水利工程防渗施工技术应用

关键词：水利工程；渗透；预防；技术措施 

　　我国国土面积广阔，河流分布众多，水资源丰富且有较大潜能，要想有效合理利用水资源，就需要建设相应的水利工程设施，为经济发展提供良好基础。同时，水利工程的建设还能有效利用水资源保证人民生产、生活活动，并能有效防洪减灾，利国利民。要想将水利工程设施建设的更加健全，首先要认清我国水利工程的现状，然后在进行客观分析后提出相应的改进措施，以提高水利工程施工技术，促进我国水利工程建设。 

　　一、我国水利工程现状 

　　水利工程存在的问题大致可以总结为以下几种：工程建设时间较长且长期缺乏系统的维护；由于技术的限制，导致实际抗洪能力较弱，无法适应新形势下的灾情；建设堤坝容易出现渗漏情况，严重的甚至会破坏建筑坝基和整个工程质量。而就我国的水利工程分析而言，由于大部分水利工程都运行了多年，或多或少都出现了类似的情况。这些问题不仅阻碍了水利工程正常作用的发挥，甚至可能会对人民的正常生活带来严重的威胁，因此做好水利工程的防渗措施极其重要。常用来进行水利工程防渗的技术有防渗墙和灌浆。 

　　二、水利工程防渗墙施工技术 

　　对于防渗墙，通常有以下几点要求：①渗透系数低；②有较好的柔性以及耐久性；③墙体厚度尽量小，以降低施工成本。因为水利工程的渡槽需要经受温差及季节交替带来的影响，而通常采用的填缝材料都不具有很高的柔性，以至于随着季节和温度的变化，容易造成工程的变形，甚至发生开裂，也就会造成渡槽的侧漏。一般情况下用于填充的材料为石油沥青，但用沥青做防水层又很容易因为温度、天气等原因导致断裂情况，而用混凝土或水泥进行填充也会因为其抗拉强度低而造成裂缝的出现。为了减少这样的危险出现，通常采用以下几种方式进行水利工程的防渗工作： 

　　1.多头深层搅拌水泥土成墙工艺 

　　此工艺是利用机械一次将多个探头同时钻入坝体，将水泥浆与土层进行搅拌混合，最终形成水泥土桩，然后将桩与桩之前进行连接以形成对冲的水泥土防渗墙。这种方法可以利用在多种地质上，既能减少成本，又简单易行，而最终形成的防渗墙效果也很明显。施工流程如（图1）。 

　　2.薄型抓斗成墙工艺 

　　这种工艺在施工中粘土、砂土和砂砾含量、粒径等都要控制在一定的范围中，只有这样才能很好的发挥薄型抓斗的成墙工艺的特性。薄型抓斗的宽度通常在30cm左右，在进行开槽过程中，采用泥浆护壁，同时浇筑混凝土，以形成防渗墙。 

　　3.链斗法成墙工艺 

　　这种工艺是使用链斗式开槽机进行的，首先用开槽机进行取土，同时将排桩下放至城墙深度，在开槽机进行移动挖槽的过程中同时将混凝土灌入坝体，形成防渗墙。 

　　4.混凝土防渗墙工艺 

　　混凝土防渗墙的施工具有一定的复杂性和风险性，它是利用机器在松散透水的地基中连续凿孔，以泥浆固壁，然后将混凝土灌注于其中，从而形成防渗墙。这种施工方式的噪音和污染比较小，对周围的环境影响不大，而且混凝土防渗墙的应用也比较广泛，且有较高的防水性和承重性，对于水利工程的防渗有很重要意义。 

　　三、灌浆类型与工程防渗 

　　1.坝体劈裂灌浆 

　　坝体劈裂灌浆是利用一定的灌浆压力，将坝体沿一定的方向进行劈裂，同时在裂缝处灌入泥浆，形成与坝体一体的防渗泥墙，从而堵塞坝体的漏洞、裂缝，提高坝体的防渗能力，同时通过结构的重组，来保持坝体结构的稳定性。同时，也可以进行局部的灌浆，在可能发生裂纹的位置进行加重施工，以防止缝隙开裂影响工程质量。 

　　2.高压喷射灌浆 

　　高压喷射灌浆是在工程进行中对土层施加一定的高压，使得泥浆和被灌土地的土层颗粒进行混合，以凝固成一体，达到防渗的效果。这种技术的工作效率比较高，可在短时间内完成，另外对于原料和技术的要求也相对不高，在施工过程中很容易完成，因此也被广泛利用。施工原理如（图2）。 

　　3.卵砾石层防渗帷幕灌浆 

　　这种灌浆方式大都使用粘土和水泥进行混合灌注，因为卵砾石层灌浆难以形成自立钻孔，所以有时可能不能有效控制填充范围，为达到防渗标准通常采用多个灌浆孔同时进行灌注。随着防渗技术的发展，这种限制条件多的灌浆方式已经逐渐淡出视野，只用做施工的补充手段，采用并不广泛。 

　　4.控制性水泥灌浆工艺 

　　控制性水泥灌浆工艺是一种改进了的灌浆工艺，这种工艺在灌浆过程中加注化学外加剂后可以根据需要多次反复进行灌浆。解决水泥灌浆过程中出现的串冒浆、进浆量很大产生浆液流失、灌浆压力升不起来等问题。 

　　四、工程实例 

　　1.工程概况 

　　某河流汛期洪水流量较大，而水电站坝址区河道较窄，河床土质松散且有良好透水性。中下部为卵砾石层，河床中部分布着碎石，风化性强。该水电站运用的导流方式为“河床一次断流、隧洞导流、汛期基坑过水”，导流标准为5年一遇洪水。 

　　2.围堰防渗墙汛期进行施工 

　　相比起枯水期进行防渗墙的施工，汛期进行围堰防渗墙的施工要求要更加严格，要注意以下内容：①根据进场道路的位置进行防渗墙的施工，可先对交通问题比较严重的一侧进行施工，而主汛期来临时用涵管路作为交通通道，汛期后则可以对交通问题比较严重的一侧进行导流，另一侧利用高压喷旋技术施工，从而进行防渗墙的施工。②采用石渣填筑高压喷旋施工平台使其超出水平面2m。这是因为河床上覆盖层的厚石块会对施工质量有一定影响，在平台修筑完后，要将石层掏出，并对附近河滩上的散砂进行一定的回填，以保持结构稳定。③防渗墙可分为龙口段及非龙口段，龙口段处于河床的中部，在建设时龙口段防渗墙低于枯水期水位，抗水流冲击力大，所以，主汛期选择龙口段作为主冲刷区，以防止非龙口段被冲刷断。 

　　3.围堰防渗墙的具体施工 

　　3.1防渗墙建设的相关参数 

　　三管高压喷旋桩防渗墙是围堰的防渗基础（如图3）。高压旋喷防渗墙连接堤坝两端，高压喷旋孔之见相距75cm，底部深入岩层50cm，上部高247m，左侧建设高压旋喷施工平台，钻孔深度为14～17m，旋喷深度为11～15m。施工参数有：①水压24～36MPa，水流量为75min，2个喷嘴孔直径为1.8mm左右；②泥浆压力为1～2MPa，泥浆流量为80L/min，密度控制在1.55～136g/m?左右；③空气压力控制在0.7～0.8MPa，风量为30m?/min；④2个旋转180°的喷嘴，旋转速度为15～20r/min。 

　　3.2汛期防渗墙的施工 

　　依据之前所给数据参数，在河床左侧岸坡部分进行试验，经挖桩发现桩头部分的土质、岩石结构等有利于防渗层的修建，可以建立完整、连续的防渗墙。在施工中可以打多个灌浆孔以保证水利工程的质量。 

　　3.4取得的效益 

　　通过三管高压喷旋法修建防渗层可以明显缩短工程预期，形成较好的经济效益，并能防止后期的工程修补，节约了生产成本。并在修建后可以明显的减小了洪水对水利工程的破坏，同时，在汛期后可以利用完整的防渗墙对于其他工程部分进行建设施工，确保了其他节点目标的施工，使整个工程既有经济效益还取得了良好的社会效益。 

　　五、结语 

　　随着我国水利事业的发展和科学技术的发展，水利工程技术也取得了巨大进步。在水利工程施工过程中加强水利防渗工作是保证水利工程质量的关键。在施工过程中，造成堤坝等渗漏的主要原因是由于施工过程中的不规范造成的。我们要想加强防渗工作，提高水利工程质量，3c04就必须要针对水利工程的各个环节进行精细化管理，针对水利工程施工过程中发生渗漏的原因必须要高度重视，从根本上堵住工程漏洞，减少工程后续施工，以实现最大效益，保障国家经济、实现社会效益。