探析水利工程堤壩防滲加固施工技術(shù)

鐘綿志

（山東省調(diào)水工程運(yùn)行維護(hù)中心東營(yíng)分中心，山東東營(yíng)257300）

1 引言

水利工程是一種重要的基礎(chǔ)設(shè)施，在推動(dòng)農(nóng)業(yè)發(fā)展方面發(fā)揮著積極的作用，同時(shí)也是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要保障。但從目前來(lái)看，不少水利工程堤壩都出現(xiàn)了一定程度的滲漏問(wèn)題，如果不能及時(shí)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行處理，則可能使影響進(jìn)一步擴(kuò)大，最終導(dǎo)致堤壩乃至水利工程整體無(wú)法正常使用。因此，做好水利工程堤壩防滲加固工作非常重要。

2 水利工程堤壩防滲加固的重要性

水利工程建設(shè)的主要目的是對(duì)水流進(jìn)行控制，對(duì)水量進(jìn)行調(diào)節(jié)，在預(yù)防洪澇災(zāi)害的同時(shí)，滿足人們生產(chǎn)生活對(duì)水資源的現(xiàn)實(shí)需求。堤壩是水利工程的核心組成部分，占據(jù)了水利工程總工程量的80%~90%，做好堤壩建設(shè)十分關(guān)鍵。從目前來(lái)看，我國(guó)有相當(dāng)一部分水利工程都建成于20世紀(jì)60~70年代，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的運(yùn)行，多數(shù)水庫(kù)堤壩出現(xiàn)了滲漏問(wèn)題，影響了堤壩整體的穩(wěn)定性和運(yùn)行的安全性，嚴(yán)重的滲漏甚至可能導(dǎo)致壩體或者壩基變形。通過(guò)堤壩防滲加固，能夠有效清除水利工程堤壩中存在的安全隱患，提升堤壩的防洪能力，充分發(fā)揮堤壩的作用，提高水利工程的使用效率，也可以維護(hù)周邊生態(tài)環(huán)境，減少水土流失問(wèn)題[1]。

3 水利工程堤壩滲漏的原因

3.1 工程施工質(zhì)量不高

水利工程堤壩滲漏的一個(gè)主要原因是施工人員的專(zhuān)業(yè)技術(shù)水平不高或者沒(méi)有依照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行施工，導(dǎo)致施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)。部分施工單位在進(jìn)行水利工程施工的過(guò)程中，采用的是傳統(tǒng)的施工方法，并不能很好地滿足新時(shí)期水利工程發(fā)展的實(shí)際要求，導(dǎo)致在施工中存在不少質(zhì)量缺陷，造成了水利工程堤壩的滲漏問(wèn)題。對(duì)此，施工單位在進(jìn)行水利工程堤壩施工的過(guò)程中，應(yīng)切實(shí)做好質(zhì)量控制和技術(shù)管理工作，針對(duì)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行相應(yīng)的知識(shí)和技能培訓(xùn)，確保其能夠依照水利工程相關(guān)的施工規(guī)范進(jìn)行施工，同時(shí)做好現(xiàn)場(chǎng)管理工作，保證施工的有序性，規(guī)避違規(guī)操作問(wèn)題，推動(dòng)工程施工的順利進(jìn)行[2]。

3.2 機(jī)械設(shè)備使用不當(dāng)

機(jī)械設(shè)備使用不當(dāng)會(huì)對(duì)施工質(zhì)量產(chǎn)生直接影響，水利工程堤壩施工存在很多細(xì)節(jié)問(wèn)題，如果施工設(shè)備的選擇不合理，或者使用不規(guī)范，會(huì)對(duì)分段施工和細(xì)節(jié)處理帶來(lái)阻礙。部分施工單位為了節(jié)約設(shè)備使用成本，沒(méi)有依照相關(guān)規(guī)定對(duì)其進(jìn)行定期檢查，對(duì)于機(jī)械設(shè)備中存在的缺陷和問(wèn)題沒(méi)能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決，導(dǎo)致水利工程堤壩施工中可能會(huì)因?yàn)樵O(shè)備故障引發(fā)一些不必要的問(wèn)題，影響堤壩工程的施工效果[3]。

3.3 運(yùn)營(yíng)維護(hù)落實(shí)不到位

后期的運(yùn)營(yíng)維護(hù)不到位同樣會(huì)導(dǎo)致水利工程堤壩的滲漏問(wèn)題，即使水利工程堤壩的施工質(zhì)量達(dá)標(biāo)，如果在使用過(guò)程中忽視維護(hù)工作，沒(méi)能對(duì)存在的問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)處理，可能會(huì)引發(fā)堤壩滲漏問(wèn)題。通常來(lái)講，水利工程施工建設(shè)完成后，會(huì)借助承包的方式安排相應(yīng)的單位負(fù)責(zé)運(yùn)營(yíng)維護(hù)。但是，在監(jiān)督管理制度不完善的情況下，工作人員可能并不會(huì)每天對(duì)堤壩進(jìn)行巡檢，導(dǎo)致信息的更新存在一定的滯后性，無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)堤壩運(yùn)行中存在的問(wèn)題，在問(wèn)題不斷擴(kuò)大的情況下，堤壩可能出現(xiàn)滲漏乃至決堤。對(duì)此，有關(guān)部門(mén)應(yīng)該安排專(zhuān)人做好水利工程堤壩的日常巡檢和監(jiān)督管理工作，及時(shí)將發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題匯報(bào)給技術(shù)人員，并制訂問(wèn)題的解決方案，及時(shí)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行處理，以保證水利工程堤壩的正常運(yùn)行。

4 水利工程堤壩防滲加固施工技術(shù)

4.1 防滲墻施工技術(shù)

4.1.1 高壓噴射注漿

高壓噴射注漿是一種防滲墻施工技術(shù)，其基本原理是借助相應(yīng)的高壓噴漿設(shè)備噴射水泥漿，借助水泥漿噴射環(huán)節(jié)產(chǎn)生的高壓沖擊力，對(duì)堤壩基部覆蓋物產(chǎn)生擾動(dòng)，并且將水泥漿與砂礫、土層等進(jìn)行混合攪拌，以堤壩底部為基點(diǎn)，構(gòu)建向上的防滲墻體，能夠起到良好的防滲效果[4]。在實(shí)際應(yīng)用中，需要嚴(yán)格控制注漿壓力，確保壓力在127.40~166.60 kPa，如果是沙土壩基，則需要將水泥漿灌注到土層中，注漿完成后采用黃泥漿對(duì)注漿口進(jìn)行封堵。高壓噴射注漿技術(shù)施工操作相對(duì)簡(jiǎn)單，成本低廉，且具備良好的防滲效果，在水利工程堤壩防滲加固中有廣泛應(yīng)用。

4.1.2 水泥攪拌樁

水泥攪拌樁的加固原理與高壓噴射注漿類(lèi)似，都是通過(guò)在土層中注入水泥漿液的方式，并不斷攪拌來(lái)實(shí)現(xiàn)水泥漿液與土層的充分混合，形成具備良好防滲加固效果的防滲墻。水泥攪拌樁技術(shù)適用于土質(zhì)地基和砂礫填充地基，能夠?qū)⒎罎B墻的防滲加固效果充分發(fā)揮出來(lái)，也可以對(duì)水利工程堤壩的基礎(chǔ)質(zhì)量進(jìn)行改善，滿足防滲墻整體性能需求[5]。

4.1.3 混凝土防滲墻

混凝土防滲墻具備較好的防滲效果，而且其滲透系數(shù)會(huì)隨時(shí)間的增長(zhǎng)而不斷下降，相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，在2年后，混凝土防滲墻的滲透系數(shù)可以降至28 d滲透系數(shù)的1/100~1/10，在控制好施工質(zhì)量的情況下，能夠從根本上對(duì)水利工程堤壩的滲漏問(wèn)題進(jìn)行解決?；炷练罎B墻造價(jià)低廉，施工工藝簡(jiǎn)單，即使水庫(kù)的水位急劇下降，混凝土防滲墻下游面也不會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的頂托作用。

4.2 水平防滲加固技術(shù)

水平防滲加固技術(shù)需要依照水利工程堤壩的具體情況，對(duì)加固形式進(jìn)行選擇，比較常見(jiàn)的加固方法有3種：

1）對(duì)于大面積滲漏問(wèn)題，考慮到對(duì)防滲加固技術(shù)的要求較高，工作人員需要先對(duì)水量進(jìn)行測(cè)量，對(duì)照工程的具體情況做好全面、細(xì)致的分析，結(jié)合分析結(jié)論，確定防滲加固的關(guān)鍵點(diǎn)。

2）應(yīng)做好全壩分析，針對(duì)存在結(jié)構(gòu)缺陷的水利工程堤壩，選擇相應(yīng)的透水壓力滲透平臺(tái)技術(shù)。但是，在實(shí)際應(yīng)用中，雖然其有著良好的防滲加固效果，卻也存在施工難度較大的問(wèn)題。

3）如果需要對(duì)堤壩滲流量進(jìn)行控制，可以選擇臨水截滲技術(shù)，該技術(shù)有良好的持續(xù)性，加固效果穩(wěn)定可靠[6]。

4.3 灌漿施工技術(shù)

4.3.1 劈裂帷幕灌漿技術(shù)

劈裂帷幕灌漿技術(shù)適用于土質(zhì)堤壩的加固施工，也是土質(zhì)堤壩防滲加固的最優(yōu)選擇，在提高堤壩整體強(qiáng)度的同時(shí)，能夠在堤壩內(nèi)部形成防滲加固帷幕，避免滲漏以及開(kāi)裂等問(wèn)題，也能夠很好地控制堤壩壩體變形問(wèn)題。劈裂帷幕灌漿技術(shù)的施工工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，被廣泛應(yīng)用在土質(zhì)堤壩加固作業(yè)中。從實(shí)踐的角度，需要使用淺孔輕便鉆機(jī)，在堤壩適當(dāng)位置進(jìn)行鉆孔，采用梅花形或直線形孔位分布，孔間距控制在約3 m，深度需要工作人員結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行確定，一般在1~2 m。鉆孔完成后，可以進(jìn)行灌漿作業(yè)，采用自下而上灌漿的方式分次操作，對(duì)每一次的灌漿量進(jìn)行控制，施工前期可以使用比較稀的漿液，然后逐步增加漿液濃度，把控好灌漿壓力和灌漿順序，確保在灌漿過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)串漿、滑坡和局部隆起等問(wèn)題，確保灌注的漿液能夠在堤壩軸向形成帷幕，提高堤壩本身的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

4.3.2 灌漿加固技術(shù)

灌漿加固技術(shù)適用于漿砌石重力壩的防滲加固作業(yè)，主要是通過(guò)在堤壩上游以灌漿的方式形成固結(jié)體[7]，對(duì)壩體存在的漏洞進(jìn)行封堵，對(duì)縫隙進(jìn)行填充，提升堤壩的穩(wěn)定性和防滲能力。一些運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)的堤壩可能會(huì)在下游位置產(chǎn)生滲漏、溶蝕物逸出等問(wèn)題而形成孔洞，需要在相應(yīng)位置埋設(shè)注漿管進(jìn)行注漿加固，做好滲漏通道的封堵工作，對(duì)孔洞和縫隙進(jìn)行填充，提升壩面的穩(wěn)定性和抗沖刷能力。從技術(shù)層面分析，灌漿加固屬于反向灌漿技術(shù)，可以在堤壩壩面上重新剔縫、勾縫，使用高標(biāo)號(hào)水泥砂漿配合防水材料進(jìn)行勾縫，提升壩面的防滲能力和穩(wěn)定性。

4.4 滲漏涌水處理技術(shù)

堤壩涌水問(wèn)題可能引發(fā)各種災(zāi)害，而從目前的技術(shù)發(fā)展情況分析，對(duì)于滲漏涌水的處理，大多使用水反應(yīng)材料進(jìn)行封堵?？紤]到水利工程堤壩滲漏可能導(dǎo)致的嚴(yán)重后果，工作人員必須結(jié)合實(shí)際情況來(lái)對(duì)封堵材料進(jìn)行合理選擇。從提高堤壩防滲加固效果的角度，可以選擇高聚物材料，其具備顯著的膨脹擴(kuò)散機(jī)理，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)裂縫問(wèn)題的有效處理，規(guī)避可能出現(xiàn)的嚴(yán)重后果，同時(shí)也能為日后的維護(hù)提供便利，做好水流的合理引導(dǎo)，有效緩解水壓，降低水流作用對(duì)堤壩的影響。對(duì)照水利工程堤壩的實(shí)際情況，選擇科學(xué)的滲透涌水處理技術(shù)，能夠發(fā)揮出良好的防滲加固效果，促進(jìn)水利工程施工質(zhì)量的提高[8]。

5 結(jié)語(yǔ)

水利工程的安全穩(wěn)定運(yùn)行關(guān)系著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展，需要得到足夠的重視。針對(duì)水利工程堤壩在使用過(guò)程中因?yàn)槭┕べ|(zhì)量、水流沖刷、材料老化等出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)開(kāi)裂和滲漏問(wèn)題，相關(guān)管理部門(mén)應(yīng)該充分重視起來(lái)，采取有效的措施和方法對(duì)水利工程堤壩進(jìn)行防滲加固處理，做好必要的工藝流程管控，保證防滲加固效果，推動(dòng)水利工程項(xiàng)目穩(wěn)定健康發(fā)展。