水利水电工程中防渗处理施工技术综述

刘先斌

(汉江河道管理局，湖北潜江433100)

随着我国水利工程规模的不断扩大，施工技术的不断发展，对于工程防渗技术有了更高的要求。我国水利水电枢纽工程数目众多、分布广泛。在防洪减灾和人们的生活中发挥着极其重要的作用。然而这些工程建的时间较长，都不免出现了各种各样的问题。这些问题的存在严重的影响了水利水电枢纽的正常运行，因此对防渗处理技术的探讨就显得尤为重要。

1 灌浆类型及特点

1.1 高压喷射灌浆

高压喷射灌浆是利用射流作用切割掺搅地层，改变原地层的结构和组成。同时灌入水泥浆或是混合浆形成凝结体，以达到加固地基和防渗的目的。

1.1.1 准备阶段

做好设计图纸会审、检查设备率定、测量放线和检测原材料这几个环节，在施工前要仔细检查图纸的完整性，看它是否符合施工要求;要对控制点的位置进行测量，知道准确为止。要保证压力表和比重称的准确性，定期送去检查;抽样检测水泥和外加剂的质保资料，看是否完整。

1.1.2 施工阶段

主要控制钻孔、喷射灌浆两大环节。控制内容有:钻孔孔位与设计放样孔位的误差≤5 cm，要用木桩将钻机固定。或是采用加长粗径钻具来改进。保证孔斜率≤1%(孔深＜30 m)。钻孔孔深不得应超过设计墙底深度的30 mm。同时，应该采取部分高喷孔作为先导孔，钻进记录要完整，不得擅自终孔。下喷射管前，应该将喷射管下放到设计的深度，为了保证防渗墙的质量，喷射管的喷嘴不能丝毫的偏斜喷射方向。为了避免下管时喷嘴堵塞，可以在下管时采用低压送水，或是临时用塑料布来防护。在喷射灌浆的过程当中，当出现压力极不稳定时、孔口回浆异常、孔内严重漏浆等现象时，必须及时的查明原因并解决。在施工的过程当中，要把高喷灌浆的各项参数和浆液材料的用量准确的记录下来，高喷灌浆结束后，要进行孔口静压注浆，也就是用浓浆回灌，以防止空口浆面下降。还要及时冲洗管路，防止留下超重残渣，堵塞下一个喷射孔。

1.1.3 施工注意事项

在进行高压喷射灌浆前要仔细的检查管路系统和高压设备。设备的压力和排量必须要满足设计的要求。管路系统要很好的密封，喷射的管体应该有很好的刚度。喷嘴和管体内要清理干净。在喷射灌浆的过程中，防止出现冒浆的情况，以便更好的了解地层情况。一旦出现冒浆，要及时清除沉淀的泥渣，在进行旋喷时，可以用冒浆来补灌已经施工过的桩孔。为了提高凝结体的密实度，可以提高喷射压力或是降低回转速度。还可以采用复喷的方法。在进行高压喷射灌浆时要控制好它的提升速度。速度没控制好会影响到防渗墙的质量和浆液用量。提升速度过快易产生空洞，提升速度过慢易造成浪费，因此，应在实验后再确定提升的参数。

在高压喷射灌浆的过程中，如果出现灌浆压力突降或是骤增、孔口返浆密度异常等情况，应及时处理。在高压灌浆结束后，浆液出现吸水、沉淀和凝固收缩的现象，需要用浆液来回灌填补。

1.1.4 完工验收阶段

在完工验收阶段。对高压喷射灌浆的检验内容是:灌浆材料、浆液和各道工序的质量进行检验，具体的有以下几点:

主要是通过开挖、围井实验来对高压喷射灌浆的质量进行抽检。开挖项目有:量测桩、板墙的形状和均匀性;通过围井取得渗透系数值来检查抗渗性。物理学性的检查项目有取样或是钻孔取芯的密度和抗剪强度。检查项目可以结合具体的情况来定。检测的位置应设置在地质复杂、漏浆严重的部位检查竣工资料主要是看它是否完整，准确和规范。渗透系数值的计算应采用达西定律，可以利用围井开挖部分进行注水或是抽水实验。也可以在中心部位钻孔，下入过滤管，在管内进行注水或是抽水实验。

高喷板整体效果可通过观测和对比测压管与上游水位来检查。也可通过观测渗流量状况或是测定排水量来检查整体防渗效果。

采用围井方法检测时，如果地下水位较浅，就应该使注水水头高于围井顶部。而且要封闭围井顶部。

1.2 土坝坝体劈裂灌浆

土坝坝体劈裂灌浆也是一种重要的灌浆类型。它的灌浆原理是运用应力分布规律通过给灌浆施压来将坝体劈裂，在缝隙里灌入适量的泥浆，形成连续的防渗泥墙，从而达到堵塞空隙、提高坝体稳定性的目的。在对裂缝进行局部灌浆时，应该分布一些灌浆孔群，有些施工质量差的工程甚至会出现连续的裂缝，对于这种类型的裂缝，可以采用全线的劈裂灌浆来补救。我国广东省某水库就是采用的坝体疲累灌浆技术来解决坝体的渗漏问题，实践证明，灌浆后的坝体密度提高了，渗透系数也降低了，坝体渗流量减少了70%以上。

2 防渗墙类型及特点

防渗墙是指使用专用的机具钻凿圆孔或是开挖槽孔，在孔内浇灌混防渗材料或安装预制混凝土构件形成连续的地下墙体。也可用各类桩体形成防渗墙。防渗墙一般要求墙体厚度小，渗透系数低、柔性好、耐久性好及单位面积造价低。防渗墙施工的方法有很多中，其中包括:多头深层搅拌水泥土、链斗法、剧槽法、薄型抓斗、射水法和倒挂井法等施工等。下面对各种墙工艺的具体施工原理和优缺点进行详述。

2.1 多头深层搅拌水泥土成墙工艺

多头深层搅拌机一次多头钻进，把水泥浆喷入土体并搅拌，使土体与水泥浆液混合固结成一组水泥土桩，把各桩搭接起来形成水泥土防渗墙。目前最大的成墙深度为22 m，水泥土渗透系数＜10 cm/s，抗压强度＞0.3MPa。它的优点是施工简便、无泥浆污染、造价低，主要适用与黏土、砂土、淤泥和砂砾层。实践证明，多头深层搅拌水泥土防渗墙防渗效果明显，在地下防渗工程中质量可靠，投资最经济有效，具有良好的发展前景。

2.2 链斗法成墙工艺

链斗法成墙工艺主要是由链斗式开槽机排桩上的旋转链斗取土的同时，在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，并对其进行泥浆护壁。链斗式开槽机的开槽宽度为16～50 cm，深度可以达到10～15 m，主要适用于黏土、砂土以及粒径小于槽厚的并且含量＜30%的砂砾石地层。

2.3 锯槽法成墙工艺

在先导孔中，锯槽机的刀杆以一定的倾角做着上下往复的切割运动和向前的切割运动，切割速度视地层状况来定。一般的速度为0.8～1.5 m/h，在由排渣系统来被切割的土体以反循环和正循环的方式排出槽外。并用泥浆把墙壁及时的保护起来。然后将浇筑塑性混凝土做成宽度为0.2～0.3 m的防渗墙体。锯槽机的构成较为复杂，它是由行走底盘、刀杆及支架加压系统、动力及传动系统、排渣系统、电气控制系统和起重设施系统六大部分组成。传动方式分机械和液压。最大开槽宽度为0.2～0.5 m，深度达40 m。该工艺的优点是可连续成槽、效率高、质量有保障、墙体连续性强且墙深、有固化灰浆和自凝灰浆2种不同的灌浆方式可以满足不同的防渗要求等。

2.4 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是采用自凝灰形成的薄壁防渗墙。在这项工艺当中，最大的成墙深度可达到40 m，主要适用于黏土、砂土以及卵石沙砾的含量以及粒径在一定范围内的土层。

2.5 射水法成墙工艺

射水法成墙工艺所需要的主要设备是:凿孔机、浇筑机和混凝土搅拌机。它的施工流程是:先利用高速水流来切割土层，高速水流由凿孔机成型器内的喷嘴射出。这是成型器不断的做着上下运动，这个过程就是完成切割修整孔壁的过程。同时要采用泥浆护壁，出渣方式分正循环和反循环。然后再浇筑塑形混凝土或是水下混凝土就可以形成薄壁防渗墙。墙最厚可达到0.22～0.45 m，最深可达30 m左右，成墙垂直精度非常高，达到了1/300。该工艺的优点是:可产生良好的社会经济效益。在水利工程中被广泛的运用。特别是在1998年的洪灾后，射水法在国内重要的堤防加固中发挥着重要的作用。

3 复合土工膜的防渗

复合土工膜由土工织物、土工膜、土工织物三层组成，是一种新的工程材料。它集土工织物和土工膜的优点于一身。复合土工膜是用聚乙烯或是聚氯乙烯的增改性热合而成。复合土工膜具有质轻、延伸性能好、变形模量大，耐老化，防渗性能好，施工简单，造价低等优点，是一种理想的防渗材料。可以为施工单位赢得良好的社会效益和经济效益。鉴于以上的优点，复合土工膜得到了水利水电工程、隧道工程防渗、防洪堤防的广泛运用。通过实际经验，笔者列出了在使用复合土工膜时应该注意的5个问题:

1)应该合理的选用土工膜的种类和材料力学性能以及膜的色彩、透明度等，可以通过检测接缝质量，根据工程的施工水平和重要性来选择。透明度好的土工膜用肉眼就可以检查采用双线热黏结构的接缝的熔焊效果。同时也更方便观察膜下渗漏水的情况。

2)应该在土工膜与岸坡防渗面板、锁边帷幕以及大坝防渗体之间采用合适的接缝方式，接缝的好坏直接影响到工程的成败。要紧紧的封闭接头和接缝止水的地方，确保土工膜与岸坡岩石或是混凝土面板连接可靠。

3)应该精心设计土工膜的上垫层和保护层，并且采用有效的施工措施做好防护措施，避免受到破坏而导致产生漏水现象。

4)土工膜应该设置合理的排水系统，可避免水位较低时，土工膜被反向水压力顶住产生不良后果。

5)应该有意识的加强研究土工膜的不足和接缝质量检测方法，完善在运行期间的渗漏检测手段。要及时的发现并掌握哪个地方渗漏和渗漏了多少，并根据不同的现象制定出相应的对策。

4 总结

综上所述，水利水电枢纽工程的防渗处理施工技术可以采用多种不同的方法，我们可以根据不同的工程特点来采用适合的防渗方法。高压喷射灌浆技术具有开挖量小、设备简单、占地面积小。灌浆功效高、造价低等优点，在实际的工程防渗处理中运用的较为广泛。

［1］李彩红.水利水电防渗处理施工技术应用的探析［J］.河南水利与南水北调，2010(8):154－155.

［2］徐剑.探讨水利工程防渗处理施工技术［J］.中国新技术新产品，2011(5):36.

［3］王海军.浅谈水利工程的防渗处理施工［J］.黑龙江科技信息，2011(6):238.