水利建筑工程防滲技術應用

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摘要：滲漏問題是影響水利建筑工程質(zhì)量的主要因素。合理運用防滲技術，解決滲漏問題，是保障水利建筑工程質(zhì)量的重要手段。根據(jù)水利建筑工程滲漏的原因，施以針對性的防滲技術，切實保證了水利建筑工程的施工質(zhì)量。

關鍵詞：水利建筑工程；防滲技術；復合土工膜；帷幕灌漿

0引言

水利建筑工程能夠起到調(diào)節(jié)水資源的作用，實現(xiàn)水資源的合理分配，對于防洪抗旱以及提升水資源利用率等具有十分重要的意義。但在水利建筑工程建設和使用過程中，往往會出現(xiàn)一定的病害，導致滲漏問題發(fā)生，影響工程質(zhì)量。因此，在水利建筑工程施工中，應合理應用防滲技術，從根源上杜絕滲漏事故的發(fā)生。

1水利建筑工程滲漏的原因分析

首先，在水利建筑工程施工中，未能嚴格按照國家相關防水標準進行施工，導致施工質(zhì)量不過關。其次，受成本控制因素的制約，所選用的施工材料質(zhì)量不符合標準要求，為工程質(zhì)量埋下隱患，再加之后期的維護不到位，使得隱患逐漸暴露出來，最終造成嚴重的滲漏。其三，受施工技術的影響，水利建筑工程的結構發(fā)生變形，進而形成裂縫，不僅會引發(fā)水利建筑工程大面積滲水，而且還容易導致工程結構整體坍塌，造成巨大的經(jīng)濟損失和嚴重的安全事故。

2水利建筑工程中防滲技術的應用

2.1高壓噴射灌漿防滲技術

該技術需要借助壓力設備噴射漿液，利用漿液的沖擊作用，對土體進行切割和攪拌，在沖切過程中，水、土顆粒、氣體以及漿液能夠充分攪拌，最終形成夾氣混合液，在升揚夾帶作用下，將部分土顆粒帶出地面，剩余的土顆粒與漿液和水充分混合凝固，最終形成強度更高的防滲板墻，起到防滲和加固的作用[1-2]。（1）在實際的施工過程中，需要結合噴射介質(zhì)，合理選擇噴射方法，單管和雙管法比較適用于淤泥地質(zhì)層，而三管法則廣泛地應用在地層復雜的情況下，如土質(zhì)較硬，并且土層中大粒徑固體物較多等。以三管法為例，該方法由三管分別輸送水、氣和漿液，漿液主要以水加黏土漿或者水泥漿為主，漿液密度為1.6~1.8g/cm3；水借助高壓水泵輸送，壓力為25~50MPa，利用高壓水形成的負壓，將漿液直接帶入溝槽。三管法的優(yōu)勢主要在于所應用水為清水，因此可以借助高壓水泵輸送，并且不會對機械造成磨損。相較于單管法和雙管法，三管法所形成的凝結體更大，因此施工效率更高，防滲效果更佳。（2）高壓噴射灌漿技術的應用范圍比較廣泛，既可以應用于土壩壩基防滲，也可以用來修復混凝土裂縫。除此之外，該技術在臨時圍堰工程建設以及松散地層防滲等施工中，均可發(fā)揮重要作用。高壓噴射灌漿技術在淤泥、砂類土、黃土以及黏性土等地層中的應用效果都比較理想，在沙礫卵石層中也可以應用該技術進行防滲處理，但是，如果土層中的礫卵石直徑過大，則會影響技術的應用效果。針對含有大粒徑物體的土層，在施工中需要增加噴射壓力，同時采用大角度擺噴或者旋噴的方式進行施工，這樣可以由下至上形成砂漿池，而存在于土層中的大粒徑物體便會在砂漿池中沉淀，成為防滲板墻中的骨料，進一步提升防滲板墻的強度。如果施工中不僅需要提升水利建筑工程的防滲能力，同時還要起到加固效果，則可以采用擺噴、旋噴和定噴相結合的方法進行施工，最終形成振板式凝結體，既能起到有效的防滲作用，同時也能對地基起到加固作用[3]。

2.2壩體劈裂灌漿加固技術

在該技術的應用過程中，需要沿著壩體軸線來布置灌漿孔，借助高壓漿液將壩體沿壩軸線劈開，然后灌注漿液，漿液凝結后，便可以形成連續(xù)的防滲帷幕，起到封堵滲漏通道的作用[4]。應用壩體劈裂灌漿加固技術，首先要按照圖紙要求合理布置灌漿孔，在鉆孔過程中，要確保鉆孔垂直，鉆孔的深度以超出滲漏位置2m為最佳深度。在鉆孔過程中，為了對鉆孔起到加固作用，避免出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象，需要邊鉆孔邊安裝護壁管，尤其要注重鉆孔口的加固，以免在高壓漿液的作用下，造成鉆孔口周圍地表出現(xiàn)裂縫，這種情況會導致灌漿壓力傳遞到土體，進而產(chǎn)生劈裂，既會造成灌漿壓力的損失，同時也會嚴重影響劈裂效果，最終影響技術的作用效果，因此，要高度重視護壁管的安裝。在完成護壁管安裝施工后，需要插入注漿管，然后將注漿管與導漿管進行連接，做好密封工作，同時安裝流量表以及壓力表，以便為注漿檢測奠定基礎。在完成上述工序后，便可以注漿，注漿之初，需要適當增加注漿壓力，以便保障土體內(nèi)部先劈裂，并隨壓力傳遞裂縫擴散，使?jié){液能夠?qū)⒘芽p灌滿。

2.3混凝土防滲墻技術

該技術需要在松散透水地基中鑿槽孔，然后在槽孔中插入導管，并澆筑混凝土，借助混凝土擠出泥漿，隨著混凝土的凝固，便可以在透水地基中形成一道防滲墻。混凝土防滲墻不僅自身具有較強的擋水作用，而且還能與構筑物防滲體相連接，防滲效果十分顯著，而且還有助于提升水利建筑工程的穩(wěn)定性與安全性。該技術最主要的環(huán)節(jié)是造孔作業(yè)，造孔作業(yè)不僅會對技術的應用效果產(chǎn)生重要影響，而且工程量占總施工量的60%左右，因此，要確保造孔質(zhì)量。此外，還要做好連接縫的處理，這是影響混凝土防滲墻防水性能的關鍵，也是技術應用的難點。應用該技術時，還需要將泥漿與混凝土隔開，才能保證混凝土防滲墻的質(zhì)量。任何一個施工環(huán)節(jié)出現(xiàn)紕漏，都會為混凝土防滲墻埋下隱患，甚至直接引發(fā)滲漏；而且該技術多應用在地下施工中，施工難度高，質(zhì)量問題難以被發(fā)現(xiàn)，這些都需要在施工中給予高度的關注。

2.4攪拌樁防滲墻技術

該技術需要借助水泥等膠凝材料作為固化劑使用。首先利用樁基鉆桿鉆孔，然后借助高壓設備將膠凝材料制成的漿液沿著鉆孔注入，對鉆孔周圍土體起到破壞、切合和攪拌作用，在膠凝材料的作用下，凝結成圓柱樁體，通過多個樁體之間的連接，最終形成防滲墻。該技術盡管技術含量低，但防滲效果好，在水利建筑工程施工中，得到廣泛應用。

2.5復合土工膜防滲技術

該技術是指在土工織物表面，膠接一層聚合物薄膜，形成有效的防滲材料，起到防滲作用。由于土工膜具有較強的防滲性能，并且自身比較柔軟，在應用時會將水壓傳遞至支撐土工膜的構筑物，因此對構筑物的強度有著較高的要求。如果構筑物強度不足，在水壓的作用下發(fā)生變形，土工膜也會隨之發(fā)生位移，影響其防滲效果。如果在壩體中間設置土工膜，如果壩體發(fā)生豎向沉降，土工膜也會隨之發(fā)生豎向沉降，因此發(fā)生位移的概率相對較小，不會影響其防滲作用的發(fā)揮。如果壩體出現(xiàn)水平位移，則土工膜可以借助自身的抗拉性能來抑制壩體的水平位移。由此可見，應用復合土工膜防滲技術，不僅能夠有效防滲，而且還可以抑制水利建筑工程的水平位移。該技術的應用，關鍵在于合理選用土工膜，所選用的土工膜需要具備較強的防滲性能和良好的均勻性，通常會采用橡膠制品或者塑料制品，壓制橡膠制品的應用最為廣泛。除此之外，還要注意控制土工膜的厚度，通常情況下，厚度應大于0.25mm，需要結合水壓力的大小進行合理計算，實際選用時，厚度還應大于計算結果，以提升土工膜的安全系數(shù)。土工膜延伸性強、防滲效果好、耐腐蝕、使用壽命長，而且該技術成本投入少，施工簡單，可以在有效提升水利建筑工程防滲效果的同時，更好地保障施工效率。但是，該技術也存在一定的不足，比如復合土工膜屬于柔性材料，容易遭受尖物刺穿，抗曬能力差，因此，在應用復合土工膜防滲技術時，需要鋪設保護層，并將土工膜填埋在土體或者壩體之中，不能出現(xiàn)外漏的情況。填埋用土應經(jīng)過篩分，確保顆粒較細，如果應用碎石回填，則應選用礫石，以免造成土工膜被刺穿。除此之外，在施工中會涉及土工膜的搭接問題，通常情況下，會采用膠或者熱粘的方式進行搭接，要確保搭接處的密封性。同時在使用前要對土工膜進行全面檢查，破損處需要進行粘貼修補。復合土工膜防滲技術比較適用于岸坡、心墻以及上游壩面的防滲施工，但不適用于壩基以及面板堆石壩等。

2.6沖抓套井回填黏土防滲墻技術

沖抓套井回填黏土防滲墻技術也是水利建筑工程施工中重要的防滲技術之一，該技術首先要在滲漏區(qū)內(nèi)沿壩體軸線鉆孔，鉆孔可以采用雙排布孔或者單排布孔的方式，需要結合具體的防滲要求確定。孔徑控制在110~120cm范圍內(nèi)，鉆孔完成后，應用黏土進行回填并進行分層夯實，形成黏土柱體，壩體中的黏土柱體相連，進而形成黏土防滲墻，起到阻斷滲流通道的作用。沖抓套井回填黏土防滲墻技術，屬于樁柱式防滲墻，該技術防滲效果理想、技術成熟、施工方便，所需施工設備簡單、工程量小，最主要的是黏土可以就地取材，因此成本低廉，這些優(yōu)勢的存在，使得該技術得到了比較廣泛的應用[5-6]。但是，該技術也存在一定的不足，如造孔大，并且所需的黏土量相對較多。在空心墻壩體防滲施工中，該技術具有較強的適用性，但對壩高有較高的要求，通常僅能在30m以下才能應用，這些都會限制沖抓套井回填黏土防滲墻技術的應用范圍。

2.7帷幕灌漿技術

2.7.1灌漿的種類。帷幕灌漿技術所采用的灌漿種類具有多樣化的特點，有控制性灌漿、高壓噴射灌漿和借助卵礫石層防滲帷幕灌漿等形式。以控制性灌漿為例，這種形式屬于新型灌漿工藝，是在傳統(tǒng)灌漿工藝基礎上發(fā)展而來的，通過控制灌漿壓力的方式，來調(diào)整灌漿流量。借助控制灌漿形式，不僅能夠更好地控制灌漿的范圍，而且還有助于節(jié)省材料成本，因此優(yōu)勢十分顯著。2.7.2灌漿帷幕。灌漿帷幕，是指借助泥漿所構成的阻水型帷幕，帷幕的頂端與水泥地面相連，或直接與大壩滲漏管相連，而底面則直接延展至不透水的地層，這樣帷幕便能夠徹底切斷漏水管道，發(fā)揮高效的防滲功能。在灌漿帷幕設計過程中，首先要根據(jù)具體的壩高，制定明確的防滲標準。但是，在具體執(zhí)行過程中，防滲標準并不是固定不變的，有的水利工程具有較強的特殊性，需要適當提升防滲標準，確定防滲標準應秉持因地制宜的原則。在設計過程中，要結合基巖狀況來確定灌漿孔排數(shù)，參考壩高情況來確定采用一排孔或者多排孔，還要注意帷幕的厚度，通常情況下，如果采用一排孔，則帷幕的厚度應控制為孔距的70%~80%，如果采用多排孔，則帷幕的厚度計算，應將兩邊排之間距離加上邊排孔孔距的60%~70%。同時還要科學設計灌漿孔的距離，這對其應用效果及應用成本有較大影響。通常情況下，灌漿孔間距是憑借經(jīng)驗結合現(xiàn)場試驗的方式確定，目前尚未形成能夠準確計算灌漿孔間距的方法。這是因為影響灌漿充填范圍的因素較多，如施工工藝、地質(zhì)狀況、灌漿壓力等，因此難以形成統(tǒng)一規(guī)范的標準。為了保證灌漿孔間距的科學性，通常需要進行現(xiàn)場試驗，然后結合帷幕成型效果來確定灌漿孔間距。2.7.3灌漿材料。常見的灌漿材料主要有水泥漿材和化學漿材，要綜合考慮灌漿材料的性能、特點、施工技術要求以及經(jīng)濟性等來進行選擇。如水泥漿材，其特點在于取材方便，成本低，并且固體狀態(tài)下強度高，耐久性強，但是水泥漿材難以注入到細小裂縫之中，很大程度上限制了它的應用范圍。相較于水泥漿材而言，化學漿材的可注性更強，但是強度不高，造價更高，并且具有一定的污染性，這些都會影響到化學漿材的應用。2.7.4帷幕灌漿。帷幕灌漿施工前應進行灌漿試驗，結合試驗結果,確定相關參數(shù)、灌漿壓力以及灌漿方法等。灌漿過程中，注入率和延續(xù)灌注時間滿足規(guī)范要求，便可以結束灌漿。施工完成后要對帷幕質(zhì)量進行檢查，確保帷幕質(zhì)量符合標準要求。

3結束語

對水利工程建筑來講，防滲施工技術非常重要，是關乎水利工程建筑質(zhì)量、功能的最主要因素，所以在水利建筑工程施工中，應根據(jù)不同的施工要求，科學合理地使用防滲技術，切實保證水利建筑工程施工的質(zhì)量。

作者:靳喜剛 呂婷婷 單位:甘肅省平?jīng)鰴C電工程學校 甘肅省靜寧縣威戎鎮(zhèn)人民政府