水利工程中防滲技術(shù)的應(yīng)用分析

董京剛，杜國(guó)強(qiáng)

(1.哈爾濱市灘涂開發(fā)管理辦公室，哈爾濱150076;2.黑龍江農(nóng)墾勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，哈爾濱150090)

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及人民生活水平的不斷提高，人們對(duì)于現(xiàn)代的水利工程的施工質(zhì)量以及使用性能都提出了更高的要求，這也對(duì)水利工程中的防滲處理措施提出了更高的要求。因此，十分有必要對(duì)水利工程防滲技術(shù)進(jìn)行科學(xué)的分析和研究［1］。

水利工程的滲透問題主要包括地基滲透和壩體滲透兩個(gè)方面。在水利工程中最常采用的施工處理方法是防滲墻法和灌漿法［2］。

1 灌漿的種類特點(diǎn)及應(yīng)用

在土石壩壩體和壩基防滲處理中最常采用的灌漿方法有壩體劈裂灌漿法、壩基卵礫石層防滲帷幕灌漿法、高壓噴射灌漿法、控制性灌漿法以及膨脹漿塞法灌漿法［3］。

1.1 寬心墻壩及均質(zhì)土壩的壩體劈裂灌漿法

土壩壩體劈裂式灌漿法的施工原理是依據(jù)壩體所受應(yīng)力的分布規(guī)律，在灌漿時(shí)通過施加壓力，使壩體結(jié)構(gòu)沿著壩軸線方向產(chǎn)生劈裂現(xiàn)象，在施工同時(shí)，向壩體灌注配比合適的泥漿，進(jìn)而形成連續(xù)的鉛直的防滲泥墻，從而達(dá)到堵塞漏洞、裂縫或切斷軟弱層以及提高壩體的防滲能力的目的。

對(duì)于裂縫的局部灌漿，在施工結(jié)構(gòu)中可能出現(xiàn)裂縫的區(qū)域，采取均勻布置大量類似于固結(jié)灌漿的灌漿孔群的結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)對(duì)于保證壩體施工質(zhì)量差，以及出現(xiàn)上下游貫通的橫縫的情況，一般可以選擇采取全線的劈裂灌漿的方法。

1.2 卵礫石層防滲帷幕灌漿法

在施工過程中由于受到地質(zhì)條件的限制，漿液的填充范圍不能得到有效的控制，施工中常常采用3排以上的灌漿孔從而達(dá)到相對(duì)水平較高的防滲標(biāo)準(zhǔn)。卵礫石層采用的防滲帷幕灌漿法對(duì)整個(gè)水利灌漿的質(zhì)量產(chǎn)生直接的影響，所以在施工過程中要高度重視。

1.3 高壓噴射灌漿法

高壓噴射灌漿防滲法的工作原理是利用高壓水泥泵所產(chǎn)生對(duì)水泥漿液射流的巨大沖擊力，進(jìn)而達(dá)到破壞被灌土層結(jié)構(gòu)的目的，與此同時(shí)會(huì)使被灌土層土顆粒與水泥漿液之間摻混凝固進(jìn)而形成具有一定性能和形狀的固結(jié)體，進(jìn)而起到防滲的作用。

高壓噴射又分為定噴、旋噴和擺噴3種。高壓噴射灌漿的防滲處理方式具有設(shè)備簡(jiǎn)單、材料來源廣、工程造價(jià)低，工程效率高以及搭接防滲的效果好等眾多優(yōu)點(diǎn)。

1.4 膨脹漿塞法

大壩橫縫滲漏主要應(yīng)用的防滲方法是灌漿漿塞膨脹法，這種防滲方法具有施工效果良好，漿液填充飽滿等眾多優(yōu)點(diǎn)。

1.5 控制性灌漿法

控制性灌漿是一項(xiàng)新型的灌漿工藝，在最近幾年才被提出的。這種施工工藝實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳統(tǒng)灌漿工藝的改進(jìn)，在施工過程中可以通過一系列措施控制漿液的壓力以及流量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)灌漿范圍的有效控制，從而達(dá)到節(jié)約時(shí)間和投資的目的。

2 防滲墻的種類特點(diǎn)以及應(yīng)用

防滲墻的設(shè)計(jì)特點(diǎn)是墻體厚度比較小、滲透系數(shù)比較低、柔性比較強(qiáng)、耐久性比較好及單位面積造價(jià)水平比較低［7］。主要包括:鋸槽法、多頭深層攪拌水泥土、鏈斗法、射水法、薄型抓斗和倒掛井法等眾多成熟的成墻工藝。

2.1 多頭深層攪拌水泥土墻工藝

這種成墻工藝要求在施工時(shí)攪拌機(jī)一次多頭進(jìn)行鉆進(jìn)工作，同時(shí)將水泥漿噴入深層土體進(jìn)行攪拌，進(jìn)而使水泥漿與土體相互混合凝固形成水泥樁，最后將樁與樁連接起來，進(jìn)而形成水泥土防滲墻。

現(xiàn)在在施工中最大成墻深度達(dá)到22 m，水泥土滲透系數(shù) ＜10 em/s，抗壓強(qiáng)度 ＞0.3 MPa。施工特點(diǎn)為:施工方便、無泥漿污染、工程造價(jià)相對(duì)較低。普遍適用于砂土、黏土、淤泥以及礫層中。

2.2 鋸槽法成墻工藝

這種成墻工藝中，進(jìn)行上下往復(fù)切割的鋸槽機(jī)，要以一定的傾角和速度操控刀桿使之向前移動(dòng)完成開槽工作;最終被鋸切割下來的土體要通過排渣系統(tǒng)排出槽外，在施工過程中要采取泥漿護(hù)壁的措施，最后澆筑塑性混凝土，進(jìn)而形成寬度為0.2～0.3 m的防滲墻體結(jié)構(gòu)。

鋸槽機(jī)由行走底盤、刀桿及支架加壓系統(tǒng)、動(dòng)力及傳動(dòng)系統(tǒng)、起重設(shè)施、排渣系統(tǒng)以及電氣控制系統(tǒng)等多個(gè)部分組成;傳動(dòng)切割方式包括機(jī)械式與液壓式2種。刀桿進(jìn)行不同規(guī)格的組合，開槽寬度可達(dá)0.2～0.5 m、深度40 m左右。鋸槽法適應(yīng)于黏土和砂土以及卵石粒徑＜100 mm的砂礫石地層。鋸槽法具有成槽連續(xù)、墻體連續(xù)、工作效率高、質(zhì)量好和成墻深等眾多工藝優(yōu)勢(shì)。

2.3 鏈斗法成墻工藝

鏈斗法要選用鏈斗式開槽機(jī)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)鏈斗取土，與此同時(shí)要將斜放的排樁下放到恰當(dāng)?shù)某蓧ι疃?，開槽機(jī)在開挖溝槽的同時(shí)要做好泥漿護(hù)壁的工作，澆筑混凝土的方法與鋸槽法類似。鏈斗式開槽機(jī)的開槽寬度在16～50 cm，開鑿深度可達(dá)10～15 m。這種施工方法適應(yīng)于黏土、砂土以及粒徑小于槽厚、含量＜30%的砂礫石地層。

2.4 射水法成墻工藝

射水法成墻設(shè)備包括澆筑機(jī)、混凝土攪拌機(jī)和造孔機(jī)3個(gè)部分。射水法成墻工藝就是通過造孔機(jī)成型器內(nèi)的噴嘴，射出的高速水流進(jìn)行土層切割的工作，成型器上下運(yùn)動(dòng)進(jìn)行切割和修整孔壁的工作，正循環(huán)或反循環(huán)方式出渣。最后，澆筑水下混凝土或塑性混凝土，進(jìn)而形成薄壁防滲墻結(jié)構(gòu)。

2.5 倒掛并法成墻工藝

這種施工工藝的主要特點(diǎn)是人工挖井，每井澆成一個(gè)混凝土井，各井柱之間互相搭接，最終形成整片的混凝土墻，這樣能夠切斷透水地層，從而達(dá)到防滲的目的。

防滲質(zhì)量的高低會(huì)直接關(guān)系到整個(gè)水利工程的正常的投入使用，甚至?xí)可娴饺嗣翊蟊姷纳拓?cái)產(chǎn)安全，因此在施工過程中要嚴(yán)格依照相關(guān)的規(guī)范和要求，積極做好防滲工作。

［1］朱方麗.水利工程防滲處理施工技術(shù)探討［J］.科技博覽，2010(32):459.

［2］邱灝.水利工程防滲處理施工技術(shù)綜評(píng)［J］.黑龍江水利科技，2011，39(01):113-114.

［3］肖異智，俞毅，張輝能.灌漿技術(shù)在水庫(kù)大壩滲漏處理中的應(yīng)用［J］. 黑龍江水利科技，2007，35(06):158-159.