張華升

(新疆伊犁河流域開發(fā)建設(shè)管理局，烏魯木齊 830000)

水利工程防滲處理施工技術(shù)綜述

張華升

(新疆伊犁河流域開發(fā)建設(shè)管理局，烏魯木齊 830000)

水體間的水頭差形成了水流，水流過程中必須對水體周邊形成滲透壓力，而水體接能的周邊土壤和巖層壩具滲透性。因此，水利工程設(shè)計中都必須做好防滲處理。特別是對運行已久的水工程。要做好維修保養(yǎng)，尤其是做好防滲處理。水利工程設(shè)施的相關(guān)防滲處理工作已越來越成為擺在水利工程建設(shè)者及工程管理部門面前的一項重要課題。

水利工程;防滲施工;鉆乳灌漿成墻;振動成墻;膨脹漿塞法成灌漿

0 引言

中小型的水利水電樞紐工程在我國數(shù)量多，分布廣，且壩型也較為豐富多樣。目前，這些工程設(shè)施仍然在農(nóng)村農(nóng)田灌溉、減災(zāi)防洪、人民生產(chǎn)生活等各個方面發(fā)揮著重要作用。追溯這些工程設(shè)施的建設(shè)時期，可謂歷史久遠(yuǎn)，其中的大多都是在特殊歷史時期下建造的，經(jīng)過了這許多年的不斷使用，很多設(shè)施都或多或少地存在并發(fā)現(xiàn)了一些不同程度的病害問題。主要表現(xiàn)為：水壩的基礎(chǔ)及主體工程出現(xiàn)了滲漏甚至滲透破壞現(xiàn)象等;當(dāng)年在建造時參考的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)明顯滯后偏低，達(dá)不到現(xiàn)行規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)的要求;工程建筑物失修老化。上述病害的大量存在，很大程度上導(dǎo)致水利水電樞紐工程無法正常運行，其效益也得不能充分發(fā)揮，并且還將會對下游的人民群眾生命財產(chǎn)安全夠成嚴(yán)重威脅，急需對其進(jìn)行加固除害處理。

1 地下連續(xù)薄防滲墻技術(shù)

近年來，由于在水利工程防滲處理方面的防滲效果可靠，地下連續(xù)薄防滲墻技術(shù)得到越來越廣泛的應(yīng)用。該防滲技術(shù)主要適用于堤身(小型壩)和基礎(chǔ)的垂直防滲，有時也被應(yīng)用于壩體防滲心墻及土石壩防滲加固方面。在歷經(jīng)了多年的工程實踐及不斷探索之后，我國在堤防地下連續(xù)薄防滲墻施工技術(shù)方面取得了顯著發(fā)展和進(jìn)步。地下連續(xù)薄防滲墻技術(shù)與傳統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)設(shè)備比較，其主要優(yōu)勢在于該技術(shù)在造墻的效率方面有了顯著提高，墻的厚度減少，而成墻的質(zhì)量有了很大程度的提高。下面重點對地下連續(xù)薄防滲墻的常見的幾種施工方法及相關(guān)設(shè)備進(jìn)行介紹。

1.1 鉆孔灌漿成墻技術(shù)

該成墻技術(shù)的基本工作原理是通過機(jī)械成孔后，向所成的孔內(nèi)灌注漿液，并強(qiáng)力攪拌成墻。所用的設(shè)備比較常見的主要有兩種：其中一種為小直徑多頭深層攪拌一次成墻樁機(jī)，主要是由專用導(dǎo)架、六頭鉆桿、液壓步履行走底盤以及連鎖器等夠成，使用該設(shè)備成墻效率很高，最大成墻深度可達(dá)22m之多。另一種常用的成墻設(shè)備為多頭雙動力深層攪拌樁機(jī)，主要是由液壓步履行走底盤、成墻器、三桿六頭攪拌鉆頭及專用導(dǎo)架等部件構(gòu)成，該成墻設(shè)備采用雙動力驅(qū)動，最大成墻深度可達(dá)21 m，并且還具有鉆桿中心距可調(diào)、鉆孔多級調(diào)速、垂直精度控制方式先進(jìn)、三管分別計量灌漿、對環(huán)境影響很小等諸多的優(yōu)點。

1.2 液壓抓斗混凝土超薄防滲墻技術(shù)

一般地，采用該技術(shù)成墻厚度大約25～30 cm，施工中用到的設(shè)備為CH—6O型、CH—80型的液壓抓斗，均為國外生產(chǎn)。最大施工成槽深度可超過70m。因為墻體的厚度僅為通常所見的常規(guī)混凝土防滲墻厚度的1/3～1/2，通常施工條件下可以直接采用液壓抓斗挖鑿成槽，整個施工過程的機(jī)械化程度及工作效率都有很大程度的提升。通過采用該技術(shù)組織施工還可以節(jié)約大量的混凝土及其他相關(guān)工程材料，施工成本大幅度降低。同時，所成墻體在連續(xù)性及垂直度方面也能得到更好保障，防滲工程效果完全能夠滿足預(yù)期的設(shè)計要求，真正意義上充分體現(xiàn)出了混凝土防滲墻在防滲性能、工程造價、施工周期以及效用發(fā)揮等方面的獨特優(yōu)勢。

1.3 振動成墻法

該施工方法的基本工作原理是通過機(jī)械振動的方式將模具沉入地下設(shè)計深度處，隨后拔模成槽，再向所成槽中灌注漿液漿成墻。工程成墻施工中常見的有如下3種設(shè)備：

1)高頻振錘薄壁板墻設(shè)備：主要是由主機(jī)、液壓振動錘、動力站、配有底靴的H鋼梁及工作導(dǎo)架組成。成墻最大深度為27 m，液壓振動方式沉模。本帶具有履帶，行走定位相對比較方便，成墻厚度較小、勞動組合相對合理。

2)振動沉模板墻設(shè)備：由底盤(機(jī)械步履式)、模板、震錘、樁架等部件構(gòu)成。通過機(jī)械振動的方式，把雙模板交替強(qiáng)制壓入地下設(shè)計深度處，隨后強(qiáng)力拔出成槽，并向槽內(nèi)灌注漿體形成墻體，成墻最大深度可達(dá)17 m。

3)振動插板成墻設(shè)備：由起重機(jī)(通用履帶式)、插板、震錘等部件構(gòu)成。通過機(jī)械振動的方式，把兩塊插板(互為導(dǎo)板)強(qiáng)制交替壓切入地下設(shè)計深度處，成墻最大深度一般可達(dá)17 m，成墻厚度一般分為15 cm和18 cm兩種規(guī)格。

上面所述的3種施工設(shè)備主要適用于砂性土、淤泥質(zhì)土、黏土及含礫石的砂礫石土層地下連續(xù)薄防滲墻的工程施工中。由于振動類的成墻施工設(shè)備在工程施工中會產(chǎn)生很大的振動，一般在使用時其適用范圍有所限制，通常用于基礎(chǔ)及小型壩堤的垂直防滲施工。

2 膨脹漿塞法灌漿工藝及施工

工程實踐中在對防洪大壩出現(xiàn)的橫縫進(jìn)行堵漏時，主要是依靠漿塞膨脹法施工工藝，使用該方法堵漏時漿液填充飽滿，施工效果較好。

2.1 膨脹漿塞法灌漿工藝

在工程施工中的膨脹漿塞的形成是依靠灌漿實現(xiàn)的，主要工序：機(jī)械成孔—壓水洗孔—灌注漿體—并漿—封孔。工程中成孔時一般選用4DJ—100型的鉆機(jī)，成孔后的開口、終孔直徑分別為105 mm、91 mm，所成孔的底部要深入基巖1.5 m左右深度，孔深一般在52 m左右。采用膨脹漿塞法進(jìn)行灌漿時，由于使用的灌注材料絕大部分都是遇水就反應(yīng)，浸水就膨脹，所以在對其進(jìn)行灌注時應(yīng)區(qū)別于水泥的灌注模式，最好是采用一次灌漿法最為適合。然而，通常的化學(xué)灌漿一次注漿方式對于50多米的充水深孔，若不排出水，其內(nèi)包水量太大，漿柱往往很難密實，唯有將水排出才可保證漿液充添飽滿。筆者經(jīng)過認(rèn)真研究和試驗，最終確定了“以漿趕水、以水壓漿”的施工方案。結(jié)合實測資料，復(fù)合料的比重為1：2(比水重)，施工中可將射漿管深插至孔的底部，使孔底溢出漿體，以漿體趕水上溢。為確保灌漿中形成的漿柱的密實度以及不自由發(fā)泡，就要保證不能讓水自由溢流，實際操作中一般需在孔口予以限制，實現(xiàn)以水壓漿。

2.2 膨脹漿塞法灌漿施工工藝中的具體操作舉措

1)全孔注漿時間的控制：在進(jìn)漿過程中應(yīng)力求快速，要盡量趕在漿液還未固化之前就把全孔灌滿，實現(xiàn)以漿趕水的目標(biāo)，一般地，全孔總注漿應(yīng)控制在10 min。結(jié)合施工中鉆孔孔徑及設(shè)計孔深等因素，確定40～50 L/min的進(jìn)漿流速。具體施工中可改造CB—46型齒輪泵，選用功率為3.0 kW的二級電動機(jī)進(jìn)行驅(qū)動來提升進(jìn)漿速度，此外要用高壓氧取代壓縮空氣(含水汽)作為動力源，以壓力灌漿罐做備用，進(jìn)而保證灌漿的連續(xù)性。

2)采用雙層管法灌漿：內(nèi)管應(yīng)深入到孔的底部，下端還應(yīng)設(shè)置逆止裝置，以避免孔內(nèi)的水進(jìn)入到管內(nèi)使得漿體在射漿管內(nèi)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。外管一般選用直徑90 mm的排水管，上部接上壓力表和控制閥，隨時控制著回水(漿)壓力。外管要深入到鉆孔500 mm左右位置，上部纏上線麻并采用水泥水玻璃等將孔口封堵密實。

3 結(jié)語

作為專業(yè)性很強(qiáng)的一種技術(shù)手段，水利工程的防滲處理一般都要求技術(shù)人員應(yīng)該更為全面地掌握專業(yè)技術(shù)，要在工程實踐中吃苦耐勞，忘我奉獻(xiàn)。因水利工程的投入一般都很大，且直接涉及周圍臨近區(qū)域的人民群眾的生命財產(chǎn)安全，加之山水結(jié)構(gòu)復(fù)雜、地形地貌特殊等情況，一定程度上給水利工程的建造及防滲處理帶來了莫大的困難。這就要求我們水利工作者務(wù)必要在工程建設(shè)工程中深入一線，搞好調(diào)查研究，全面客觀地掌握當(dāng)?shù)氐耐临|(zhì)結(jié)構(gòu)、地貌特征等其相關(guān)情況，選用適合的施工工藝組織施工，堵漏防滲，除險加固，全面搞好水利工程設(shè)施的有關(guān)防滲處理工作，保證水利工程設(shè)施質(zhì)量，使其在人類生產(chǎn)生活中發(fā)揮應(yīng)有作用。

［1］朱方麗.水利工程防滲處理施工技術(shù)探討［J］.中國科技博覽，2010(32)：459.

［2］黃華.水利工程防滲技術(shù)與應(yīng)用［J］.中國科技博覽，2010(24)：255.

［3］劉值云.水利工程建設(shè)施工技術(shù)的探討［J］.中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2010(4)：126-127.

TV52

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1007-7596(2012)03-0119-02

2011-12-21

張華升(1976-)，男，新疆烏魯木齊人，工程師。