探讨水利工程防渗处理施工技术

摘要：水利工程渗透病险不仅造成水利枢纽工程不能正常运行，不能充分发挥其效益，而且还严重威胁到下游人民生命财产的安全。本文主要探讨了水利工程防渗处理施工技术。

关键词：水利工程；防渗处理；施工技术

中图分类号：TU50文献标识码：A 文章编号：1006-2122（2015）02-0085-03

前 言

水是人类生产和生活必不可少的宝贵资源，但其自然存在的状态并不完全符合人类的需要。只有修建水利工程，才能控制水流，防止洪涝灾害，并进行水量的调节和分配，以满足人民生活和生产对水资源的需要。水利工程需要修建坝、堤、溢洪道、水闸、进水口、渠道、渡漕、筏道、鱼道等不同类型的水工建筑物，以实现其目标。水利工程由于经过多年的运行后，许多都不同程度存在坝体和坝基渗漏、渗透破坏等病险问题，这些属于水利行业的重点关注对象。这些工程的主要病险有：防洪标准偏低，达不到现行有关规范，标准要求；坝体、坝基多有渗漏、渗透破坏等；工程建筑物老化失修等。这些病险不仅造成水利枢纽工程不能正常运行，不能充分发挥其效益，而且还严重威胁到下游人民生命财产的安全，因此急需进行除险加固处理。病险水利枢纽工程最主要的病征是渗透问题，有地基渗透和坝体渗透。我们可根据不同的坝型、坝基和病因情况，采取不同的处理方法。在除险加固的同时坚固施工便捷高效、工程寿命长、成本低廉及水泥污染少等。

一、灌浆法

1.灌浆法作用原理

灌浆法主要是利用压力将固结的浆液在钻孔的作用下注入到岩石的空隙中或者是建筑物的裂隙中去，从而使施工物体的物理特性获得一定的改善，在作用的过程中，浆液要克服各种阻力而渗入提防的空隙中去，用于灌浆的材料主要有粘土浆、水泥粘土浆、水泥浆以及水泥—水玻璃浆等。所谓的水泥粘土浆是由水泥以及粘土这两种材料作为主干材料混合而成的，这种混合的灌浆材料，性能较好，互相补充缺点，成本低、流动性好、抗渗性好、结石率高，是堤坝防渗灌浆中广泛采用的材料。

2.灌浆法作用应注意的问题

第一，小口径钻孔问题。高压灌浆的施工大多采用小口孔径钻孔。小口径钻孔、孔口封闭以及孔内循环这些灌浆工艺具有和大口径钻孔同等的防身效果。而且小口孔径有显著的优点就是孔内浆液流速快、不容易产生孔内沉淀，并且浆液均匀，因而灌注效果较好，可以有效地避免灌浆事故性的终断。第二，吸水率以及吃浆量问题。在灌浆施工的过程中，通常首先先做简易压水试验，通过对灌浆前后的压水试验的结果进行对比和鉴定来检查和评定灌浆效果。其中，吸水率是判定基岩水性能的主要依据，吃浆量是指在灌浆过程中注入的水泥量，但是在实际施工过程中，不能用压水试验来代替灌浆试验。岩石的透水性以及岩石的可灌性影响着灌浆的成功率，在具体的施工过程中，先例工程设定的参数因为不同的自然条件以及地质条件的区别无法准确的定量。在施工过程中，常常遇到吸水量大而吃浆量小的情况，有时也会遇到吸水率小而吃浆量大的情况，这就需要在灌浆之前进行参数测定。

3.灌浆法的主要工艺

灌浆法主要包括土坝坝体劈裂灌浆、高压喷射灌浆、卵砾石层防渗帷幕灌浆以及控制性灌浆。土坝坝体劈裂式灌浆是运用坝体应力分布规律，利用灌浆压力将坝体沿着轴线的方向劈裂的同时进行合适的灌浆，从而形成连续的防渗泥墙，提高坝体的变形稳定性。高压喷射灌浆放渗是通过高压水泥浆液射流冲击去破坏被灌底层的结构，从而使水泥浆液与被灌地层土颗粒的混合，从而形成壁状地固结体来起到防渗作用，高压喷射灌浆有着设备简单、料源广、造价低、功效高的优点。卵砾石层防渗帷幕灌浆大多数采用粘土加水泥混合成的混合浆液进行灌注，常常采用套阀式灌浆、循环钻灌阀跟管灌浆、打管灌浆的方法。控制性灌浆是一种改进型的灌浆工艺，是对于传统灌浆工艺的继承以及调整，前提是保证质量以及效果，控制浆液压力以及流量，控制灌浆的范围。

二、防渗墙技术

1.施工工艺

混凝土防渗墙是一种垂直防渗技术，而目前已经成为粒状地层的主要采用的防渗技术，可以有效地控制墙厚，有着结合紧密以及安全可靠的特点，这项技术要根据现场的试验以及施工的实际的情况，施工工艺比较严格，顺序主要是：混凝土截水墙浇筑—混凝土面处理—测量放线—模板架立—两端过渡料填筑—沥青混凝土浇筑—拆模。

2.沥青混凝土防渗墙技术

第一，混凝土截水墙浇筑。该工艺用锯槽法成墙工艺，在先导孔之中，那么锯槽机的刀杆以一定的倾角做上下往复切割运动，一边向前移动。防渗墙参照一般的透水地基对于建筑物的基底的防渗性要求去确定水泥粉喷拌桩防渗墙设计渗透参数。第二，混凝土面处理。混凝土基础面与沥青混凝土防渗结合面有效地控制是工程的至关重要的一环。与沥青混凝土相接的混凝土防渗体面是采用人工凿毛配合高压水枪来理，从而将表面的浮浆、浮皮以及废渣全部处理干净，从而保障混凝土表面清洁干净，这就需要在干燥清洁的混凝土上刷涂两遍冷底子油，涂刷均匀。第三，测量放线。布设测量导线或者测量布测网去精确地施放防渗墙轴线的控制点，去测定防渗墙的轴线。先导孔采用地质回转钻机配合金钻头钻进套管固壁去钻取地质芯样，从而探明地层界线，准确的探明相对不透水层界线以及各地层地质的情况。第四，模板架立。模板采用钢板制作，在模板之间用U形卡固定连接，两侧预先平起填筑过渡料，在立模上为解决基础层热、软模板下沉的问题可采用垫钢筋的办法，以防止两侧过渡料回填压实时模板发生位移和变形的现象，从而确保沥青混凝土心墙的设计宽度。

3.防渗墙成墙工艺

防渗墙施工有多头深层搅拌水泥土、锯槽法、链斗法、薄型抓斗、射水法和倒挂井法等成墙工艺。第一，多头深层搅拌桩机一次多头钻井技术是把水泥浆喷入土体并且搅拌，从而使土体以及水泥浆液混合在一起。在施工过程中，多头深层搅拌桩机一次多头钻进，使水泥浆喷入土体并且搅拌，从而使土体以及水泥浆液混合后固结为水泥土桩，这个时候，桩与桩之间就形成了水泥土防渗墙。这种工艺在实施过程中，施工较为简便且没有泥浆的污染，造价较其他工艺低，防渗效果明显，投资经济有效，是目前较有发展前途的一种施工工艺。第二，链斗法成墙工艺。链斗法成墙工艺是主要是由链斗式开槽机排桩上的旋转链斗取土的同时，将斜放的排桩下放到成墙的深度，与此同时，开槽机前进，开挖沟槽，并其进行泥浆护壁。链斗式开槽机的开槽宽度为16到50厘米，深度可以达到10到15米，适用于粘土、砂土以及粒径小于槽厚的并且含量小于百分之三十的砂砾石地层。第三，薄型抓斗成墙工艺。薄型抓斗挖土开槽，采用泥浆护壁，从而形成浇筑塑性混凝土或者用自凝灰形成的薄壁防渗墙，在这项工艺中，最大的成墙深度可以达到四十米，适用于粘土、砂土以及卵石沙砾的含量以及粒径在一定范围的土层。工艺主要采用斗宽为零点三米的薄型抓斗挖土开槽，采用泥浆护壁，薄型防渗墙由浇筑性混凝土浇筑而成。第四，射水法成墙工艺。该工艺利用造孔机成型器内的喷嘴射出高速水流来切割土层，运行过程中成型器进行上下运动，切割修整孔壁，采用泥浆护壁的方法进行正循环或者反循环出渣的过程，从而形成槽孔，然后浇筑水下混凝土或者是塑性混凝土，从而形成了薄壁防渗墙。成墙的厚度垂直来讲可以达到0.22～0.45m，深度可以到达三十米，成墙的精度可以达到三百分之一，这项工艺主要适用于粘土、砂土以及粒径小于一百毫米的砂砾石地层中，射水法在重要的堤防的加固工程中，得到了较为广泛的利用，有着较好的社会经济效益。

参考文献：

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