水利工程施工中堤壩防滲加固技術(shù)分析

酈國富

摘 要 在水利工程建設(shè)過程中，防滲加固技術(shù)起著非常重要的作用。如果采用不科學(xué)、不合理的堤防防滲加固技術(shù)，將威脅到水利工程堤防的安全，造成嚴(yán)重后果，人們的生命財產(chǎn)會因此受到威脅。為了有效地避免滲漏問題，在水利工程建設(shè)中合理運(yùn)用防滲加固技術(shù)，從根本上提高大壩結(jié)構(gòu)的整體滲透性，既能延長大壩的使用壽命，又能避免出現(xiàn)各種問題。基于此，本文則對其出現(xiàn)的原因進(jìn)行分析并找出相應(yīng)的防滲加固技術(shù)，以期為相關(guān)工程提供借鑒。

關(guān)鍵詞 水利工程;工程施工;堤壩防滲加固技術(shù);應(yīng)用策略

1堤壩常見病害與防滲原則

（1）常見病害。在水利工程建設(shè)中，大壩的作用不言而喻，也是水利工程建設(shè)的關(guān)鍵。大壩工程具有工序多、難度大、工藝復(fù)雜的特點。任何施工環(huán)節(jié)的質(zhì)量問題都可能導(dǎo)致疾病和危險。水利工程由于長期在水環(huán)境中運(yùn)行，會受到河流沖刷侵蝕的影響，造成局部破壞，在長期影響下容易產(chǎn)生剝離、坑槽、裂縫等問題。另外，常見的還有堤壩險情、病害裂縫、滑坡、表面剝落等。滲漏將直接降低大壩結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。水的持續(xù)侵蝕會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)內(nèi)部裂縫的持續(xù)膨脹和鋼筋的腐蝕。大壩滲漏也會影響運(yùn)行性能，嚴(yán)重時產(chǎn)生坍塌情況。

（2）防滲加固原則。堤壩防滲加固施工中過程中，必須根據(jù)施工現(xiàn)場現(xiàn)場的水文地質(zhì)特性，科學(xué)有效的運(yùn)用防滲和加固技術(shù)。從而降低堤壩的浸潤線，通過堤壩進(jìn)行適當(dāng)壓重，全面提高水利工程的整體穩(wěn)定性和可靠性。在堤壩滑坡險情處理中，要分析大壩滑坡的具體原因，采取有針對性的措施，保證施工方案的可靠性，提高大壩整體結(jié)構(gòu)的防滲性能。如今，市場上土工合成材料種類繁多，也讓堤壩防滲加固有了更多的選擇，如土工膜防滲材料、加筋材料等，這些材料均可起到防滲加固的作用，并且可以和灌漿技術(shù)組合應(yīng)用進(jìn)行綜合防滲處理。在大壩防滲加固中，上游施工應(yīng)貫徹“阻、截、鋪”原則，下游施工應(yīng)貫徹“排、減、導(dǎo)”原則，采取適當(dāng)?shù)姆罎B加固技術(shù)處理，從而降低大壩的滲漏產(chǎn)生率。除上述方法外，還可以采取導(dǎo)流反濾、排水溝、減壓井等措施，來降低大壩的水流壓力，保證大壩結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定與安全[1]。

2水利工程堤壩滲漏的原因

（1）材料缺陷。水利工程建設(shè)需要結(jié)合國家標(biāo)準(zhǔn)。我國許多大壩工程的基礎(chǔ)部分主要是利用巖石材料，水流的長期侵蝕影響了巖石的結(jié)構(gòu)，改變巖石內(nèi)部的顆粒，破壞巖石內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。長時間的水流沖刷，會逐漸削弱大壩的抗剪強(qiáng)度，如果水的強(qiáng)度較強(qiáng)，會不斷侵蝕巖石結(jié)構(gòu)的縫隙，除了巖石結(jié)構(gòu)的自重不斷降低，嚴(yán)重可能會導(dǎo)致大壩的坍塌。水流通過巖石裂隙后，滲透部分進(jìn)一步擴(kuò)大，影響壩體的穩(wěn)定和安全，增加了水利工程的安全隱患。

（2）自身變形滲漏。水利工程的工作環(huán)境是比較特殊的，堤壩底部長期浸泡在水中，堤壩可能會出現(xiàn)形變問題。經(jīng)過長期積累，大壩結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性會受到影響。分析堤壩變形問題，壩基會影響到堤壩的穩(wěn)定性。壩基部位很容易出現(xiàn)滲漏變形等問題，可能堵塞大壩的排水孔，在大壩重力的影響下，引發(fā)坍塌事故。因此，施工單位需要重視這類問題。在水利工程施工過程中，應(yīng)采取防滲加固措施，避免壩體變形。同時加強(qiáng)日常維護(hù)，有效監(jiān)測壩體變形。

（3）技術(shù)缺陷。在堤壩項目的施工階段，建設(shè)單位需要根據(jù)工程標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確計算工程數(shù)據(jù)，設(shè)計人員需要全面考慮水利工程的施工環(huán)境，確定負(fù)面影響因素，在設(shè)計階段做好設(shè)計計算工作，保障施工管理效果。以確保施工管理的效果。在壩體夯實階段，如果施工參數(shù)不符合工程標(biāo)準(zhǔn)，將影響工程質(zhì)量。施工單位應(yīng)重點考慮填料摻雜率。如果雜質(zhì)率比較高，壩體縫隙率也會因此提高。在接頭處理階段，如果施工單位不按照施工標(biāo)準(zhǔn)施工，可能會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)分層等問題，導(dǎo)致壩體出現(xiàn)各種滲漏，導(dǎo)致壩體滲漏事故[2]。

3水利工程施工中堤壩防滲加固技術(shù)

3.1 灌漿防滲技術(shù)

（1）劈裂式灌漿技術(shù)。壩體出現(xiàn)滲漏問題可采用劈裂式灌漿技術(shù)，采用劈裂灌漿技術(shù)可以解決壩體滲漏的問題，通過裂縫滲漏的形式，讓泥漿在結(jié)構(gòu)裂縫中凝固，起到防護(hù)作用。在正式施工前，有必要調(diào)查壩體的曲直度，然后鉆孔施工，主要分為直孔鉆孔、梅花形鉆孔。大多數(shù)的項目都是采用直線鉆孔方案，沿著縱向軸線在壩頂部位鉆孔，鉆孔和壩肩保持1.5米的距離，和孔保持3米的距離，根據(jù)大壩的高度來確定鉆孔的深度。灌漿應(yīng)自上而下進(jìn)行，避免一次性灌漿過多，以少量多次灌漿為主。在注漿前，要提高泥漿稠度，逐步提高注漿壓力，控制泥漿用量，時刻注意是否存在冒漿、鼓包、串漿等問題，出現(xiàn)問題應(yīng)及時解決，保證注漿質(zhì)量。劈裂灌漿施工可在壩體軸線上形成防水帷幕，從而提升堤壩壩身的整體防滲性能。

（2）高壓注漿技術(shù)。壩基部位滲漏可以采用高壓注漿技術(shù)，也可填充溶洞、蟻穴。高壓注漿技術(shù)是利用高壓注漿機(jī)械將砂漿壓入結(jié)構(gòu)內(nèi)，起到結(jié)構(gòu)填充作用，減少滲漏間隙。施工機(jī)械為大型鉆孔機(jī)，在堤壩頂部鉆孔，鉆孔距離為2米。為避免鉆孔壓力過大結(jié)構(gòu)造成破壞，鉆孔壓力應(yīng)控制0.15 MPa左右。套管深入礫石層，為減少堤壩受潮概率，在砂礫層中壓入一定量的砂漿，一邊注漿一邊提升，直到提升到土層中，使用黃泥漿液封堵孔洞。

（3）灌漿加固。灌漿加固主要是加強(qiáng)壩體的抗?jié)B性和承載力。在防滲加固施工中，要先確定滲漏的具體位置，將滲漏周圍進(jìn)行鑿孔，形成傾斜的孔槽，將孔槽中的雜質(zhì)清理干凈。將注漿管插入孔槽中，灌注漿液，直到孔槽內(nèi)漿液不產(chǎn)生氣泡均勻溢出為止。在灌漿材料的選擇上，以高強(qiáng)度水泥為主要，并摻入一定量的防水材料，更好地密封裂縫，提高抗?jié)B能力。

3.2 土工膜防滲

隨著我國工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展，工膜材料的生產(chǎn)成本不斷降低、產(chǎn)能不斷提升，土工膜材料的利用率也不斷提高。常用的土工膜有聚乙烯土工膜、乙烯土工膜和新型乙烯乙酸改性瀝青土工膜。這種復(fù)合型土工膜可在防滲施工要求較高的工程中使用，但其成本相對較高。復(fù)合土工膜作為一種不破壞結(jié)構(gòu)本體的防滲技術(shù)，能有效提高堤壩的防水性能，具有延展性好、重量輕、施工方便、防滲性能好等特點。在復(fù)合土工膜應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)具體施工標(biāo)準(zhǔn)和滲漏嚴(yán)重程度，科學(xué)選擇土土工膜種類。

3.3 防滲墻施工技術(shù)

防滲墻主要起水流隔離作用，是一種獨立的防水功能，不會作用于堤壩本身。防滲墻作為一種連續(xù)墻體結(jié)構(gòu)，具有防滲能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)可靠的特點。近年來，其成本逐漸降低，工藝也日趨成熟。在防滲墻施工前，應(yīng)先鉆孔、清孔，待前期工作完成后再進(jìn)行注漿。孔內(nèi)雜質(zhì)可用抽桶法，將孔內(nèi)雜質(zhì)、余漿清除干凈，1小時后可觀察孔內(nèi)換漿情況。孔內(nèi)淤泥或泥漿厚度小于10cm，含砂量小于5%。在開槽施工中，每個開槽間距為4 m，嚴(yán)格控制開槽孔偏差，允許偏差為±30 mm。使用鉆抓法施工，空斜率工期不得超過總工期的4%，槽壁四面要保持水平、垂直，不得出現(xiàn)“小墻體”“梅花孔”情況。

在墻體連接施工中，主要的施工方法有接頭管連接和鉆鑿法施工。在孔的中心連接鉆鑿接頭套接鉆孔深度應(yīng)小于壁厚的1/3。二期槽清孔換漿完成后，應(yīng)清除粘在槽縫壁上的泥漿，并用鋼絲刷等工具清除表面泥漿皮。墻體連接部分不得產(chǎn)生淤泥、石屑等雜質(zhì)，連接部分不得產(chǎn)生孔洞和裂縫，避免連接部分滲漏。在防滲墻的連接中，可以用兩根高壓旋噴樁來提高墻體的防滲性。施工完成后進(jìn)行質(zhì)量檢驗，采用鉆芯取樣法，檢測到試樣防滲系數(shù)、抗壓系數(shù)，確保防滲墻滿足堤壩防滲加固使用要求[3]。

4加強(qiáng)堤壩防滲加固技術(shù)有效性的措施

4.1 對堤壩加固方案進(jìn)一步優(yōu)化

無論采用何種防滲加固技術(shù)，都要針對工程實際情況優(yōu)化防滲加固方案，完善的施工方案可更好地指導(dǎo)施工。在堤壩防滲加固中，如決定采用灌漿法進(jìn)行堤壩防滲加固技術(shù)，要結(jié)合堤壩滲漏、破損實際情況做好施工準(zhǔn)備工作，這樣不僅能提升防滲加固效果，還可更好地應(yīng)對突發(fā)事件。

另外，我國近些年大力倡導(dǎo)綠色環(huán)保施工工藝，不僅要保障防滲加固施工質(zhì)量，還要確保工程的環(huán)保效益。在落實施工方案時，要提前成立技術(shù)小組，靈活調(diào)度施工小組、監(jiān)理人員、執(zhí)行人員，各參建單位總結(jié)經(jīng)驗、創(chuàng)新方法，保證施工方案的有效性，為全面提升工程防滲加固質(zhì)量奠定堅實的基礎(chǔ)。

4.2 清除滑坡治理崩岸

為保證堤壩防滲加固施工質(zhì)量，必須做好水利工程周邊自然災(zāi)害防治工作，特別是滑坡和崩岸問題，治理好自然災(zāi)害可更好地防護(hù)堤壩。如果堤壩存在滑坡隱患，要全面加強(qiáng)防滲排水工作，及時加固堤壩，削坡減載、固腳壓重。貫徹“前截后導(dǎo)”原則，減少滑坡問題導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損耗，降低人員傷亡率。在施工中要重點清除主要滑坡體，清除危險區(qū)域圓弧圓心上方土體后再進(jìn)行填筑工作。滑坡治理中，還要做好崩岸防滲治理工作，由于在重力作用下，岸坡內(nèi)部應(yīng)力較為集中，內(nèi)部應(yīng)力失衡就會出現(xiàn)壩岸邊土石崩落，常見的有階梯崩塌、弧形坐崩、條形倒崩等形式，崩岸會導(dǎo)致河床位移，造成堤壩結(jié)構(gòu)變形。針對此類問題可采用拋石護(hù)坡形式，在拋石和堤基之間使用土工織物，減少樁體沉降量，還可采用沉排、木樁、鋼板樁等形式治理。

5結(jié)束語

在水利工程的防滲和加固技術(shù)類型相對較豐富，施工單位要根據(jù)項目的實際情況，有針對性的防滲和加固技術(shù)的使用，確保水利工程防滲和加固效果，提高水利工程建設(shè)的質(zhì)量，為社會和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1] 堤壩防滲加固技術(shù)[J].河南水利與南水北調(diào)，2019（11）：59-60.

[2] 堤壩防滲加固技術(shù)應(yīng)用概述[J].水利規(guī)劃與設(shè)計，2016（11）：149-150.

[3] 水利工程堤壩滲漏分析及防滲加固處理措施[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（15）：167.