关于水利工程施工中防渗技术的应用分析

宋健 蹇海霞 李汉林

摘 要：文章结合实际案例，分析了渗水现象产生的因素，从高压喷射灌浆施工、高喷防渗板墙的施工这两个方面，对水利工程施工过程中防渗漏技术的有效应用进行了探讨，希望能为类似工程提供一些借鉴。

关键词：水利工程 渗水类型 防渗技术

1.工程概况

某大坝土质均匀，在大坝基础部分发现有十分严重的侧漏现象。通过翻阅地质报告得知该大坝当初在施工过程中没有把基础清理干净，导致坝体与基础接触的地方发生上渗漏现象。在坝体与基础接触层之间有一层20cm厚的腐殖土，该腐殖土主要是由一些腐殖质、植物根系、砾石和砂石等杂质组成，因此该土层具有含水量大、强度低且呈流塑性的特点，是强透水层。在主河槽段，大坝基础处的砂岩表面风化程度较强，在筑坝时这些被破碎风化的砂岩没有被清除，也导致了层面和接触面渗水。由于在坝基的砂岩中会存在一些节理裂隙和层间泥化夹层，而水库中的蓄水就会通过这些裂隙流出，造成渗水。综上所述，这次的防渗处理范围包括坝基1～3层，采用高喷灌浆法。

2.渗水现象产生的因素

2.1结构变化

在整个水利工程建设的过程中，工程的主体以及施工的水平和质量在很大程度上取决于水利工程的施工结构。通常情况下，各种因素都会和水利工程的施工过程有着一定的联系，而且在某种程度上，整个施工都会受到这些因素的影响和牵制，特别是能对施工产生影响的各种不稳定的变化因素。

2.2外界因素

一般情况下，水利工程的建设和外界条件的各种因素都会存在比较大的联系，而且外界部分的因素会在很大程度上导致水利工程出现渗漏的现象，从而对水利工程整体的施工质量及后期的应用效果产生较大的影响。

3.防渗施工技术

3.1高压喷射灌浆施工

（1）主要工艺参数。文章涉及工程设计采用三管法摆喷方式进行喷灌。在施工过程中需要充分对防渗墙位置的地质情况进行调研，仔细研究相关技术和规范，通过生产性试验，最终确定高压喷射灌浆相关施工参数如下：孔距1.2m；水压35～40MPa；浆压0.8MPa；气压0.6～0.8MPa；浆液密度1.6g/cm3；砂砾层提升速度10cm/min；粘土层提升速度15cm/min；摆角15°；摆速（0.8～1.0）V次/min。

（2）施工设备及原理。通过对施工场地的地质条件进行调研发现，文章涉及工程适合采用单排三重管摆喷法进行施工，设置孔间距约为1.2m，施工过程涉及到钻进成孔和灌浆施工，钻进设备主要为SH-150钻机，同时配合使用小130钻具；高压喷射灌浆工作主要应用到的设备有ZJ-400型高速制浆机用以制备水泥浆，外加0500-4高喷台车进行喷射灌浆。另外还需要配合使用高压水泵、灌浆泵与电动空压机。高喷三重管用于水、气、浆的输送（见表1）。3种介质经过压强为75kW的高压泵，会产生压强强度约为35～40MPa的高压水喷射流，另外该喷射流周围环绕一定压强强度的气流，高压水喷射流和气流一同作用到土体上，带出土体中部分颗粒，一同喷入高压水泥浆，地层和大颗粒进行搅拌混合后形成凝结体，原有的地层结构和组成发生了很大程度的改变，地基的强度不仅能在这个过程中显著增强，还具备了较好的防渗作用。

（3）造孔。钻机就位后必须将其垫高并保证其处于平稳状态，然后凭借水平仪对钻机的周围进行检查，调成钻机处于水平状态后方可开孔，控制孔位偏差≤5cm。

（4）高压喷射灌浆法施工（见图1）。①高喷灌浆台车就位：调整高配台车的井口位置和孔口对应，调整高配台车处于水平状态，进行试喷，同时检查所有机械以及管路是否处于正常状态，各项指标满足相关要求后方可将喷杆下入；②机具冲洗：完成一个孔的喷射，需要将喷灌设备转移到下一个孔进行喷射，如果转移的时间

3.2高喷防渗板墙的施工

（1）主要工艺参数。高压喷射灌浆必须严格按照相关工艺参数进行施工，具体参数要求为：①高压水：记压力为p，控制p=38～40MPa；记排量为Q，控制Q=75L/min；②压缩空气：记压缩空气的压力为p，压力p=0.6～0.7MPa；记压缩空气的排量为Q，Q=70～90m3/h。③水泥浆液：记水泥浆液的压力为p，压力p=0.5MPa；记水泥降压的排量为Q，排量Q=80L/min；④提速：控制土层的提速鱼尾lOcm/min；控制砂卵石层的提速约为6cm/min；本工程一共需要水泥340kg/m2。

（2）管涌通道及大口井抽水通道的封堵。在施工过程中最为突出的问题就是怎样封堵通道，坝基中的通道主要有两种形式：①过去发生管涌时形成的通道；②长期抽水用于灌溉的通道。在施工过程中需要依据先堵后喷的施工原则，一旦发现孔口不冒浆，需立即进行提升工作，转为静压灌浆，直到孔口重新冒浆方可恢复高喷作业。

（3）高喷防渗板墙的施工。①检查喷水角度：喷浆前为了保证水、气管道、浆以及喷嘴处在通畅的状态，需要将水角度和沣浆管调整到设计值。②调浆：每班需作业4～5次，主要是严格控制浆液的比重，当浆液的相对密度误差>1%时，要停止喷射并调整水灰比。③破坏地层：高压泥浆泵喷射出的高速水流作用于喷射范围的土体时，巨大的压力使土体遭到破坏，反复作用加速了土体的碎裂。④升扬置换：高压使水束周围形成气幕，降低了水束的摩擦力，所以在实际施工过程中要适当增加喷射的切割长度。在喷射切割长度末端，水、气体、浆被以及颗粒组成的混合液呈现一种沸腾状态，这种状态有利于升扬时将地层中的小颗粒带出，使地层结构更加整合坚固。⑤注入浆液搅混：注入浆液时需沿着水、气射流切割掺搅范围，这样浆液挤压原地层会形成平整表面，有利于整个注浆过程。⑥渗透凝结：灌注浆液通过静压力渗透到喷射外围内的土体孔隙中，凝固后就形成了具有防渗作用的过渡层，过渡层性能及其形状则根据实际要求确定。通过上述方法满足防渗要求。

4.结束语

综上所述，在水利工程建设施工的过程中，防渗漏技术是整个施工的重难点，需要对水利工程中的防渗漏技术进行深入的研究，并推动其在更多工程中的应用，这样才能在最大程度上保证水利工程建设的安全和质量，并保證水利工程的经济和社会效益，真正意义上促进我国国民经济的稳步快速发展。

参考文献：

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[3]王鑫，王永生.水利工程施工的防渗技术的应用研究[J].珠江水运，2018（04）： 75-76.