浅析水利工程防渗施工技术

王 昕

(安徽省淮南市潘集淮河河道管理局，安徽 淮南 232082)

1 水利工程经常发生渗漏的部位及原因

1.1 施工缝渗水

由于水利工程规模大、工期长，尤其是北方冬季需要停止施工，工期需要几年时间，因此必须分段施工。即将大面积分为比较容易施工的小面积，相邻施工段之间留设施工缝，在施工段完成之后再进行施工缝的填充。由于不同施工队伍的施工技术和操作人员素质有所差距，加之施工缝混凝土浇筑、养护温度、搅拌密实度与大体积混凝土施工相比难以掌握等原因，易产生大量蜂窝麻面，从而引起渗漏，因此施工缝的填充便成为水利工程防渗施工的薄弱环节。

1.2 变形缝渗水

庞大的水利工程建筑物应在容易发生变形的部位留置变形缝，变形缝用止水带封堵密实，若止水带固定不牢，水压过大时就会发生漏水。如果建筑材料质量差，易变质，或者混凝土振捣不密实、模板支设不牢固、或者水利建筑持续经受激流的冲刷，都会使结构发生较大变形，从而造成变形缝偏离原来的位置，出现较大孔洞。

1.3 穿墙管流水

一些特殊用途的水利工程建筑物需要安装水管和电管等，如果止水环焊接不严密，或者预留孔洞封堵不严密，就会使管道与主体之间存在缝隙，使用时会发生漏水。

1.4 大面积渗水

水工建筑中如果出现大面积渗水并且排水性能差的问题，其主要原因是施工质量不符合标准，混凝土结构存在大面积的蜂窝麻面或缝隙，多出现在地板结构位置。这样的水工建筑危害极大，几近作废，不能达到灌溉生产、防洪泄洪的目的，当出现击机械故障、自然灾害或者排水不畅时很可能被损。地板结构中存在垫层，当遭到连续暴雨或机械故障，亦或排水不畅时会导致基坑水位上涨，当涨到垫层之上时就会从存在大量缝隙的混凝土结构上发生大面积渗水。另外，有些水利工程为了加快施工进度，在混凝土浇筑时带水施工也会引发大面积渗水。

2 防渗施工技术

2.1 灌浆施工技术

（1）高压喷射灌浆技术。高压喷射灌浆施工技术就是在地基或岩层表面用工程钻孔机械钻到指定深度，然后利用高压泥浆泵加压喷射浆液，将钻杆顶部喷嘴附近的土体固化，加大土石的密实度，从而达到防渗目的。在浆液喷射时，由于土体被高压射流冲破，受到水泥浆液强烈的扰动和冲击力、切割力的作用，可填充喷嘴周围较大范围的土体，并迅速与土石搅混、掺和，向上抬起喷嘴时水泥浆就会凝固，形成更加牢固、密实的凝结体。所有的凝结体与地基牢固、稳定的凝结在一起，最后形成壁状的凝结体结构。此项技术从根本上改善了原渗漏土体的组成成分和结构，防渗效果非常理想。施工时应尽量精准地放线，标记所有钻孔的位置，再确认管内的喷射管、水管、水泥管和风管是否完备。根据待灌浆土体的差异及防渗需求确定喷射方式，包括旋喷、摆喷、定喷等。高压喷射灌浆技术的实施需要具备较多的设备和较高的地质条件，只用于粘性土或砂性土，压力不可过高，过高的压力会损毁土体周围的孔壁，使土体与水泥浆无法凝结；工程钻孔机械在使用时应注意提速不能过小，以免浪费水泥；亦不可漏喷或喷射不充分等现象，其设备广泛、原料繁多、省时省力省开支，是防渗技术中的首选。

（2）土坝坝体劈裂灌浆施工技术。土坝坝体劈裂灌浆技术是用于解决一些有过大变形、塌陷、裂缝等现象，或者是后部出现流土、管涌现象的坝体，造成这些现象的根本原因是筑坝时填土不密实。此项技术是沿着坝轴将坝体劈裂，然后根据坝体内部的应力分布规律确定出灌浆压力，灌入适合的水泥浆，水泥浆可以切断软弱层，堵塞裂缝和孔洞，最后与原来的劈裂结构形成连续而垂直的防渗帷幕，从而达到防渗目的。其中堤坝的土质、造孔的深度、泥墙的厚度都应符合设计标准，才能保证防渗帷幕的质量。灌浆方法一般选择劈裂式帷幕灌浆法，此方法在运用时应时刻注意坝体的情况。如果坝体的上游与下游之间是连续的裂缝，大面积漏水，则应当全线劈裂灌浆；如果是小范围渗水，则应当在渗水部位布置灌浆孔进行帷幕灌浆。土坝坝体劈裂灌浆技术除了防渗效果好，还具有调节坝体内部的应力，提高坝体变形稳定性，工期短，易就地取材和经济、实用等优点，是值得大力推广和广泛应用的防渗施工技术。

2.2 防渗墙施工技术

防渗墙施工技术因具有造价低、用工少、渗透系数小、墙体较薄、耐久性和整体性较好等优势而被广泛应用。它运用造槽机械按照规定的设计尺寸打造槽孔，同时在槽孔内注满浆液筑成连续墙体，下面是几种常用的防渗墙施工工艺技术。

（1）振动成墙技术。振动成墙的施工中受外界因素限制因素少，应用广泛。其原理比较简单，就是在振动锤大频率的振动的作用下将两块互为导板的插板压切振动到设计深度，然后用起重机拔出插板，向槽内灌入浆液，筑成连续的防渗墙。目前，此项工艺的最大成墙深度可达到17m，墙厚一般为15cm、18cm。

（2）塑性混凝土成墙技术。塑性混凝土成墙技术的基本原理是运用专用的钻孔机械，在已建成的坝体、地基、或者表面覆盖浅水层的地基上钻得槽孔，用泥浆加固坝体或地基的槽壁，以免发生坍塌。如果使用钢绳冲击钻钻具，在钻头捣碎顽固的岩石不断向下的同时，也可以起到压实槽孔壁的作用，就省去了采用泥浆加固槽壁的工序。同时用高压泵向槽孔底压入按一定比例调制的泥浆，当不断灌入槽中的泥浆把槽底的岩渣排挤到地面之后，再利用直升导管向槽内浇筑混凝土，由于导管内的混凝土与导管外的泥浆存在压力差，加之混凝土具有和易性与流动性，所以混凝土会填满泥浆，充满了泥浆的槽孔，经过养护后就可形成地下连续防渗墙。

（3）冲击成槽法成墙技术。运用冲击钻在土坝表面冲击出一排一定深度的孔洞，孔内注满一定浓度的泥浆来坚固槽壁，然后用导管将孔内泥渣排出，再将几个相邻的孔开通，连成一段槽，向槽内浇筑水下混凝土，形成第一段混凝土墙，然后进行第三段混凝土墙的施工，再进行位于一、三段墙之间的第二段混凝土墙，将三段墙连起来形成一堵连续的混凝土防渗墙，以此类推，可以形成大面积的防渗墙。此方法适用于大面积渗水的坝体，优点是工期短、设备简单、功效高、质量有保证。

（4）抓斗成槽法成墙技术。除了冲击钻，液压抓斗机的应用也很广泛，运用液压抓斗机在坝体上挖槽，将土抓到地面指定位置或者直接运走，反复此项作业，直至挖出指定深度、长度、宽度的槽，之后的施工与上面相同，依次浇筑泥浆、水下混凝土，形成分段混凝土墙，最后形成连续、完整的防渗墙。此方法用在砂层中时很容易引起槽底沉渣现象，当抓斗从水中提出土石方时，槽内的水位会迅速下降，泥浆的压力随之下降，导致四周的砂砾向槽底聚集，成为槽底沉渣。

3 结语

防渗施工技术的原理基本相同，在实际施工中工程师应根据不同的坝体条件、土质、水位、工期、成本等综合选择最适合的施工方法和施工机械进行防渗施工。同时，防渗施工质量决定于施工团队的整体作业能力及施工时的各项条件。还有许多针对特殊情况使用的防渗技术，由于本文篇幅有限，不再提及，只要我们在实践中不断探索和发现，一定能够达到更高的防渗效果，造福于人民。

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