水利工程施工中的防渗技术

摘　要：随着我国水利工程的不断发展与进步，水利工程防渗工作越来越受到重视，本文将对水利工程防渗处理的施工技术等问题进行分析与阐述，每种防渗方法都有自身的优势和缺陷。因此，在进行水利工程的防渗处理中，应结合实际情况，采取相应的防渗措施，不断创新防渗施工工艺，提高防渗施工水平。

关键词：水利工程；防渗；除险加固
随着国民经济的发展，我国的水利工程建设取得了良好的发展，为国家经济建设发挥了巨大的作用，作出了不可磨灭的贡献。特别是在防洪抗旱、农田灌溉、生活用水、工业用水等方面，发挥了极其重要的作用。在水利工程的防渗施工中，应根据问题的实际情况，采取相应的方法。在水利工程中，最常用的防渗处理方法就是两种：灌浆处理和防渗墙。
1.水利工程防渗处理的必要性
　　水是人类生产和人们生活必不可少的自然资源，用途广泛，极其宝贵。水利工程是基于对水的调节和分配而修建的。修建和完善水利工程，才能科学地控制水流，防止洪涝灾害，更好地满足人民生产生活对水资源的广泛需要。水利工程的防渗处理是一项专业性很强的技术手段，需要水利工程技术人员全面掌握专业技术，在工作中能吃苦耐劳，有忘我的奉献精神。由于水利工程都需要做较大的投入，而且牵涉到群众的安全，加上地形地貌特殊、山水结构复杂，给水利工程的修建和防渗工作带来了很大困难。这就需要水利工作者必须深入一线，做深入细致的调查、分析和研究，全面掌握地貌特征、土质结构和相关情况，在保证经济、安全、实用的前提下，选择和采用合适的工艺技术组织施工，除险加固。防渗堵漏，全力做好水利工程的防渗处理工作，确保水利工程的修建质量，使其在人类文明生产和人们日常生活中发挥应有的作用。
2.水利工程防渗墙的类型及其特点
2.1锯槽法成墙工艺
　　在先导孔中，锯槽机的刀杆以—定的倾角一边作上下往复切割运动。—边以0.8—15m/h的速度（根据地层状况）向前移动开槽；被锯切割下来的土体可由反循环或正循环方式的排渣系统排出槽外，并采用泥浆护壁。浇筑塑性混凝土，形成宽度为0.2—0.3m的防渗墙体。锯槽机由行走底盘、动力及传动系统、刀杆及支架加压系统、排渣系统、起重设施及电气控制系统组成；传动方式有机械式与液压式二种。以不同规格的刀杆进行组合，开槽宽度可达0.2—0.5m、深度达到40m。锯槽法的优点是连续成槽、工效高、墙体连续、质量好，并且成墙深，适应于粘土、砂土和卵石粒径小于100mm的砂砾石地层；还可以采用自凝灰浆、固化灰浆形成不同强度和抗渗指标的防渗墙。
　　2.2多头深层搅拌水泥土成墙工艺
　　多头深层搅拌成墙技术即是多头深层搅拌桩机一次多头钻进，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，桩与桩搭接形成水泥土防渗墙，目前最大成墙深度为22m，水泥土渗透系数<10cm/s，抗压强度>0.3MPa。多头深层搅拌成墙技术的优点在于施工简便、无泥浆污染、造价较低，适用于粘土、砂土、淤泥和砂砾层（砂砾直径小于5cm）。从许多水利工程应用这种多头深层搅拌成墙技术效果得知，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、最有效，具有一定发展前景。
　　2.3链斗法成墙工艺
　　链斗法成墙技术即是由链斗式开槽机排桩上的旋转链斗取土，同时将斜放的排桩下放到成墙深度，开槽机前进开挖沟槽，并采用泥浆护壁，其浇筑混凝土方法类似锯槽法。链斗式开槽机的开槽宽度为16 － 50cm，深度可达10 － 15m。适应于粘土、砂土和粒径小于槽厚的、含量小于30％的砂砾石地层。
　　2.4薄型抓斗成墙工艺
　　薄型抓斗成墙技术即是：采用斗宽为0.3m的薄型抓斗挖土开槽，泥浆护壁，浇筑塑性混凝土或用自凝灰浆形成薄壁防渗墙，最大成墙深度可达40m。适用于粘土、砂土及卵石和砂砾的含量与粒径在—定范围内的土层。
3.水利工程施工中灌浆类型及其特点
　　水利工程建设的灌浆方法关系于防渗透程度质量因素，把握好防渗处理的灌浆方法极其重要。土石坝坝体、坝基防渗处理中灌浆方法主要有均质土坝及宽心墙坝的坝体劈裂灌浆、高压喷射灌浆、坝基卵砾石层防渗帷幕灌浆等。
　　3.1士坝坝体劈裂灌浆
　　土坝坝体劈裂式灌浆是运用坝体应力分布规律，用一定的灌浆压力，将坝体沿坝轴线方向劈裂，同时灌注合适的泥浆。形成铅直连续的防渗泥墙，从而堵塞漏洞、裂缝或切断软弱层，提高坝体的防渗能力，并通过浆、坝互压和湿陷，使坝体内部应力重分布，提高坝体变形稳定性。针对裂缝的局部灌浆，在可能有裂缝的区域，均匀布置类似固结灌浆的灌浆孔群；对坝体施工质量差，甚至出现上下游贯通的横缝，一般应做全线的劈裂灌浆。用土坝坝体劈裂灌浆技术来解决土坝坝体的渗漏问题，结果表明灌浆后坝体密实度得到提高，渗透系数降低，背水坡湿润渗水现象消失，坝体渗流量减少70％以上。
　　3.2高压喷射灌浆
　　高压喷射灌浆防渗是借助于高压水泥浆液射流冲击破坏被灌地层结构，使水泥浆液与被灌地层土颗粒掺混，形成壁状固结体而起防渗作用。根据被灌地层结构和防渗要求不同，又分为定喷、摆喷和旋喷。高压喷射灌浆防渗处理的优点是：设备简单、工效高、料源广、造价低，搭接防渗的效果好。缺点是：机具较多、对地质条件的要求较高，控制不好易在较大（>200mm）颗粒背后形成漏喷现象。
　　高压喷射灌浆是一种采用高压水或高压浆液形成高速喷射流束，从而能够切割、破碎土地后以水泥基质冲填其中，形成板桩凝结体，从而达到提高地籍承载能力或者防渗能力的技术。
　　准备阶段：灌浆前先准备好高压喷射灌浆的必备的施工机具，例如，高压泵、注浆管、流量计、喷嘴、空气压缩机等。同时需要准备施工原料。高压喷射灌浆的主要原材料为纯水泥，该水泥要求强度至少为32.5的新鲜无结块的普通水泥。喷灌时水灰比一般为1：1。
　　施工阶段：正式施工前先做好场地平整工作，做好钻机定位、排水沟的开挖等工作。然后是钻孔。钻孔定位后，利用特种钻杆在设计孔位钻孔利用原浆固壁至设计高程，设计孔位与实施孔位的偏差应小于5厘米。接着是在地面上进水、气试喷后下管至设计深度，调整喷射轴线方向呈折线型（折线的轴线与高喷灌浆钻孔的轴线的夹角为15度）。高压喷射灌浆前的准备，主要是为了确保水泥浆充分搅拌和控制好浆液比重、水灰比等。高 压喷射灌浆，需要严格按照施工技术规范来操作，用施工技术参数来控制灌浆质量。高压喷射灌浆结束后，须拔出套管。喷射完毕后，由于水泥浆固结收缩，出现孔口下沉，对已喷孔进行静压灌浆，直到浆面不下沉为止。以上工作完成之后，就可以开始进行下一孔的施工。
　　应注意问题：在高压喷射灌浆需要注意以下问题：第一，高压喷射注浆作业开始前，应选择地质条件具有代表性的段区，并按室内试验选定的配合比进行高压喷射注浆的工艺试验，已选定布孔方式、孔距、排距和孔深以及喷射流量、压力、旋转速度和提升速度等工艺参数。第二，钻孔过程中，在漏水量的地段，在喷射灌浆之前，先回填有及配的砾石、砂、粘土，使该地层的大孔隙减少后，在灌浆注浆稳定性浆液后再进行喷射。第三，喷射中断。在喷射过程中，因故中断，中断时间超过30分钟，准确记录中断位置，复喷时，浆喷杆下中断处以下30一50厘米复喷搭接，如喷杆下不到位，必须采取扫孔，再进行喷射的措施。喷射过程中，发现喷嘴被堵等现象时，立即取出喷具处理畅通后，将喷具插入已喷段内30一50以上进行重新喷射。第四，遇浆耗量大，孔口不返浆或返浆浓度偏低的孔，可采取下述措施进行处理：先静喷及加浓浆液，直至孔口返浆正常才开始旋转（摆动）与提升喷具。或者上下反复喷射，或在浆液中加入适量的速凝剂，缩短固结时间，使浆液在一定地层范围内凝固，同时增大主浆量直至正常为止。若冒浆过大，采取提高喷射压力，加快提升速度，同时对冒出地面的浆液进行过滤，沉淀除去杂质，再予以回收利用。
　　3.3卵砾石层防渗帷幕灌浆
　　卵砾石层的防渗帷幕灌浆大都采用粘土为主加少量水泥的混合浆液进行灌注，不同于在岩石中灌浆。卵砾石层灌浆难以形成自立的钻孔，故常采用套阀式灌浆、循环钻灌阀跟管灌浆、打管灌浆的方法。因受地质条件的限制，不能有效控制浆液的填充范围，为达到相对较高的防渗标准，常需采用三排以上的灌浆孔。随着防渗墙技术的日益成熟，目前较少采用该方法，仅用于当灌浆作为补充勘探的手段，同时兼顾防渗处理，可以更加准确地针对发生集中渗漏的地点，通过少量的灌浆使问题得到解决的情况下。
　　3.4控制性灌浆
　　控制性灌浆是近年来提出的一种改进型灌浆工艺，是对传统灌浆工艺的一种调整，通过控制浆液压力和流量，在保证质量和效果的前提下，有效控制灌浆范围，节约时间和投资。 本文链接：http://www.qk112.com/lwfw/sklw/slgc/250284.html