基于水利工程滲漏產(chǎn)生原因及防滲措施研究

姚利剛

(鳳城市水利水產(chǎn)局，遼寧 鳳城 118100)

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基于水利工程滲漏產(chǎn)生原因及防滲措施研究

姚利剛

(鳳城市水利水產(chǎn)局，遼寧 鳳城 118100)

近年來，我國的水利工程施工技術日益成熟，水利工程項目也越來越多，所以防滲技術的運用也顯得尤為重要。防滲技術在水利工程施工當中的有效運用，不僅可以加固水利設施，使得水利設施的質(zhì)量更加可靠，減少事故發(fā)生的概率，還能在一定程度上減少安全隱患，提高水利設施的運行效率。文章析了水利工程出現(xiàn)滲漏的原因，并研究了防滲技術在水利工程施工中的有效運用。

防滲技術；滲漏原因；水利工程；有效運用

雖然我國的水利工程施工技術經(jīng)過多年的經(jīng)驗積累已經(jīng)比較成熟，但依然存在各種各樣的問題。其中最常見且影響最大的問題就是水利工程的滲漏問題[1]。水利工程出現(xiàn)滲漏問題不僅使得水利工程的運行效率下降、運行的穩(wěn)定性得不到保障，而且還會嚴重威脅到水利工程下游沿岸居民的人身財產(chǎn)安全。所以，一旦發(fā)現(xiàn)水利工程出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，就必須要立刻采取科學、合理的應對措施。隨著時代的進步，對于水利工程的運行質(zhì)量也有了更高的要求，所以，對于防滲技術在水利工程施工中的有效運用研究已經(jīng)勢在必行[2]。

1 水利工程滲漏產(chǎn)生的原因

1.1 施工條件的影響

由于水利工程工程量比較大，單個的施工單位難以將其高效保質(zhì)地完成，所以一般都會把水利工程的施工分為幾個部分，分別承包給幾個施工團隊。而這種做法雖然有利于提高水利工程施工的速度，使得水利工程在預期的時間內(nèi)完成，但是在同時，由于每個施工隊伍的施工方法存在一定的差異，而且對于防滲技術的掌握程度也不一樣，所以在每個部分完成以后，對于各個部分的銜接就成為了問題。如果銜接質(zhì)量不過關，將會給水利工程留下許多安全隱患。比如，在水利工程施工過程中，模板的黏合質(zhì)量不過關會使得水利工程各個部分銜接不緊密，縫隙比較多，所以會發(fā)生大范圍的滲漏[3]。

1.2 水利工程內(nèi)部結構變化的因素

在水利工程施工過程中，由于原材料質(zhì)量不合格或者項目管理工作不到位使得水利工程內(nèi)部的結構變化，從而引起水利工程內(nèi)部發(fā)生形變。而如果水利工程內(nèi)部發(fā)生形變，那么原本緊密結合的部位就會因形變而出現(xiàn)許多小裂縫，從而出現(xiàn)滲水。

1.3 水利工程大面積滲漏

如果水利工程的施工沒有達到要求，與所設計的差距太大，那水利工程也會出現(xiàn)大面積滲漏的問題。這其中有很多種造成大面積滲漏的原因，一般是由于水利工程原材料的質(zhì)量不過關、施工操作不熟練等。

2 防滲技術的措施有效運用

2.1 灌漿防滲技術

灌漿技術在水利工程方面應用十分廣泛，尤其是在加固壩基和工程防滲方面。在材料選擇上通常使用高分子材料、黏土、水泥等，而在防滲方面通常是使用水泥，因為水泥灌漿工藝會相對簡單，且水泥凝固以后硬度會比較高，不易發(fā)生損壞。而選擇黏土時，應選擇穩(wěn)定性高、吸水性強的黏土，防止水滲漏。高分子材料相比前面兩者具有防滲性好、不易滲透的優(yōu)點[4]。

2.1.1 壩體劈裂灌漿

在水利工程施工過程中，壩體劈裂灌漿是針對壩體的滲漏問題而設計的解決方案。壩體劈裂灌漿技術是通過研究水壩壩體內(nèi)部的應力分布規(guī)律，然后找準水壩壩體的軸線，在軸線上進行孔洞的布置，最后用專門的泵機將漿料灌注到孔洞中。壩體劈裂灌漿技術可用通過泵機所施加的壓力將泥漿擠壓至劈裂的壩體內(nèi)，使得泥漿更好地滲透進壩體，可以有效地減小壩體內(nèi)部的應力，穩(wěn)固壩體內(nèi)部結構。在采用壩體劈裂灌漿技術進行施工時，需要結合壩體的實際情況，仔細分析壩體內(nèi)部的結構，根據(jù)不同的情況采取不同的解決方案。比如說壩體內(nèi)部的縫隙是在局部均勻分布，那么就可以對這個部分進行局部灌漿處理；如果壩體內(nèi)部存在很長的裂縫，貫穿了許多部分，那么可以用全線灌漿技術對整條線上的裂縫進行處理。在當前的水利工程施工當中，壩體劈裂灌漿技術使用的頻率比較高，而且使用的效果比較顯著，使得壩體的穩(wěn)定性有所提高。

2.1.2 高壓噴射灌漿

高壓噴射灌漿技術指的是利用高壓噴射的方法將配制好的泥漿噴射到土層當中，與土層混合從而達到加固土層的目的。在運用高壓噴射灌漿技術時，壓力要足夠，而且噴射漿料時要均勻，保證每一個部分都有覆蓋。泥漿在與土層混合以后會逐漸凝固，形成一層加固型的防滲層。高壓噴射灌漿有許多種噴射方式，比如定點式噴射、旋轉(zhuǎn)式噴射、搖擺式噴射等，每一種噴射方式都適用于不同的條件。高壓旋轉(zhuǎn)式噴射灌漿技術，一般是用于需要挖基坑的防滲工程當中；高壓搖擺式噴射灌漿技術和高壓定點式噴射灌漿技術一般是用于固定板面或者墻面的防滲工程當中。而在當前的水利工程施工中，使用得最多的就是高壓旋轉(zhuǎn)式噴射灌漿技術，因為目前水利工程施工現(xiàn)場的土層大多是淤泥土層、可塑性黏土等，比較適合高壓旋轉(zhuǎn)式噴射灌漿技術[5]。在采用高壓旋轉(zhuǎn)式噴射灌漿技術之前，需要對現(xiàn)場進行考察，觀察土層中是否有比較大塊的碎石塊、是否存在其他類型的雜物、水流的速度是否過快等，必要時可以預先進行實驗，驗證高壓旋轉(zhuǎn)式噴射灌漿技術在該水利工程中的適用性。高壓噴射灌漿混合加固性能比較好，而且便于控制，施工工藝更加靈活，但是高壓噴射灌漿技術受到土層條件的限制比較明顯，所以在使用之前要考慮清楚

2.1.3 卵礫石層灌漿

卵礫石層的灌漿技術不同于一般的灌漿技術，一般的灌漿技術都只使用到了水泥，而卵礫石層的灌漿用到了水泥和黏土兩種原材料。因為在卵礫石層打孔極其不方便，所以一般會使用打管注漿法或者套閥注漿法。另外，為了時卵礫石層的灌漿速度更快、效率更高，通常是使用三排注漿孔同時進行注漿。卵礫石層灌漿技術是一種比較特別的灌漿技術，一般是專門用于卵礫石層的灌漿，所以需要卵礫石層這一地層條件才能使其作用充分發(fā)揮出來，所以在實際應用過程中，卵礫石層灌漿技術并不是很常用，而且大多只將其作為一種輔助手段，使得水利工程更加牢固，防滲效果更好。

2.1.4 控制灌漿

控制灌漿技術是普通灌漿技術經(jīng)過改良之后所得到的新型灌漿技術。普通灌漿技術的原材料一般是水泥，而控制灌漿技術則是在普通灌漿原材料的基礎上，根據(jù)實際的地質(zhì)情況，加入了一些有針對性的材料作為添加劑，比如砂石、纖維等。這些添加劑的使用不僅不會降低原有的防滲質(zhì)量，還能優(yōu)化泥漿的物理性能，加強加固層抵抗沖擊的承受能力，使得防滲效果更好[6]?？刂乒酀{技術可以防止泥漿在土層中過度擴張，讓泥漿只在需要防滲的部分發(fā)揮作用，加強局部防滲能力?？刂乒酀{技術主要適用于縫隙比較大、水流流速比較快的情況，而且防滲的效果顯著。

2.2 防滲墻施工技術

防滲墻施工技術是除灌漿施工技術以外的一種比較常用的水利工程防滲技術，防滲墻一般柔韌性比較好，而且厚度偏薄，主要的作用是阻擋雨水，防止雨水滲透到水利工程內(nèi)部，對水利工程造成侵蝕。目前所用到的防滲墻技術施工需要投入較多的資金，所以施工單位要抓緊創(chuàng)新防滲墻技術或者引進國外更加先進的防滲墻技術，控制施工的成本，提高防滲墻施工的經(jīng)濟效益[7]。

2.2.1 多頭水泥攪拌防滲墻技術

多頭水泥攪拌防滲墻技術是指首先將配制好的水泥噴射到土層中，然后再使用多頭攪拌機對其充分攪拌，將土層和水泥混合均勻，凝固以后會形成一道牢固的水泥加固樁，然后再將多個水泥加固樁連接起來，形成完整的防滲墻。多頭水泥攪拌防滲墻技術十分地實用，因為水泥本身的滲水性很小，當水流遇到水泥防滲墻時，幾乎無法通過，所以就可以發(fā)揮出比較明顯的防滲作用。在水利工程施工過程中，多頭水泥攪拌防滲墻技術通常都用于黏土層、淤泥層、砂礫層等土層的防滲，其具有成本低、適用性強、防滲功能好、施工工藝簡單等優(yōu)點。

2.2.2 切割開槽防滲墻技術

切割開槽防滲墻技術是指利用切割工具以一定的角度對土層進行多次的切割，并在切割過程中進行開槽處理。將切割掉的土層排出到槽外，就可以形成一個個的土槽。土槽開挖完成以后，需要進行一番清理，清理結束后方可灌注混凝土?；炷凉嘧⒅钡椒罎B墻的厚度達到20-30cm、寬度達到20-50cm、深度約為40m即可。切割開槽防滲墻技術在水利工程施工過程中主要用于砂土、小顆粒卵石層、砂礫石層等土層，形成的防滲墻具有連續(xù)性好、質(zhì)量好、機械強度高等優(yōu)點。此外，切割開槽防滲墻技術還可以通過改良泥漿的原材料，使得防滲墻具有不同性質(zhì)，便于應對不同情況的防滲。

2.2.3 高壓水流開槽防滲墻技術

高壓水流開槽防滲墻技術指的是利用高壓水流來對土層進行分割，形成土槽，然后再對土槽內(nèi)壁進行修整直到槽壁光滑，能滿足施工的要求，然后澆筑混凝土，形成防滲墻。通常來說，高壓水流開槽防滲墻的厚度為21-44cm，深度大概為30m。高壓水流開槽防滲墻技術一般用于砂土、黏土等土層，主要應用的領域是堤防工程領域。

2.2.4 鏈斗開槽防滲墻技術

鏈斗開槽防滲墻技術指的是利用鏈斗開槽機上的鏈斗裝置進行土槽的開挖，邊挖槽邊使用泥漿保護，然后灌注混凝土，形成防滲墻[8]。鏈斗開槽防滲墻技術所形成的防滲墻深度一般是10-15m，寬度為0.16-0.5m，一般是用于砂土層、砂礫層等土層當中，但是在應用時有兩點要求需要注意：在應用于砂礫層的防滲時，①要控制好砂礫的粒徑，保證砂礫粒徑小于槽寬；②需要控制砂礫層中礫石的含量，不能使其超過30%。

2.2.5 薄型抓斗開槽防滲墻技術

薄型抓斗開槽防滲墻技術是利用寬度為30cm的薄型抓斗挖槽，邊挖邊注入泥漿保護槽壁，最后灌注混凝土形成防滲墻。薄型抓斗開槽形成的防滲墻深度比較深，大約有40m。薄型抓斗開槽防滲墻技術一般是用于填土層、礫石層等土層當中，其優(yōu)點是在礫石層當中的開槽速度比較快，而且成本比較低、開槽的效率比較高、用作保護的泥漿用量比較少，既有較高的施工效率，又節(jié)約資源、降低成本。

3 結 語

防滲技術在水利工程施工過程中是一門很常用的技術，其具有多種多樣的施工方式。如何選擇合適的防滲技術并將防滲技術有效地運用到水利工程施工當中已經(jīng)成為當前施工單位所需要研究的重點。結合水利工程施工現(xiàn)場的土質(zhì)條件，分析土層當中各類型土層的分布情況，對防滲技術的選擇有著重要的意義。所以施工單位應加強對防滲技術適用性的研究，針對不同現(xiàn)場條件使用相應的防滲技術，提高水利工程穩(wěn)定性，保證水利工程施工的質(zhì)量。

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1007-7596(2017)01-0054-03

2016-12-26

姚利剛(1977-)，男，遼寧丹東人，工程師，研究方向為水利工程設計、水利工程施工等。

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