水利大壩工程混凝土防滲加固措施研究

石小慶 黃倩花

(1.陜西鐵路工程職業技術學院;2.陜西省渭南高新區建設工程質量安全監督站 陜西渭南 714000)

水利大壩在施工時，往往需要克服軟弱土層的問題，大壩的穩定必須得到保障，這也就意味著在設計之初就需要做好相關的準備工作，與此同時還需要對于施工的每一步做好管理工作，提前將工作中可能遇到的情況做好相應的預案。在施工過程中將每一步工作積極落實到位，做到無死角，使水利大壩的安全性被確保。水利大壩工程與我國長久的經濟發展有著密切的聯系，每項水利工程的施工周期都較長，需要耗費的物力資源、人力資源都較大，前期的設計與技術要保證施工的質量，能夠有效地開展管理工作。施工質量對于一項工程的重要程度舉足輕重。其中，混凝土在水利大壩工程當中的地位不言而喻。如若混凝土會影響后期大壩的正常使用，所引起的后果將是不堪設想的。所以，對于每一個涉及質量的環節都需要嚴密地控制監管，確保混凝土的施工質量達到既定的標準。水利大壩建設的每一步，都關乎未來的水利建設發展。小到施工時間的縮短，施工質量得以提升，總結了更多有用的施工經驗；大到對于水利大壩工程長遠的技術提升到新的階段，為國民經濟的發展提供了應有的保障[1]。

首先，水資源的合理利用就包括建設水利大壩工程。發電本身對于水資源不會造成污染，建設大壩可以更好地使資源得到充分利用，發電站的基礎作用主要包括儲水、蓄水，及時地排洪、攔洪，與此同時兼備發電的功能，這就使得混凝土自身的質量需要達到標準。由于水電站修建的年限各不相同，全國已經建設了大約近千萬座水利設施，而已經存在問題的混凝堤壩占30%以上，這對于我國長久的水力發電埋下了隱患。所以更需要及時地發現并處理問題，采取防滲加固處理，將漏洞盡早地填補，不要讓問題繼續呈現擴大趨勢，最終白白浪費了先前投入的資源，甚至還會危及無辜的生命。前期若是防滲墻的設計存在一定紕漏，實際建設工程當中不符合國家所規定的標準，相應的保護及維修措施存在風險，防滲墻在使用過程當中所受到的壓力不可以超過額定最大的承受壓，如果防滲墻出現縫隙，則會極大地影響防滲墻的作用，更嚴重者都有可能導致壩體的垮塌。防滲墻技術的成熟，也標志著混凝土在防滲工程中的作用日益明顯，為保障水利大壩工程的安全、發電等諸多工作可以平穩開展運行發揮了重要的作用[2]。

1 水利大壩工程的問題

1.1 受到的制約因素較多

水利大壩工程的選址一般都地處地理特征相對多元化的環境，而在施工的工程中所遇到的突發情況也較多，特別是在緊急情況下的參數更難以被正確地估量。這對于技術人員提出了更高的要求，既要保障時間足夠短，還需要維護安全的施工環境，對于可能存在問題的地方不能忽略，應當按照科學的規章制度，以此來將施工的風險降至最低。即使真正發生難以預計的事故，也可以提前或是及時開展相應的補救工作。

1.2 前期準備措施

即使水利大壩工程在前期準備的過程當中并未出現任何的不妥，但是當真正投入使用時，時間與環境都有可能已經與當初發生了變化。這也導致水利大壩工程的質量有所下降，所以在設計前期需要仔細勘探現場，對于測量的數據需要詳細記錄，除了地質本身，周圍的水文信息也需要采樣。每一個關乎工程的細節都需要予以關注，在設計初期對于未來可能發生的情況進行合理估計，提前制訂好解決方案，之后才可以開展正式的水利大壩建設工作。

1.3 工程質量的前期預估可能存在疏漏

水利大壩工程在眾多的水利工程中需要進行保密，這將會極大地影響到工程后期的驗收工作。如若能夠在工程開展途中發現問題，并及時地進行處理解決，能夠使損失有效地控制在合理的可預估的范圍之內，待驗收合格之后再投入使用就不會影響后期的水利工程工作。但是若在水利工程完成之后發現問題，所能夠彌補的方式就非常有限，即使發現了問題所在，也難以真正從根本上解決問題，這也勢必會影響未來水利工程的投用。所以，為了長遠發展，施工的各個環節都需要在正確的引導下按部就班地進行，使工程出現問題的概率降至最低[3]。

1.4 水利大壩工程在混凝土方面的諸多問題

首先，在初期的設計中，大壩的建筑結構必須得到足夠的重視，對于既定的工作順序不能輕易調換，否則不僅會使工作之間的銜接受到影響，更有可能使荷載裂縫的情況出現。其次，溫度的升高與降低對于混凝土在硬化的化學反應中起到至關重要的作用。溫度的驟然降低，混凝土本身會導致開裂，裂縫過多直接使得工程的安全受到質疑。這也要求施工過程中對于溫度的變化格外關注，在不同的溫度下采取不同的施工方案，避免混凝土的開裂影響到施工的質量。最后，塑性裂縫通常與混凝土尚未硬化時伴隨出現，在施工澆筑水泥的過程中，由于混凝土外部溫度的升高或降低，溫差讓混凝土產生了開裂的情況。質量較大的骨料向下沉積，縱向的體積被壓縮，裂縫自然也就隨之產生了。

1.5 施工材料對于水利大壩工程的影響

水利大壩工程的施工量較大，所包括的施工材料也更紛繁復雜。所以，施工方在開展采購工作時，選擇更為便宜的原材料或是方便施工的原材料，開展攪拌工作時可能存在偷工減料的情況，為了省時省力，使得相關工作沒有得到充分開展就急于完成，這對于水利大壩工程的額定安全造成了巨大的隱患。施工單位的規模相對較小，施工整體的完整度較低，甚至缺少必要的檢驗、驗收等環節，使實際工作的數值遠超過預估的數值范圍，使得安全被拋在了工程之后[4]。

2 水利大壩工程的混凝土相關管理方式

2.1 混凝土裂縫處理

首先，混凝土的調配比例需要按照既定的比例進行添加，例如：水泥、水灰以及砂土的占比不宜超過標準，尤其是對于沙石的含泥占比嚴謹地控制在范圍之內。在實際的攪拌中使得材料充分混合，單一的一次抹壓會降低混凝土本身的抗拉質量，收縮量也會顯著增長。其次，早期的施工階段，需要及時地對混凝土開展養護工作，需要堆放在外的材料，為防止雨雪等對其的不利影響，需要加蓋遮擋材料，也同時在避光的環境下進行保存，按照規定間隔進行均勻的噴水，保持合理的存放濕度。再次，在正式的混凝土澆筑之前，讓基層以及模板定時噴水保持良好的施工狀態，對于后續的工作能顯著提升其工作效率。最后，僅僅按照施工的既定比例來調配施工的各項材料可能難以滿足預期的施工標準，需要施工工程中不斷地尋找適合當地環境的調配比例。考慮性價比的同時，更需要將工程質量放在第一位。建筑本身展開定期的巡查測驗，合理的、在預估范圍之內的變形等都屬于正常情況，而超乎預期的問題要及時上報，展開分析并解決，確保水利大壩工程的質量。

2.2 水利大壩工程的現場技術

我國長期以來水利大壩建設的相關技術已經成熟，在施工當中需要按照已經簽訂的合同開展工作。與此同時，不可隨意更改施工單位的設計圖紙，如若碰到需要改動的問題或是難以實施的工作，上報給上級的負責人，及時與有關的資深有經驗的技術人員詢問，尋求最佳的解決方案，在監理負責人的監督下審核過后進行。除此以外，應當嚴格按照規定的圖紙展開各項計劃內的工作。

2.3 水利大壩工程的防滲設計

帷幕灌漿是水利大壩工程建設中使用的較為常見的一種技術，同一方向的灌漿孔同時展開灌注工作，需要控制好混凝土的密度，以此來使壩基的相關灌注工作完成，將防滲的作用充分發揮，最終讓帷幕與大壩成為一個整體。此外，復合土工膜的技術也已經可以充分地運用到水利大壩工程的防滲工程當中來，復合土工膜可以控制大多數的滲漏問題，但也需要考慮到滲漏通道在施工的工程中是否會潛在地出現，以及排水設計需要考慮排水口的間隔，以梅花形進行更好的排水，與此同時，排水口保持水平或是向下呈一定角度能夠讓排水效率得到更好的提升。

2.4 混凝土質量控制

混凝土的相關加工過程必須要保證應在場的人員全程監督，確保施工現場的穩定有序，不僅能夠使得施工的效率得到提升，還可以對于存在問題的操作過程進行指導。能夠在施工過程中擔負起責任的工作人員應當予以提拔，更好地推進水利大壩工程工作的開展。必要時，對于這些人員進行培訓，讓他們能夠更適合引領施工現場任務的有序開展。

3 水利大壩工程的設計

3.1 斷層部位的相關設計

水利大壩的斷層主要以重力壩斷層、上下游斷層、拱壩斷層3 種處理方式。首先，以重力為手段的處理方式，需要將斷層處的土壤用混凝土進行更換或是灌注。這樣可以極大地提升斷層處土質的穩定。其次，上下游斷層主要是依靠附近的巖石的擠壓與剪切力來斷層，這里也可能會用到混凝土，如若強度無法達標，也需要進行更換或是灌注，以此來提升斷層的土質質量。最后，拱壩斷層需要在施工的位置進行準確的測量，進行計算以此來確定斷層的具體位置與所需要的體積，而為了保證形態的穩定，也會使用混凝土來再次填裝[5-6]。

3.2 壩基混凝土的設計方案

水利大壩工程必須依靠實際的地形、地質來建設，軟弱基層如果在后期遇到水流，使得大壩的穩定不再，極有可能出現移動，造成不可想象的損失與危害。

3.3 水利大壩的基礎支撐

巖層的穩定在水利大壩的建設過程中也是必須要確認的，而將全部的巖層進行更換所需要的代價過大，且難以保障其施工的安全。所以，可以利用混凝土來將部分的巖層替代，來起到重點部分支撐的作用，這樣也能夠加強壩基的基礎性能。

3.4 預應力拉錨設計

水利大壩的投運必然會受到水長期的力的作用，難免出現形變的現象，而要將變形的情況控制在可控的范圍之內，鋼筋的加固是非常有用的方式，不僅能夠分擔水流所帶來的力的作用，而且能夠使得其有效地形變，加強了對于水的相互作用。但具體的應用還需要根據實際情況來確定。

4 水利大壩表面柔性防滲體系

柔性防滲主要憑借大壩仍存有水的情況下，在其上游裝配相應的柔性的防滲體，以此來維穩大壩的整體性能。而對于柔性防滲的主要材料為高分子防水卷PVC的塑料膜等，防透水的效率較高。但與此同時，長此以往的使用必然也會引起這些材料的損耗，所以將卷材更好地拼接，在水下更好地完成防滲水作業成為了需要攻克的難題。隨著技術的長遠發展，舊的技術不斷被代替，新的技術也隨之出現并不斷地改進，投入新的使用當中，發揮的作用也是比之前的技術更加完善且全面。

4.1 灌漿技術

灌漿技術作用在水利大壩的范圍較廣，所受到的限制也相對較少，可以因地制宜，很好地與當地施工的實際情況相契合，將資金運用到更多有需要的地方去，加工所需的機械設備無論是體積還是重量都更勝一籌。但是其對于施工團隊的技術要求更高，且對于大壩的滲漏問題存在一定的局限性。所以，灌漿技術大多用于新建造的或是需要加固的各種各樣的混凝土壩。

4.2 混凝土防滲墻

混凝土防滲墻的綜合性能好，可以進一步提升大壩的整體強度，使得受到的外部影響更小，能夠讓受到多種問題困擾的壩體得以更加安全。但是其定價更貴，且在具體的使用方面仍存在諸多待解決的疑難雜癥。尤其適用于投入使用時間較久的大壩或是滲漏問題始終存在難以解決的壩體。

4.3 表面柔性防滲體系

相對于之前的灌漿技術與混凝土防滲墻，表面柔性防滲體系所需要的資金投入會更低，造價也更少。但是也由于成本相對低，所需要的技術含量更高一些。必須要求在水下完成相關的填補防滲漏工作。從實際的應用情況來說，柔性防滲材料的填補更難以按照預想的好的方向實現。表面柔性防滲體系主要運用在需要修復的非大型的壩體當中或是緊急需要加固的水利大壩。

5 結語

防滲墻的出現，對于水利大壩的安全性能提升提供了進一步的保障，使大壩的使用年限延伸。但是對于施工的過程要求更加嚴謹，需要將更多的關注放在細節上，與實際的地理地質信息相結合，施工的過程也必須按照一定的流程穩步進行，不能夠按照主觀意愿隨意更改。在遇到防滲墻復雜的難題時，按照原先制訂的計劃先著手檢查，將防滲墻的防滲功能放至最大，維護大壩自身的使用安全。水利大壩工程的長期使用難免存在少部分的問題，在遇到水流影響大壩，或是有關的滲漏開裂等難題時都能夠客觀地分析成因，妥善地解決出現的問題。只有保障水利大壩工程的質量，才能夠讓建設完成的大壩更好地為人民群眾的生活提供更有效的作用：不僅能加強抗洪的等級，還能夠擴大儲水量，使灌溉的農田更多，發電所獲得的電能也更為充足有效；不僅能夠穩定地輸出供水，還可以提升人們群眾生活的幸福感，使得人民群眾的財產安全有保障，進一步加快我國向成熟的水利工程發展大國邁進。