎo)孔仍應(yīng)從上到下分段做壓水試驗。鉆孔和裂隙在灌漿前需要進(jìn)行沖洗。只有鉆孔底部可以進(jìn)行裂隙沖洗和簡易壓水，而其他需要灌漿的部分就不需要進(jìn)行沖洗。每個鉆孔與前后左右四個孔之間的灌漿高差不得超過12cm。

1.5 應(yīng)用效果

灌漿是一項嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓こ蹋驗槭窃趲r石中鉆孔，灌漿質(zhì)量不能通過肉眼觀察，因此在整個施工過程中，必須嚴(yán)格按照每個步驟和要點執(zhí)行。在灌漿工作完結(jié)后的28天仍需要進(jìn)行質(zhì)量檢測工作，在灌漿區(qū)進(jìn)行鉆孔檢測同時還需進(jìn)行壓水試驗。灌漿區(qū)巖體膠結(jié)情況也需認(rèn)真觀察記錄。壓水試驗取得吸水率不能作為唯一的標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)該通過多種途徑取得數(shù)據(jù)，互相來印證。水庫蓄水后，可以觀察出使用者兩種灌漿方法結(jié)合的方案應(yīng)用的效果較好，各項指標(biāo)都能滿足，達(dá)到灌漿防滲要求。

2 防滲墻技術(shù)

2.1 防滲墻施工工藝

混凝土防滲墻技術(shù)可以追溯到上個世紀(jì)六十年代，是一種主要應(yīng)用在粒狀地層中的垂直防滲技術(shù)。墻厚可以得到有效的控制，特點是結(jié)合緊密和安全可靠。防滲墻施工工藝要求比較嚴(yán)格，須根據(jù)現(xiàn)場的試驗和實際施工情況。施工的順序為：澆筑混凝土截水墻，并處理混凝土表面，然后進(jìn)行測量放線，接著架立模板，在兩端填筑過渡材料，澆筑瀝青混凝土，最后拆模。

2.2 工程概況

一為了滿足農(nóng)業(yè)、工業(yè)及生活用水并具有防洪功能的水庫，設(shè)計正常蓄水時的水位為216m，死水位是213.37m，防洪限制水位是213.37m，設(shè)計洪水位為218.5m，校核洪水位為219.9m。這個水庫的總庫容是86. 11 × 108 m3。本水利樞紐工程主壩是瀝青混凝土砂礫石組成，粘土心墻堆石和粘土心墻砂礫石組成左右副壩。溢洪道采用岸坡開敞式。電站廠房則為河床式。水庫兩岸則布置灌溉使用的輸水管道。位于河谷內(nèi)的主壩下方是具有強(qiáng)透水性的含泥砂礫石和砂卵石層。最大壩高度為41 m，壩頂高程為221. 00 m，壩頂寬度為2 m，長1 658. 31 m。壩的基本剖面上、下游都是采用二級坡。由于使用多年，在壩體上可以觀察到許多縱橫交錯的裂縫，這些裂縫直接導(dǎo)致了壩體的滲漏。2009年，施工單位在確定的壩線和選定樞紐布置方案的基礎(chǔ)上，研究了主壩的防滲形式。因此對此工程，河床部分的主壩選擇瀝青混凝土防滲墻防滲方案。

2.3 應(yīng)用效果

整個工程完工后，必須進(jìn)行認(rèn)真的質(zhì)量檢查工作，對照圖紙翻閱施工記錄，將每一步過程進(jìn)行復(fù)核。尤其是施工樁位，需檢查是否遺漏。對于參與協(xié)助檢查的檢測單位必須具有合格的資質(zhì)等級，并且技術(shù)裝備齊全。通過對處理部位的檢測，說明該施工方案效果良好，達(dá)到防滲要求。

3 結(jié)語

隨著我國提防新技術(shù)的不斷發(fā)展，水利工程規(guī)模大，地質(zhì)條件復(fù)雜，施工工期長，壩材料多樣化，工程質(zhì)量要求高等特點，需要工程師們針對以上特點提出不同的防滲加固方案。本文主要介紹了水利工程比較常見的兩種防滲施工技術(shù)，通過工程實例，更加清晰明了的講解了這兩種施工工藝。

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