水利水電工程防滲施工技術淺論

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【摘要】水利水電工程的建設不僅可以滿足供電需求，給國家?guī)砭薮蟮慕洕蜕鐣б?，還能提升水資源的利用效率，滿足節(jié)能環(huán)保的要求。在水利水電工程建設過程中，滲水是比較常見且影響較大的一項問題，如果沒有采取有效的防滲措施，工程質量將受到影響，進而出現(xiàn)各類安全隱患。因此，必須根據(jù)水利水電工程的實際情況，采取合理的防滲施工技術，文章就此進行了相關的闡述和分析。

【關鍵詞】水利水電工程；防滲；施工技術

水利水電工程的建設可以促進社會的發(fā)展和進步，不僅可以帶來巨大的經濟效益，還能帶來良好的社會效益和環(huán)境效益，可以改善自然生態(tài)。人們越來越重視水資源的利用和水利水電工程的建設，隨著水利水電建設腳步的加快，環(huán)境受到的影響逐漸增多。在新時代背景下，應該堅持可持續(xù)發(fā)展的原則，堅持節(jié)水節(jié)電等建設理念。為了提升水利水電工程的質量和建設效益，必須做好防滲施工，全面提升堤壩工程的防滲性能。從而減少水資源的浪費，也能保障工程建設和運營的安全。

1水利水電工程中出現(xiàn)滲漏的原因

1.1管道

在水利水電工程建設過程中，要保障工程建設的質量，就必須做好防滲施工。在各種滲漏問題中，管道滲水是比較常見的一種滲漏問題。一些管道在長時間使用后，會受到腐蝕、沖刷，進而出現(xiàn)老化、損壞的情況，影響管道密封性，導致管道滲漏，尤其是管道連接的部位，最容易出現(xiàn)滲漏問題［1］。造成該部位出現(xiàn)滲漏問題的原因有兩方面:一方面，在焊接施工時，沒有嚴格按照技術規(guī)范、施工要求進行施工，造成焊接質量低下，無法保障管道的密封性和耐久性;另一方面，管道中長期有水流動，經過長時間的侵蝕、沖刷，管道會被腐蝕，進而生銹，影響管道密度，最終出現(xiàn)滲水的情況。

1.2原材料

水利水電工程的施工環(huán)節(jié)較多，涉及很多工藝步驟，需要使用的施工材料數(shù)量和種類也比較多。施工材料是構成工程的基礎，所以材料的質量會直接影響工程的質量。如果在水利水電工程中采用劣質材料或材料的規(guī)格不符合施工要求，則很容易出現(xiàn)滲漏問題。例如，施工中使用低質量水泥，則水泥會快速硬化，造成強度較低，不符合標準要求?；蛘咴谒嗷炷潦┕ぶ?，混凝土的配比設計不合理，造成混凝土質量低下，也很容易出現(xiàn)滲漏問題。鋼筋也是重要的施工材料之一，如果沒有做好鋼筋的防腐處理，很容易出現(xiàn)氧化、銹蝕等情況，進而導致鋼筋性能下降，影響結構穩(wěn)定。

1.3施工縫

水利水電工程的規(guī)模較大，需要較長的施工周期，而且投入的資金也比較多。在實際施工過程中，通常會根據(jù)施工順序、施工要求將工程劃分為多個單元，然后按照設計規(guī)范進行施工，確保各個環(huán)節(jié)可以順利落實和相互銜接，從而在規(guī)定周期內完成施工。在各個施工環(huán)節(jié)銜接的過程中，需要設置大量的施工縫。經過長期施工，施工縫會受到內部或外部因素的影響，如果沒有經過有效的處理，很容易出現(xiàn)橫向或縱向裂縫，進而導致工程滲漏。

2現(xiàn)有的水利水電工程防滲技術及應用范圍

2．1現(xiàn)有防滲技術

在水利水電工程建設或運行過程中，可能會出現(xiàn)各種各樣的病害問題，根據(jù)病害的種類、特點，可以采用不同的防滲加固技術。通常，在水利水電工程防滲施工中，要堅持“上堵下排”的原則。所謂“上堵”就是在上游盡可能不使用水滲入型堤壩體或堤壩基，對此類堤壩進行嚴格的控制;所謂“下排”就是將深入到堤壩的水由下游排出，但不能將堤壩中的土粒帶走，不會對堤壩的形態(tài)、強度造成影響。根據(jù)加固機理、位置的差異，防滲技術可以分為三類，分別是:前水平防滲技術、垂直截滲技術、減壓排滲技術。前水平防滲技術通常以水平鋪蓋的方式為主，將透水性較低的材料鋪蓋在堤壩上，通過防水材料的覆蓋來降低沖積層的滲透坡降，使其在沖積層可滲透的范圍內，確保地基滲透效果的穩(wěn)定性［2］。采用該防滲技術就要將水庫防控，長期蓄水之后，水庫中會有大量淤積，會增加該技術的應用難度。所以，該技術方法的應用并不廣泛，常用的防水材料為復合土工膜或弱透水黏性土。垂直防滲的主要原理就是將透水通道切斷，從而對滲流量進行控制。通常，采用置換、填充等方式對區(qū)域進行加固，形成用于防滲的帷幕或防滲墻，具有截流阻水的效果。在工程施工的過程中，垂直防滲技術的應用比較廣泛，該技術的應用效果明顯，且不需要防控水庫，技術比較簡便，發(fā)展出多種類的垂直防滲技術，在各類工程中得到廣泛應用。常用的垂直防滲技術包括劈裂、帷幕灌漿技術、沖抓套井黏土回填防滲墻技術、混凝土防滲墻技術等。減壓排滲技術就是修筑減壓排滲設施，將上游滲水排放出去，從而使浸潤線和壩基水頭降低。主要包括貼坡排水層、棱體排水層等形式。

2．2技術應用范圍

從上述內容可以看出，水平防滲技術的應用難度較大，需要將水庫放空，不僅耗時耗力，且防滲效果也并不是十分理想，所以應用并不廣泛;減壓排滲技術通過修建設施的方式進行防滲，在工程建設的過程中就要將減壓排滲設施修好，這會增加工程建設的成本，所以應用也不是十分廣泛;最常用的防滲技術為垂直防滲技術［3］。以混凝土防滲墻來說，不僅施工比較簡單，而且防滲效果較好，所以廣泛應用在各類工程之中。該防滲技術適用于各類復雜的地質條件，墻的兩端連接在岸坡或基巖上，根據(jù)要求將底部嵌入在基巖之中，具有明顯的防滲效果。與其他技術相比，該防滲施工的效率較低，需要較高成本，所以應該綜合分析多項要素選用。射水造孔澆筑混凝土防滲墻技術利用高速射流噴射出槽孔，而不是采用鉆機鉆孔的施工方式，可以促進施工效率的提升，同時也可以控制施工成本。但該技術的應用會受到一定的局限，普遍在均質土砂地基中應用。高壓噴射灌漿技術在下地基覆蓋層、接觸帶等位置使用，具有較強的實用性和良好的防滲效果，即使面對大塊徑、堆石體等地質，也可以采用該防滲墻技術。不同于混凝土防滲墻，該技術不需要挖孔，也可以保障建設深度，降低了地基加固成本，也減少了很多施工環(huán)節(jié)，可以提升施工效率。所以，在實際施工中，該技術方法的應用比較廣泛。每種防滲技術的適用范圍不同，以鋸槽法建混凝土防滲墻來說，普遍在黏土、砂土、粉質黏土地質中應用，成墻厚度在150mm～400mm之間，成墻深度不超過20m;抓斗成墻法建混凝土防滲墻適用于任何地層，具有較大的施工深度，成墻厚度在300mm～400mm之間，成墻深度不超過40m;高壓噴射灌漿技術通常在黏土、淤泥質土、砂土等地質中應用，成墻厚度在200mm～600mm之間，成墻深度不超過75m。除此之外，還有很多防滲技術，適用范圍各不相同，需要根據(jù)實際施工需求和地質條件進行選擇，從經濟效益、施工工期、防滲效果等多個方面綜合分析，選擇性價比最高的防滲技術。

3水利水電工程防滲加固的新技術

3.1振動沉模技術

振動沉模技術通常在小型水庫防滲施工中應用，采用振動樁設備進行施工，配合模板成墻工藝，具有一定的防滲效果。該技術構成的振動體系質量較高、速度較快，產生的沖擊動量比較大。在實際作業(yè)中，體系向豎向產生往復振動，使空腹鋼模板可以快速沉入地層之中，然后在空腹之中灌漿，在振動的同時拔模，槽孔中的漿液會形成單塊板墻，連接這些板墻就可以形成連續(xù)防滲板墻帷幕，具有防滲的效果［4］。該施工技術可以在砂土、淤泥質土、黏性土等地質中應用，成墻深度約為20m，厚度約為200mm。該技術在堤壩基礎建設中應用，具有明顯的應用優(yōu)勢:①該技術建造的防滲墻具有垂直性、連續(xù)性的特點，墻面沒有接縫、斷板、開叉等缺陷，完整性較好，所以防滲效果也比較好，而且板墻厚度較小，墻體抗?jié)B坡降比較大，所以較薄的墻體可以更好地進行防滲，而且更容易保障厚度的均勻性;②墻體具有較強的抗壓能力，抗?jié)B坡降也比較高，各項物理學指標都符合標準要求，可以滿足工程防滲的需求，該防滲墻具有較高的施工效率，采用施工機械，單機每臺造墻面積約為100m2;③板墻成本較低，雖然難以沉入卵石含量較大的地層之中，也不適合應用在基巖、大塊石的地址之中，成墻深度要控制在20m以內，但綜合性能較高，可以較好地滿足防滲施工要求，所以應用比較廣泛，對該技術的研究也十分深入。

3.2往復式高壓噴射灌漿技術

往復式高壓噴射灌漿技術主要利用高壓噴射灌漿技術，采用攪拌樁設備，結合高壓噴射的原理，將高壓噴射嘴安裝在鉆噴一體機上。在由上至下鉆進施工的過程中，可以利用高壓液體旋噴的方式擾動地層，鉆噴到設計深度之后，將噴嘴提升，然后依舊采用自上而下的噴射方式，二次噴射高壓液體或高壓氣體，從而簡稱防滲帷幕，具有一定的防滲效果［5］。與傳統(tǒng)的噴射灌漿技術相比，該技術的應用優(yōu)勢更加明顯:一方面，該技術簡化了施工環(huán)節(jié)，采用往復式高噴臺，不僅可以完成鉆孔施工，也可以同時進行高噴灌漿，具有一機兩用的效果，同時完成兩道工序，避免了兩臺設備共同施工造成相互干擾的問題，節(jié)省了很多施工時間。防滲效果也有了明顯的提升，相較于常規(guī)的高噴技術，該技術增加了噴射次數(shù)，使高噴效果更加明顯。而且在鉆井的過程中，一次旋噴與二次擺噴相互重疊，第一次旋噴可以加強噴嘴周圍的薄弱墻體，為后續(xù)施工奠定技術。另一方面，該技術適用于更加廣泛的地層中。鉆孔、噴漿可以一次完成，不會出現(xiàn)常規(guī)高噴中出現(xiàn)的地層成孔問題，技術在砂礫石、淤泥等地層中施工，也具有較好的施工效果。而且相較于常規(guī)施工技術，該技術的造價成本較低，工效較高。可以采用鉆噴一體機完成鉆進、高噴灌漿兩道工序，避免工序之間的交叉干擾，所以可以促進施工效率的提升［6］。但該技術也存在一定的應用問題，如果在密度較高，同時厚度在15m以上的漂卵石層、塊石層中施工，則很難造孔。該技術可以在護坡、水庫等水利水電工程中應用，在構建錘石防滲墻T程、路基加固、基坑止水等防滲施工中都有較高的應用效果。主要在砂性土、砂礫石層等地質中應用，防滲加固的效果較為明顯，深度可以超過45m。

3．3水泥土防滲墻技術

水泥土防滲墻通常在平原湖區(qū)域的工程防滲、加固施工中應用，近幾年廣泛應用在各類水利水電工程中，具有較好的防滲效果。采用灌漿設備進行施工，結合深層攪拌樁成墻技術。在施工的過程中，采用攪拌樁施工設備鉆入地層，在鉆進的同時噴水泥漿，將其與土壤混合，構成防滲墻體，連接各個防滲墻體，構成連續(xù)防滲板墻帷幕。該技術可以在粉土、粘性土、砂土等地層中應用，成墻深度約為20m，厚度約為300cm。在水利水電工程建設的過程中應用該防滲施工技術，可以保障工程防滲效果，其具有以下應用優(yōu)勢:第一，該防滲板墻具有垂直連續(xù)的特點，沒有接縫且比較平整，防滲效果較好。同時墻板比較薄，抗?jié)B坡降較大，所以可以更好地進行防滲，而且建造厚度均勻。各項物理力學指標都符合要求沒包括抗壓強度、滲透系數(shù)等等。第二，施工效率比較高，單機每臺班可以建造600m2的墻體。鉆進、噴漿和攪拌都可以采用同一個設備完成，避免出現(xiàn)交叉作業(yè)干擾的情況，在鉆進的過程中完成一次旋噴，可以提升二次旋噴的效率，從而整體施工效率得到提升。第三，工程造價較低，相較于復式高噴、常規(guī)高噴，該技術可以更進一步降低工程施工的成本。但是，該施工技術也有一定的應用缺陷，即難以在高密度、高厚度(15m以上)的漂卵石、塊石地層中施工造孔。由于設備會占據(jù)較大空間，所以對空中的高壓線、光纜線等線路有很大的設置要求，如果線路較多，則會影響設備的使用和正常施工。

4結語

綜上所述，在水利水電工程建設的過程中，加強防滲施工尤為重要。根據(jù)工程建設的實際情況采取合理的防滲技術，綜合考慮施工條件、施工要求、施工成本等多項要素，確保防滲施工技術的有效性?？梢圆捎谜駝映聊＜夹g、往復式高壓噴射灌漿技術、水泥土防滲墻技術，具體根據(jù)需求進行選擇。

參考文獻

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［6］何瑞江．水利工程堤防防滲施工技術研究［J］．治淮，2019(03):38－39．

作者:王東林 單位:中國安能集團第三工程局有限公司成都分公司