水利工程堤防防滲施工技術(shù)

馬小雙，蔡文鋒

（1.板橋水庫(kù)管理局，河南 駐馬店 463000；2.河南省水利第一工程局，河南 鄭州 450008）

1 水利工程堤防防滲施工技術(shù)應(yīng)用的價(jià)值與作用

水利工程建設(shè)的主要目的是將日常降水中的過(guò)量水源蓄積在一起，防止由于水源過(guò)多而造成的洪澇災(zāi)害，同時(shí)，蓄積起來(lái)的水源在干旱的季節(jié)也能夠起到灌溉的作用，從而實(shí)現(xiàn)緩解旱情的目的。除此之外，有些地區(qū)的水利工程由于有著較為特殊的地理位置，因此也可以實(shí)現(xiàn)水力發(fā)電的功能，為社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益的提升提供較大的幫助。水利工程中的堤防工程能夠?qū)⒑恿髟械奈锢硇誀罡淖儯⑼ㄟ^(guò)深挖和寬挖的方式將河流渠道化，從而合理控制河流的走向，強(qiáng)化蓄積效果并實(shí)現(xiàn)防洪防澇的目的。但由于人工修建的河道長(zhǎng)時(shí)間承受著河流的壓力，所以很有可能出現(xiàn)斷裂、滲透等現(xiàn)象，因此在堤防工程施工過(guò)程中要注重防滲質(zhì)量，從而保證堤防工程的穩(wěn)定性。水利工程建設(shè)中，堤防工程施工是一項(xiàng)重要的組成內(nèi)容，其施工的質(zhì)量水平將會(huì)直接影響水利工程產(chǎn)生的社會(huì)效益，所以做好水利工程堤防防滲施工技術(shù)，能夠保證水利工程的高效益，對(duì)于促進(jìn)國(guó)家穩(wěn)定發(fā)展有著十分重要的意義。

水利工程的施工質(zhì)量與使用壽命、性能發(fā)揮等方面有著較為直接的影響，其中堤防防滲施工與水利工程的施工質(zhì)量又有著密切關(guān)聯(lián)，若是水利工程堤防防滲施工水平不高，不僅會(huì)導(dǎo)致堤壩的攔水能力降低，無(wú)法實(shí)現(xiàn)防洪和排澇功能，同時(shí)也會(huì)縮短水利工程的使用壽命，無(wú)法幫助水利工程實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化，在后續(xù)的使用過(guò)程中也會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)問(wèn)題，為人員增加較多維護(hù)保養(yǎng)任務(wù)的同時(shí)，也會(huì)增加工程的管理成本。

2 水利工程堤防滲水原因分析

2.1 設(shè)計(jì)原因

設(shè)計(jì)作為水利堤防工程建設(shè)的初始階段，其水平將會(huì)直接影響堤防是否會(huì)出現(xiàn)滲水，由于部分設(shè)計(jì)人員缺乏經(jīng)驗(yàn)或?qū)I(yè)技術(shù)能力不足，再加上沒(méi)有深入分析水利工程堤防設(shè)計(jì)文件、施工現(xiàn)場(chǎng)等一些重要因素便開(kāi)展設(shè)計(jì)工作，這不僅會(huì)導(dǎo)致堤防工程的設(shè)計(jì)無(wú)法達(dá)到相應(yīng)的施工標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致整個(gè)施工體系中存在著較多考慮不周的問(wèn)題，這就很有可能導(dǎo)致堤防在水位高峰期出現(xiàn)滲水問(wèn)題。

2.2 施工原因

對(duì)于水利工程堤防建設(shè)來(lái)說(shuō)，施工水平是保證質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)的重要因素。根據(jù)水利工程的實(shí)際建設(shè)情況來(lái)看，堤防建設(shè)施工中所需的占地面的規(guī)模較為龐大，在這種因素的影響下為了保證各個(gè)施工環(huán)節(jié)能夠有序開(kāi)展，高效的施工方法十分關(guān)鍵。因此，大多數(shù)施工企業(yè)會(huì)在地方混凝土建設(shè)環(huán)節(jié)中往往會(huì)采用根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)劃分小單元開(kāi)展施工的做法，但這種施工方法會(huì)造成堤防各小單元混凝土在組合的過(guò)程中出現(xiàn)不同程度的縫隙，最終導(dǎo)致水利工程堤防建設(shè)施工使用后出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。

2.3 建材原因

水利工程堤防建材也是造成滲漏現(xiàn)象發(fā)生的主要原因之一，如相關(guān)施工人員在具體施工過(guò)程中往往過(guò)于關(guān)注施工標(biāo)準(zhǔn)，如何才能夠達(dá)到施工要求或在施工方案上怎么做好質(zhì)量管控，但是在建材方面卻沒(méi)有予以足夠的重視，導(dǎo)致一些劣質(zhì)的材料進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)，雖然嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展各項(xiàng)施工工作，但最終也不可避免地會(huì)出現(xiàn)一些滲漏問(wèn)題。同時(shí)，由于水利工程堤防也有著各自的使用年限，在長(zhǎng)時(shí)間的使用過(guò)程中若是沒(méi)有進(jìn)行良好的維護(hù)保養(yǎng)也同樣會(huì)出現(xiàn)滲水問(wèn)題。

3 水利水電工程堤防防滲施工

3.1 混凝土防滲墻的施工

混凝土防滲墻是水利工程堤防防滲施工技術(shù)中的重要組成部分，這項(xiàng)技術(shù)在用料方面來(lái)說(shuō)相對(duì)環(huán)保，施工時(shí)產(chǎn)生的噪音和環(huán)境污染較小，所以在水利工程地方防滲施工技術(shù)中得到了較為廣泛的應(yīng)用。但由于其施工過(guò)程相對(duì)較為復(fù)雜，并且需要相關(guān)施工人員明確各個(gè)環(huán)節(jié)的施工節(jié)點(diǎn)，從而選用合理的施工方法，以此來(lái)強(qiáng)化水利工程的整體質(zhì)量。

3.2 帷幕灌漿防滲施工技術(shù)

在水利工程中有著較多的防滲技術(shù)，這就需要相關(guān)人員根據(jù)水利工程的實(shí)際情況和領(lǐng)域需求來(lái)選用合理的防滲技術(shù)。其中，帷幕灌漿施工技術(shù)的應(yīng)用有著較大的局限性，對(duì)于施工環(huán)境的條件有著較高要求，首先在開(kāi)展灌漿操作前，需要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)比例調(diào)制漿液，確保漿液具有流動(dòng)性的同時(shí)，也能夠發(fā)揮出應(yīng)用的鞏固作用。其次，注意泥漿在脈石層的水利工程中，經(jīng)過(guò)短時(shí)間的凝固或其他化學(xué)反應(yīng)，則可以讓泥漿完全固化，從而實(shí)現(xiàn)提高堤防缺陷巖層的強(qiáng)度。這項(xiàng)技術(shù)主要是利用帷幕較高的防水能力覆蓋堤壩，將下半部分的帷幕埋在土壤中，上半部分則通過(guò)水泥灌注在壩體上進(jìn)行固定，從而實(shí)現(xiàn)堤防的防滲漏功能。通過(guò)以下實(shí)例探究：

3.2.1 工程概況

某中型水庫(kù)總庫(kù)容3 240.60 萬(wàn)m3。主要建筑物為：輸水洞、溢流壩主壩、副壩以及溢洪道。該工程設(shè)計(jì)對(duì)溢流壩進(jìn)行帷幕灌漿，帷幕灌漿設(shè)計(jì)軸線與溢流壩軸線為平行設(shè)置，與上游距離為2 m，采用單排孔灌注純水泥漿液，每孔之間的孔距為1 m；設(shè)計(jì)灌漿順序：按照從上到下的順序分段實(shí)施。

3.2.2 施工過(guò)程

第一，測(cè)定位置及深度。按照設(shè)計(jì)要求，首先利用全站儀對(duì)帷幕灌漿的軸線和各個(gè)控制點(diǎn)放線，然后選擇用水準(zhǔn)儀對(duì)現(xiàn)狀高程進(jìn)行放線測(cè)量；完成之后，利用皮質(zhì)卷尺或者鋼制卷尺對(duì)設(shè)計(jì)灌漿孔位進(jìn)行測(cè)量確定；最后，選擇用水準(zhǔn)儀將全部設(shè)計(jì)孔位的孔口現(xiàn)狀高程測(cè)定，按照設(shè)計(jì)中確定的帷幕灌漿底部線位置，對(duì)鉆孔深度進(jìn)行計(jì)算。

第二，選著確定鉆機(jī)。依據(jù)工程現(xiàn)狀，選擇確定適合工程的鉆機(jī)型號(hào)、類(lèi)別，一般有回轉(zhuǎn)式、回轉(zhuǎn)沖擊式、沖擊式幾種類(lèi)型，工程選用的回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)；然后進(jìn)行帷幕灌漿鉆孔的施工，孔位的誤差嚴(yán)格按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，一般與設(shè)計(jì)孔位誤差不得大于10 cm；為防止由于施工工藝或其他原因產(chǎn)生孔壁的塌陷，鉆孔過(guò)程中要嚴(yán)格控制溢流壩體等部位的送水量。

第三，施工過(guò)程控制。依據(jù)工程施工方案確定的循環(huán)式灌漿施工，對(duì)灌漿孔孔底與射漿管之間的間距進(jìn)行嚴(yán)格控制，不超過(guò)50 cm 為控制要求，采用由上到下的方法順序施工；如果在施工過(guò)程中遇到比較復(fù)雜地質(zhì)條件時(shí)，灌漿作業(yè)施工完成后需進(jìn)行待凝處理。鉆孔施工時(shí)，采用從上到下分段進(jìn)行，為確保其合理性，通過(guò)先導(dǎo)孔透水率對(duì)滲透剖面圖進(jìn)行繪制，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)計(jì)帷幕底部邊界的復(fù)核。然后，控制管口和孔底的間距不超過(guò)50 cm，在灌漿段的最底部插入灌漿管；工序按照鉆進(jìn)→沖孔→壓水→灌漿等順序組織施工。

第四，灌漿壓水試驗(yàn)。為更好更準(zhǔn)確地掌握基巖的透水性，提高施工灌漿質(zhì)量，須進(jìn)行灌漿前的壓水試驗(yàn)。灌漿前先壓水對(duì)灌漿孔裂縫以單孔沖洗法進(jìn)行沖洗，沖洗壓力設(shè)定為設(shè)計(jì)灌漿壓力的80%，沖洗的回水變得清澈以后停止沖洗，然后按照從上到下順序，采用單點(diǎn)法對(duì)先導(dǎo)孔分幾段進(jìn)行壓水試驗(yàn)，壓水試驗(yàn)壓力為設(shè)計(jì)最大灌漿壓力的80%，壓水的時(shí)間按照20 min控制為宜，每5 min記錄一次流量。

第五，漿液配比濃度。首先進(jìn)行灌漿試驗(yàn)，然后去確定漿液比，濃度按照由稀到濃的原則逐級(jí)變換。根據(jù)工程實(shí)際情況進(jìn)行分級(jí)，如果灌漿前透水率在5 Lu之內(nèi)，水灰比選為5，透水率大于5 Lu，水灰比選著3；根據(jù)實(shí)際施工過(guò)程以及相應(yīng)的透水率我們?cè)趯?shí)施中進(jìn)行調(diào)整。

第六，灌漿完成。依據(jù)勘測(cè)設(shè)計(jì)單位提供的地質(zhì)及地層分析報(bào)告，分析確定出不同條件下孔段灌漿完成的條件，從上到下分段施工，按照最大的設(shè)計(jì)壓力，每分鐘注入漿液小于1 L，灌漿持續(xù)60 min即完成灌漿作業(yè)。

3.3 高壓噴射防滲墻施工技術(shù)

在水利工程堤防防滲施工中應(yīng)用高壓噴射防滲墻施工技術(shù)，主要是通過(guò)高壓噴射工具破壞涂層，影響土壤顆粒之間的融合效果，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后便可以讓材料實(shí)現(xiàn)凝結(jié)和硬化，從而發(fā)揮出防滲技術(shù)的作用。應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)主要可以分為以下幾點(diǎn)：首先，使用機(jī)械設(shè)備對(duì)土壤進(jìn)行鉆探，根據(jù)工程的實(shí)際情況在相應(yīng)位置注入灌漿，確保高壓灌漿注入灌漿層能夠通過(guò)使用工具；其次，通過(guò)切割或攪拌技術(shù)改變土壤的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，確保其能夠完全混合漿，并通過(guò)重新凝結(jié)形成新的整體。

4 總結(jié)

總而言之，水利工程的建設(shè)對(duì)于社會(huì)發(fā)展來(lái)說(shuō)有著十分重要的影響，其中堤防防滲施工技術(shù)與水利工程的整體質(zhì)量有著緊密的聯(lián)系，所以要格外注重防滲施工技術(shù)的應(yīng)用，根據(jù)工程的具體要求挑選合適的防滲施工技術(shù)，從而保證施工的質(zhì)量和效率。