水利工程中防滲處理技術研究

【摘 要】我國大多數水利工程始建于上個世紀五十年代，受當時經濟技術條件制約，擋水建筑物僅僅是土石壩，經過多年運行，許多水庫都存在不同程度的滲漏問題。本文就水利工程中的防滲處理技術進行深入研究。

【關鍵詞】水利工程；防滲；處理技術

0.引言

近年來，我國水利工程得到了快速發展，對水利工程技術水平和工程質量也提出了更高的要求。我國大多數水利工程始建于上個世紀五十年代，受當時經濟技術條件制約，擋水建筑物僅僅是土石壩，經過多年運行，許多水庫都存在不同程度的滲漏問題。本文就水利工程中的防滲處理技術進行深入研究。

1.水利工程中的防滲技術

1.1劈裂灌漿

劈裂灌漿是以土體水力劈裂原理，沿堤軸線布孔，利用堤身的最小主應力面和堤軸線方向一致的規律，在灌漿壓力下，以適宜的漿液為能量載體，將堤身有控制地劈裂，在堤身上形成密實、豎直、連續、一定厚度的漿液防滲固結體，漿液能夠充填密實與漿脈連通的所有裂縫、洞穴等隱患。該方法能夠有效的處理堤身浸潤線出溢點過高、有散浸現象、裂縫（其中不包括滑坡裂縫）、各種洞穴。劈裂灌漿防滲處理技術，多采用單排布孔。孔距6～10m。在彎曲堤段需要適當縮小孔距。灌漿孔口壓力以產生沿堤線方向脈狀擴散形成一連續的防滲體，但又不得產生有害的水平脈狀擴散和變形為準，需要現場灌漿試驗或施工前期確定。堤防灌漿口壓力多在0.1-1.0MPa之間。堤身劈裂灌漿應“多次適量灌”，按工序灌漿，推遲壩面裂縫的出現和控制裂縫的開度在5cm之內，并在灌后能基本閉合。每孔灌漿次數應在6次以上，形成的脈狀泥墻厚度應在4～18cm之間。考慮到堤身應力，劈裂灌漿應在壩體的枯水期進行，為了壩體安全，還應核算灌漿期堤坡的穩定性，對堤身變形、裂縫等數據進行合理觀測。對于較寬的堤防，也應核算堤身應力分布，避免產生貫穿性橫縫。

劈裂灌漿鉆孔一般是一次成孔。在沖擊鉆進中一般采用兩種方式，第一是取土鉆頭干鉆鉆進；第二是沖擊錘頭錐擊鉆進。在回轉鉆進中普遍采用泥漿循環鉆進，特別是在一些中大型的水利工程施工中，應合理選用沖洗液循環鉆進，一般不采用清水鉆進，在沖洗液選擇上應依據堤壩的土質條件、滲透程度來擇優選用。鉆孔孔徑可小到Φ20mm，一般孔徑在Φ70-Φ130mm之間。所有灌漿鉆孔均需埋設孔口管，使頂部灌漿壓力由孔口管承擔，可施加較大的灌漿壓力，促使漿液析水固結，有利于提高漿液的固結速率和漿體結石的密實度。

1.2槽段式防滲墻

槽段式防滲墻可采用抓斗、沖擊鉆劈打、輪銑、射水、鋸槽、鏈斗、多頭鉆等成槽機具分一、二期跳打成槽。按槽厚可分為薄墻，規格為20-60cm和厚墻，規格為60-120cm。受機械尺寸所限，抓斗、沖擊鉆劈打、輪銑等機具僅能形成厚墻，槽孔長度多依據地質條件、混凝土供應強度、施工工藝等確定，多在2-5m間。而射水、鋸槽、鏈斗、多頭鉆等成槽機具和改進的薄型抓斗（30～40cm）、輪銑（20-60cm）機具可以形成較薄的薄墻。各種機具都有其適用地層的問題，如卵礫石含量高且大的地層，多采用沖擊鉆造孔，抽桶出渣，甚至采用預爆破或定向聚能爆破作業處理。墻體材料可采用混凝土、鋼筋混凝土、塑性混凝土、土工膜、自凝灰漿。混凝土、塑性混凝土采用槽孔內下道管泥漿中澆筑成墻工藝。鋼筋混凝土則在澆筑前置入鋼筋籠。

1.3高壓噴射灌漿技術

高壓噴射法就是用高壓泥漿泵，通過安裝在鉆桿頂端置于孔底的特殊噴嘴，利用工程鉆機鉆孔至設計標準的深度后，向周圍土體高壓噴射固化漿液，一般使用水泥漿液，同時鉆桿以一定的速度邊旋轉邊提升，高壓射流使一定范圍內的土體結構破壞，強制性的讓固化漿液混合，凝固后便在土體中形成具有一定性能和形狀的固結體。

固結體的形狀一般與噴射流的移動方向有著密切關聯。一般分為三種：第一，旋轉噴射；第二，定向噴射；第三，擺動噴射。旋轉噴射樁主要用于加固地基；定向噴射固結體呈壁狀，擺噴形成厚度較大的扇狀固結體。定向噴射和擺動噴射通常用于地基防滲，改善地基土的水力條件及邊坡穩定等水利水電工程。

1.4水泥土加固法

水泥土加固法是當水泥漿與土攪拌后，水泥顆粒表面的礦物很快與黏土中的水發生水解和水化反應，在顆粒間形成各種水化物。這些水化物有的繼續硬化，形成水泥石骨料，有的則與周圍具有一定活性的黏土顆粒發生反應。通過離子交換和團粒化作用使較小的土顆粒形成較大的土團粒；通過硬凝反應，逐漸生成不溶于水的穩定的結晶化合物，從而使土的強度提高。通過以上反應，使軟土硬結成具有一定整體性、水穩性和一定強度的水泥加固土。

根據目前的水泥加固法施工工藝，攪拌樁可布置成三種方式，分別為柱狀、壁狀和塊狀，在堤防上用于地基加固，主要采用樁式，而用于防滲加固，應采用壁狀式，壁狀式是將相鄰攪拌樁部分重疊搭接即成為壁狀加固型式，組成水泥土擋墻，這種擋墻具有較高的抗滲性能，可以形成良好的隔水帷幕。

水泥土的無側限抗壓強度一般為300～400kPa，比天然軟土大幾十倍至百倍，但影響水泥土無側限抗壓強度的因素很多，如水泥摻入量、齡期、水泥標號、土樣含水率和有機質含量以及外摻劑等等。為了降低工程造價，可以采用摻加粉煤灰的措施。摻加粉煤灰的水泥土，其強度一般比不摻粉煤灰的高。不同水泥摻入比的水泥土，當摻入與水泥等量的粉煤灰后，強度均比不摻粉煤灰的提高10%，因此采用深層攪拌法加固軟土時摻入粉煤灰，不僅可消耗工業廢料，還可提高水泥土的強度。

1.5排水固結法

排水固結法是軟粘土地基在荷載作用下，土孔隙水慢慢排出，孔隙比減小，地基發生固結變形。同時，隨著超靜水壓力逐漸消散，土的有效應力增大，地基土的強度逐步增長。排水固結法是由排水系統和加壓系統兩部分組合而成的。排水系統可以在天然地基中設置豎向排水體，例如普通砂井、袋裝砂井、塑料排水板等，以及利用天然地層本身的透水性。加壓系統有堆載法、真空法等。排水固結法主要可以解決粘土地基的沉降問題和穩定問題。

2.結束語

綜上所述，在水利工程防滲技術中我們應綜合采用隱患探測技術進行堤壩隱患探測，并結合鉆孔進行驗證，點、面結合，提高了堤防隱患勘察結果的準確性和可靠性。同時利用隱患探測技術對垂直防滲施工質量檢測進行有效監督，確保水利工程的質量過關，保障人民生命財產安全。 [科]

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