浅析水利水电工程防渗处理施工技术

　　摘要：水利水电工程在我国经济发展及社会生产生活中扮演着重要角色，但是我国水利水电枢纽工程大都建设时间较早，并且年久失修，很多已经存在病险隐患了。本文列举并分析了当今主要的几种防渗处理技术，以解决其病险难题，保障水利水电工程正常发挥功效的同时，不会威胁到周边地区居民的生命与财产安全。
　　关键词：水利水电工程；防渗处理；施工技术
　　一、前言
　　我国的水利水电工程数目较多，并且坝型呈多样化，这些枢纽工程在我国发挥着举足轻重的减灾作用，此外，还对周边地区居民生活用水及农业生产活动提供着水源保障。这些水利水电工程由于历史原因已经运行多年，并且缺少相应的维护措施，致使其中不少工程存在着病险隐患，值得水利行业的重点关注与治理。水利水电工程中的主要病险体现为防洪标准较低，不符合现行的规范要求、坝基或坝体发生了渗漏或渗透、建筑物年久老化、缺少养护等。早期的病险不显著，倘若继续被忽视，不仅会导致水利水电枢纽工程无法发挥功效，而且一旦发生溃坝会威胁下游居民的生命及财产安全，所以除险加固的相关工作须要提上日程，因为问题已经迫在眉睫。
　　水利水电枢纽工程的病险特征主要表现为渗透问题，包括坝体渗透与地基渗透。在施工治理时要具体问题具体分析，结合坝基、坝型、病因等不同问题，采取有针对性的施工技术进行处理，做到有的放矢。目前最常采用的施工技术包括灌浆与防渗墙。
　　二、灌浆技术
　　在土石坝坝基或坝体的防渗处理技术中，灌浆方法主要包括用于均质土坝或宽心墙坝的坝体劈裂灌浆、高压喷射灌浆、坝基卵砾石层防渗帷幕灌浆及控制性灌浆等多种技术。
　　1、土坝坝体劈裂灌浆技术利用了坝体应力的分布规律，施以灌浆压力将坝体沿坝轴线方向来劈裂，借此灌注相应的泥浆，从而筑成铅直的防渗泥墙，防渗泥墙的连续性不仅堵住了裂缝或漏洞，而且将软弱层切断，将坝体的防渗力提升。此技术利用泥浆、湿陷等作用来重新分布坝体内部应力，增强了坝体的稳定性。针对有裂缝隐患的区域，匀称设置相似于固结灌浆的灌浆孔群，实施局部的灌浆；面对坝体质量较低，出现上下游的贯通性裂缝，可以实行全线的劈裂灌浆。据实际施工结果表明，土坝坝体劈裂灌浆技术可以提高坝体的密实程度，降低渗透系数，消除背水坡渗水等问题，卓有成效地减少了坝体的渗流量。
　　2、高压喷射灌浆技术利用高压喷射水泥浆液冲击及破坏被灌地层结构，促使水泥浆液混合于被灌地层之中，以筑成壁状固结体，从而产生防渗效用。按照被灌地层结构与防渗要求的不同，此技术包括摆喷、定喷与旋喷。高压喷射灌浆技术的优势为工作效率高、设备简单、料源普遍、成本较低、搭接防渗效果明显；其不足为有较高的地址条件要求、机具较多、操作不佳会出现漏喷问题。
　　3、卵砾石层防渗帷幕灌浆技术是选取粘土添加少量水泥进行混合后实施灌注的方法。卵砾石层灌浆技术因为缺少自立钻孔，所以需采取套阀式灌浆、打管灌浆、循环钻灌阀跟管灌浆等手段。此技术受地质条件制约，较难控制浆液的填充区域，为了实现高标准防渗，可以实行多排灌浆孔的方法。目前，此技术已经很少使用，只有在勘探时作为其补充手段，发挥出防渗效用。卵砾石层防渗帷幕灌浆的优点为使用少量泥浆解决集中渗漏问题。
　　4、控制性灌浆
　　控制性灌浆技术是一种改进型灌浆工艺，此技术通过对传统灌浆技术的调整，利用水泥浆液加外加剂后能调控浆液胶凝时间使浆液迅速失去流动性而固化的性能。控制性灌浆从控制水泥浆液胶凝时间的角度出发，综合应用灌入的浆液有流体变固体的工程受力特征，采用双液灌浆装置，使水泥与水玻璃在地层内混合凝固，达到解决灌浆串冒浆液的目的，而且还可以解决不易提高水泥灌浆压力和控制不抬动问题，实现地基加固效果好、工期短、成本低的目的。
　　三、防渗墙技术
　　防渗墙技术主要包括多头深层搅拌水泥土、链斗法、锯槽法、射水法、薄型抓斗等成墙工艺。
　　1、多头深层搅拌水泥土成墙工艺利用多头深层搅拌桩机的多头钻进，将水泥浆注入土中并实行搅拌，以水泥浆液和土体的混合固结形成水泥土桩，然后在桩间搭接水泥防渗墙。多头深层搅拌水泥土技术的优势是造价低廉、施工便捷、无泥浆污染、尤其适合在砂土、砂砾层、粘土和淤泥中施用。实际施工结果表明，多头深层搅拌水泥土防渗墙技术具有工艺成熟、效果明显、投资经济等一系列优势，保证了被施工项目的质量。
　　2、链斗法成墙工艺利用链斗式开槽机排桩上的旋转链来取土，接着将排桩斜置于成墙深度中，用开槽机挖掘沟槽，选用泥浆来护壁。链斗式开槽机开槽宽度在16至50公分，深度达到10至15米，此技术适用于砂土、粘土、含量低于30%且粒径小于槽厚的砂砾石地层。
　　3、锯槽法成墙工艺流程是在先导孔中，锯槽机的刀杆按照一定角度以适宜的速度前进并持续上下切割运动，被锯切割下的土体由循环排渣系统排到槽外，同时使用泥浆护壁。浇筑塑性混凝土做成20至30公分宽的防渗墙体。锯槽法技术的优势是工作效率高，连续成槽深、保证了墙体的连续性及深度，施工质量可靠，尤其适于砂土、粘土、卵石粒径低于10公分的砂砾石地层。此外，此技术可以选用固化灰浆或自凝灰浆来制作不同抗渗指标或强度的防渗墙。
　　4、射水法成墙工艺的主要设备包括混凝土搅拌机、造孔机与浇筑机，此技术的工艺流程为使用造孔机成型器内的喷嘴，喷射高速水流切割涂层，同时成型器上下切割运动修整孔壁，并使用泥浆护壁，通过正反循环系统排渣。待槽孔制成后，浇筑塑性混凝土或水下混凝土来筑成薄壁防渗墙。射水法技术主要用于砂土、粘土、粒径低于10公分的砂砾石地层。
　　5、薄型抓斗成墙工艺使用30公分宽的薄型抓斗进行挖土开槽，并使用泥浆护壁，浇筑塑性混凝土或自凝灰浆筑成的薄壁防渗墙的深度最大可至40米，此技术主要用于砂土、粘土、含有特定规格的砂砾或卵石土层。
　　四、新型工程材料——复合土工膜
　　复合土工膜是由土工织物、土工膜、土工织物三层构成的，具备了土工织物与土工膜的优势。复合土工膜具有质地较轻、柔韧性高、延伸性佳、耐老化、成本低、施工简易等诸多优点，作为一种理想型防渗材料，在水利水电工程、水库加固防渗、防洪堤防、隧道防渗工程等施工项目中常被推荐使用。
　　在选用土工膜时要结合工程的类型、作用水头、施工水平等，通常透明度较好的土工膜在双线热粘结构接缝中，便于肉眼检验其熔焊效果，而且利于查看膜下渗漏情况。在施工中要着重做好土工膜和岸坡防渗面板、大坝防渗体、锁边帷幕的连接，因为这是事关工程成败的重要环节，还要做好接头与接缝止水的密闭工作。在设计与施工土工膜的上垫层及保护层时，要避免人为或其他因素的破坏致使出现漏水问题，同时土工膜下面应设置合理的排水系统，以防低水位时发生水压顶托土工膜等问题。
　　在使用土工膜之前要了解其不足，并做好有关土工膜接缝质量检测的研究，在运行期间采取高效的监测手段以及时发现及解决渗漏情况，维护水利水电枢纽工程持续地稳定运行。
　　参考文献：
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