水利工程堤壩防滲加固施工技術(shù)研究

王夢帆，王興民

（河南省商丘市水利局，河南 商丘 476000）

1 引言

堤壩作為水利工程建設(shè)的重中之重，能夠?yàn)樗こ探ㄔO(shè)質(zhì)量與運(yùn)行質(zhì)量起到?jīng)Q定性的作用，但就我國多數(shù)水利工程而言，由于受到種種因素的影響，堤壩基本上都會(huì)出現(xiàn)程度不一的滲漏現(xiàn)象。若無法及時(shí)有效地處理滲漏問題，壩體巖土中的顆粒結(jié)構(gòu)與土壤黏性也會(huì)受損，進(jìn)而使堤壩穩(wěn)定性受到影響，甚至造成堤壩無法繼續(xù)使用的嚴(yán)重后果。此時(shí)，為在確保水利工程運(yùn)行高效性的同時(shí)，增強(qiáng)堤壩防洪抗洪的能力，結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)一步探索堤壩防滲加固技術(shù)已勢在必行。

2 水利工程堤壩滲漏的主要原因

2.1 水利工程整體質(zhì)量不高

雖然近幾年我國水利堤壩工程數(shù)量增長飛速，但仍有很多工程建設(shè)時(shí)間為20世紀(jì)七八十年代，受到當(dāng)時(shí)施工設(shè)備與技術(shù)水平的影響，工程項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量無法得到全面保障。與此同時(shí)，幾十年來的自然環(huán)境侵蝕，也導(dǎo)致很多堤壩工程出現(xiàn)滲漏問題，在年久失修的情況下，甚至存在垮塌的風(fēng)險(xiǎn)。因此，相關(guān)維護(hù)人員必須要充分發(fā)揮自身職責(zé)，針對實(shí)際情況逐一解決水利工程中存在的問題，進(jìn)而增強(qiáng)其運(yùn)行的效率與安全性[1]。

2.2 機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用不合理

施工機(jī)械設(shè)備也是導(dǎo)致水利工程堤壩滲漏的重要因素，若無法保證機(jī)械設(shè)備的合理使用，堤壩施工質(zhì)量也會(huì)在很大程度上下降?，F(xiàn)如今，我國很多水利工程在實(shí)際施工的過程中，對機(jī)械設(shè)備使用的重視程度都嚴(yán)重不足，不僅監(jiān)理工作未能落實(shí)到位，質(zhì)控工作也形同虛設(shè)，從而導(dǎo)致很多機(jī)械設(shè)備根本無法充分發(fā)揮自身的重要作用。此時(shí)相關(guān)管理人員必須注重機(jī)械使用制度的不斷完善，盡可能在提高使用科學(xué)性與合理性的基礎(chǔ)上，使其能夠與先進(jìn)施工技術(shù)相配合，在堤壩防滲方面發(fā)揮更好的效果[2]。

3 水利工程堤壩防滲加固施工關(guān)鍵技術(shù)

3.1 滲漏涌水處理技術(shù)

3.1.1 導(dǎo)管注漿

如果堤壩只是局部出現(xiàn)滲漏問題，最好選擇導(dǎo)管注漿法，這種方法相對來講能夠發(fā)揮出更好的效果，在很多水利工程的壩基與壩肩滲漏處理上也是最常見的。通常，技術(shù)人員需在預(yù)定位置上適當(dāng)布設(shè)高聚物注漿材料，以達(dá)成使其膨脹的目的，進(jìn)一步確保土體空隙與接觸縫隙填充的有效性。經(jīng)實(shí)踐證明，這種方法能增強(qiáng)土體的密實(shí)度，全面提高防滲體系的堅(jiān)固性與穩(wěn)定性，更有利于水利工程在完工后的順利運(yùn)行。

3.1.2 膜袋注漿與封堵管涌

膜袋注漿與封堵管涌技術(shù)簡單來講，即為在充分發(fā)揮膜袋膨脹作用的基礎(chǔ)上，快速展開對涌水的封堵工作，此時(shí)，技術(shù)人員也應(yīng)注意適量使用注漿材料使袋內(nèi)膨脹，再將管涌入口有效填充。實(shí)踐證明，通過對膜袋注漿法的合理運(yùn)用，能快速、高效地實(shí)現(xiàn)封堵目的，進(jìn)一步增強(qiáng)水利工程堤壩的防滲性[3]。

3.2 防滲墻技術(shù)

3.2.1 高壓噴射法

防滲墻建設(shè)也是水利工程堤壩防滲加固的重中之重，但目前高壓噴射法只能依托于高壓噴漿機(jī)械設(shè)備使用，其主要是通過高壓噴嘴噴射水泥漿，并通過對高壓沖擊力的利用來擾動(dòng)堤壩基部覆蓋物；水泥漿會(huì)在噴射的過程中向堤壩根基灌入，在與砂礫、土一同攪拌的情況下，會(huì)逐漸凝結(jié)進(jìn)而以堤壩根基為基點(diǎn)形成一道向上的防滲墻，為水利工程堤壩起到防滲漏的作用。在水利工程堤壩防滲施工實(shí)踐中，其憑借著自身對施工技術(shù)要求與成本造價(jià)都相對較低以及防滲漏效果好的優(yōu)勢，得到了愈發(fā)廣泛的應(yīng)用。

3.2.2 水泥攪拌樁法

水泥攪拌樁法的原理并不復(fù)雜，即充分利用水泥在攪拌過程中的化學(xué)反應(yīng)，也就是在凝結(jié)時(shí)堅(jiān)硬度逐漸提升這一特性，在將水泥與土混合之后，堅(jiān)固性極強(qiáng)的堤壩防滲墻就會(huì)形成，此項(xiàng)技術(shù)在土質(zhì)以及填充砂礫的地基中更常用，能夠在最大程度上促進(jìn)防滲墻防滲效果的提升。除此之外，此技術(shù)在地基基礎(chǔ)質(zhì)量改善方面的作用也十分顯著，能更好地滿足對防滲墻整體性能的要求[4]。

混凝土防滲心墻造價(jià)較低，且防滲效果較好，其滲透系數(shù)隨著時(shí)間的增長而降低，2年后一般可降低到 28d 滲透系數(shù)的 1/100～1/10，如控制好施工質(zhì)量，建成后可徹底解決壩身滲漏問題。施工工藝和施工設(shè)備均比較簡單，且?guī)焖惑E降時(shí)心墻下游面不會(huì)產(chǎn)生頂托作用。

3.3 灌漿技術(shù)

3.3.1 劈裂式帷幕灌漿技術(shù)

劈裂式帷幕灌漿技術(shù)最大的優(yōu)勢就在于，其更適合應(yīng)用于堤身加固與滲漏問題的防治上，其能促進(jìn)堤壩質(zhì)量與堅(jiān)固度的大幅提升，從而將堤壩滲漏問題出現(xiàn)的概率降到最低。在實(shí)際進(jìn)行防滲施工的過程中，由于壩體自身曲直程度存在一定差異，所以，鉆機(jī)采用的形式也必然有所不同。

3.3.2 灌漿加固技術(shù)

灌漿加固技術(shù)常見的水利工程堤壩類型為漿砌石重力壩，其主要是針對壩上油面灌漿進(jìn)行加固，在避免裂縫或漏洞持續(xù)增大的同時(shí)，穩(wěn)固壩體并增強(qiáng)其防滲性能，最終達(dá)成提高堤壩整體承載力的目的。反之，若是壩體的穩(wěn)固性較差，如水利工作下游位置不牢固等，則極易造成水平孔與斜孔等現(xiàn)象，這種情況下灌溉期間漏水管道與壩體空間堵塞的問題也難以規(guī)避，對水利工程的影響十分惡劣。在實(shí)踐中若出現(xiàn)上述問題，技術(shù)人員可采取反向灌注法，其在壩面抗沖刷力提高方面效果顯著。

3.4 水平防滲加固技術(shù)的應(yīng)用

在水平防滲加固技術(shù)中，有必要根據(jù)大壩的具體情況選擇合適的加固形式。常見的加固方法包括：首先，對于大壩大面積滲漏的加固施工而言，其對防滲技術(shù)的應(yīng)用要求是比較高的，所以施工人員應(yīng)在測量水量后，先結(jié)合工程具體情況展開全面分析，再根據(jù)結(jié)論確定防滲技術(shù)應(yīng)用的重點(diǎn)。其次，基于全壩分析，為具有結(jié)構(gòu)問題的某些大壩選擇滲透壓力滲透平臺技術(shù)。雖然建筑效果好，加固效果明顯，但會(huì)增加建筑量和施工難度。最后，必須控制大壩滲漏率的大壩可以選擇水側(cè)攔截技術(shù)，以保證防滲加固的連續(xù)性，提高大壩的穩(wěn)定性，進(jìn)而發(fā)揮該技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

4 堤壩防滲加固施工關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用

4.1 工程概況

以某水利工程堤壩建設(shè)為例，堤壩長度為 100m，高度為6m，由于雨季即將到來，所以施工時(shí)間比較緊迫。同時(shí)，由于此地區(qū)的涌水問題比較嚴(yán)重，極易造成水利工程的突發(fā)性事故或者災(zāi)害，所以在進(jìn)行堤壩防滲加固的過程中，必須應(yīng)用防滲技術(shù)將隱患及時(shí)扼殺。

4.2 劈裂式帷幕灌漿技術(shù)的應(yīng)用

結(jié)合案例工程的具體情況后，施工人員選擇使用劈裂式帷幕灌漿技術(shù)，同時(shí)，結(jié)合施工的特殊性，在淺孔鉆機(jī)時(shí)應(yīng)選擇梅花形的布孔模式，從頂部開始沿堤壩直線向外鉆孔 1.5m，孔距需控制在 3m 左右，實(shí)際施工中也可結(jié)合實(shí)際情況靈活調(diào)整，但仍需控制在 1～2m；技術(shù)人員也可應(yīng)用直線布孔法，并注重必須從下至上灌漿以及把控灌漿速度，如此不僅能使壓力得到極大的緩解，灌漿工作中漏漿或滑坡等問題也能得到有效規(guī)避[5]。

經(jīng)實(shí)踐證明，在水利工程堤壩防滲加固工程中，使用劈裂式帷幕灌漿技術(shù)能大幅度提高防滲加固的效果，有效緩解了雨季帶來的涌水沖擊。與此同時(shí)，此技術(shù)也能彌補(bǔ)壩型較小的弊端，相對來講效果較好。

5 結(jié)語

綜上所述，雖然近年來我國水利工程施工技術(shù)與堤壩防滲技術(shù)水平提升顯著，但在社會(huì)對水利工程運(yùn)行需求不斷提升的大背景下，堤壩防滲技術(shù)仍需不斷突破，這不僅是堤壩能夠充分發(fā)揮防洪防汛作用的前提，也是農(nóng)民生產(chǎn)生活能順利進(jìn)行的基礎(chǔ)，因此，必須要得到足夠的重視。另外，水利工程也是國家發(fā)展的重要支撐，只有從各個(gè)方面提高水利工程的整體質(zhì)量，才能在保證水利工程運(yùn)行效率的基礎(chǔ)上，促進(jìn)國家在新時(shí)期獲得可持續(xù)發(fā)展。