论文部分内容阅读
摘要：随着水利工程的发展，对其工程的施工技术也提出了更高的要求，因此，在工程施工中一定要做好施工技术工作，保证水利工程的顺利实施。本文结合多年的实践探经验，具体阐述了水利工程中防渗施工技术的应用，为同行共勉。
关键词：水利工程；防渗；施工技术；应用
中图分类号：TV543；文献标识码：A ；文章编号 ：
在当今小型的水利工程的不断增加下，小型水库几乎普遍应用于所有地区，坝型的构造各有不同，在防洪减灾方面起到了不可比拟的作用。而且一定程度上确保了人民生活用水、农业灌溉生产、工业生产用水等使水资源的供给方面。然而虽然工程的建立时间有所提高，渗透破坏的现象却时有发生。从防洪抢险方面的实践中可以看出，水利工程的顺利进展遭到渗透破坏的严重阻碍，因此，在一定程度上，全面分析水利工程的防渗技术势在必行。
在水利工程防渗施工过程中要始终谨记：防堵结合，刚柔结合，因地制宜，综合治理的原则,同时结合施工现场的实际情况, 选择相对应的施工方法以及合适的材料,最终达到治漏与防水的目的。下面本文就对该技术做具体的分析：
一、水利工程出现安全事故的原因
与其他建筑物相比，水利工程在建设中不但要求稳定性、抗震性等方面的性能达标，还要特别注意基础部分的防渗问题。水利工程建设中，如果出现渗漏问题不但会造成经济上的巨大损失，还有可能导致工程项目在使用中出现严重的安全隐患。综合分析国内外水利工程建设的相关资料，笔者认为导致水利工程出现严重安全事故的原因主要表现在两个方面：
1、建筑或地基的自身强度出现问题；
2、地基部分的防渗施工技术应用不当，导致其防渗性能明显下降。
通常情况下，在水利工程项目的设计阶段，就要制定科学、合理的防渗技术方案，并且严格约束各施工环节的具体工艺和技术要求，对于建筑材料的性能、质量也提出了较高的要求。如果在某一施工项目中出现技术失误，必将导致水利工程的整体防渗性能低于设计标准，从而留下了较大的安全隐患。
二、水利工程中防渗施工技术的应用
1.灌浆处理方法
(1)灌浆孔钻孔施工
(a)孔斜率要求。 灌浆孔一般要求为直孔,孔壁须直且均匀。 而当各孔间孔距较小时应特别注意测斜工作。(b)钻孔顺序。 无论是固结灌浆孔还是帷幕灌浆孔都应采取逐步加密的施工顺序,即先进行第一序施工,再第二、 第三按顺序进行施工。 这样前一序孔可以用后序孔作为检查孔。 最后对灌注孔进行压水测试,若吸水率达到有关规定要求的则可将后序孔的灌注工作省去。
(2)灌浆方法
目前,我国采用较多的灌注方法主要有卵砾石层防渗帷幕灌浆、 高压喷射灌浆、坝体劈裂灌浆及控制性灌浆。
(a)坝基卵砾石层防渗帷幕灌浆。随着防渗墙技术的日益成熟,目前很多水利工程防渗施工中较少采用坝基卵砾石层防渗帷幕灌浆的方法。 其灌注浆液主要是粘土,另外再加少量水泥混合搅拌。因卵砾石层防渗帷幕灌浆存在较难形成自立的钻孔及受地址条件的限制而不能将浆液的填充范围有效地控制起来,因此,其通常需要采用打管灌浆、 循环钻灌阀跟管灌浆、套阀式灌浆等方法,且经常需要采用3排以上的灌浆孔以达到相对较高的防渗标准。
(b)高压喷射灌浆。
高压喷射灌浆是借助高压水或高压浆液形成的高速喷射流束,将被灌地层结构切割及破碎掉同时水泥浆液顺势冲填其中,与被灌地层土颗粒掺混并形成壁状固结体,从而实现防渗目的,提高地基承载能力。 高压喷射灌浆根据被灌地层结构和防渗要求可分为旋喷、 摆喷和定喷三种。 高压喷射灌浆具有设备简单、 造价低、 料源广、功效高及搭接防渗效果好等优点,但同时也存在使用设备较多、 对被灌地质条件要求相对较高及较难控制,易形成漏喷现象等缺点。
(c)坝体劈裂灌浆。
坝体劈裂灌注主要是指运用坝体应力分布规律的特点,使用一定的灌浆压力,将坝体沿坝轴线方向劈裂,同时将泥浆适量地灌进劈裂处,使之形成铅直连续的防渗泥墙,从而达到堵塞漏洞、 裂缝的目的,提高坝体的防渗能力。 另外,坝体劈裂灌注后可通过浆与坝之间的互压和湿陷作用,使坝体内部应力重分布,同时提高坝体的变形稳定性。 高压喷射灌浆主要用于均质土坝及宽心墙坝中。 在使用高压喷射灌浆方法时应根据坝体渗漏的具体情况采取相应的防渗施工措施,如当坝体施工质量较差,甚至上下游之间出现贯通横缝现象时,应做全线的劈裂灌浆;而当坝体只是局部出现裂缝时,只需在可能有裂缝处均匀布置类似固结灌浆的灌浆孔群即可。
(d)控制性灌浆。
这种方法是对传统工艺的调整,是一种改进型的工艺,主要是指在保证质量和效果的基础上通过对浆液压力和流量的控制措施,将灌浆范围有效地控制住。 其具有节约时间和投资成本的优点。
2.防渗墙处理法
防渗墙是指使用专用机具钻凿圆孔或开挖槽孔，然后在孔内浇灌混防渗材料(凝土、 黏土等)或安装预制混凝土构件形成连续的地下墙体 。也可用板桩 、定喷桩、 旋喷桩、灌注桩等各类桩体形成防渗墙 。防渗墙要求柔性强、 墙体厚度小 、耐久性好 、渗透系数低，同时要求单位面积造价低 。防渗墙的施工方法包括多头深层搅拌水泥土 、链斗法 、锯槽法、 射水法、 薄型抓斗和倒挂井法等成墙工艺。
(1)多头深层搅拌水泥土成墙。 多头深层搅拌桩机一次多头钻进，将水泥浆喷人土体同时进行搅拌，使土体和水泥浆液混合固结成多个水泥土桩，桩与桩连接形成水泥土防渗墙，目前水泥土防渗墙最大成墙为深度22m，抗压强度>0.3MPa，渗透系数为<10cm/s 这种防渗墙的优点是无污染 、施工便捷、 造价低廉，适用于淤泥、 粘土、砂土以及砂砾层(砂砾直径小于 5cm)。 施工实践证明，多头深层搅拌水泥土防渗墙防渗效果明显，在地下防渗工程中是施工最经济、质量最可靠的地下防渗方式，具有很好的发展前景。
(2)锯槽法成墙。 锯槽机的刀杆以一定的倾角在先导孔中一边作上下往复的切割运动，一边以一定的速度(根据地层状况一般为0.8-1.5m/h)向前移动开槽，被锯切割下来的土体可以采用反循环或正循环的方式通过排渣系统排出槽外，同时采用泥浆护壁 。浇筑塑性混凝土，形成宽度为0.2-0.3m 的防渗墙体。 锯槽机由动力及传动系统 、刀杆及支架加压系统 、行走底盘 、电气控制系统及排渣系统、起重设施组成 。锯槽机有机械式和液压式两种传动方式 ，两种分别以不同规格的刀杆进行组合，开槽深度可达到 40m，宽度可达20cm-50cm。 有施工效率高、 连续成槽 、质量好、 墙体连续的优点，并且具有成墙深的特点，锯槽法成墙适应于砂土、 粘土和卵石粒径小于100mm 的砂砾石地层。
(3)链斗法成墙。 通过链斗式开槽机排桩的旋转链斗装置取土，将斜放的排桩下放到成墙深度，开槽机前进开挖沟槽，同时并采用泥浆护壁，浇筑混凝土的方法和锯槽法类似。 这种开槽机的开槽，宽度为16-50cm，深度可以达到 10-15m 。链斗法成墙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。
(4)薄型抓斗成墙。 采用斗宽是 0.3m 的薄型抓斗开挖沟槽，同时采用泥浆护壁，浇筑塑性混凝土或者采用自凝灰浆形成薄壁防渗墙薄型抓斗成墙最大深度能够达到 40m 。薄型抓斗成墙适用于砂土、 粘土及砂砾和卵石的含量与粒径在一定范围内的土层。
(5)射水法成墙。 射水法成墙是利用造孔机成型器内的喷嘴，射出高速水流用于切割土层，成型器上下运动切割并修整孔壁，同时采用泥浆护壁，类似锯槽法正循环或反循环出渣。 槽孔形成以后，浇筑塑性混凝土或水下混凝土，形成薄壁防渗墙。 射水法成墙厚度为22-45cm，深度可以达到 30m，适应于粘土、 砂土和粒径小于 100mm的砂砾石地层。
综上所述, 水利工程堵漏防水是一项系统工程, 需要综合运用多种学科和相关技术进行综合的治理, 具有施工难度大和技术要求高的特点。 在水利工程防渗施工过程中要始终谨记：防堵结合，刚柔结合，因地制宜，综合治理的原则,同时结合施工现场的实际情况, 选择相对应的施工方法以及合适的材料,最终达到治漏与防水的目的。
参考文献：
[1] 苗莉, 程海洋. 水利工程防滲处理施工技术应用的探析[J]. 黑龙江科技信息, 2010,(01).
[2] 敬海峰, 王宝, 韩雪东. 水利工程防渗处理施工技术应用的探析[J]. 黑龙江科技信息, 2010,(09).
[3] 张振刚, 沈光来. 水利工程防渗处理施工技术综述[J]. 科技致富向导, 2011,(06).
[4] 王海军. 浅谈水利工程的防渗处理施工[J]. 黑龙江科技信息, 2011,(17).
[5] 张伟. 水利工程中防渗施工工艺探讨[J]. 科技风, 2010,(10).
关键词：水利工程；防渗；施工技术；应用
中图分类号：TV543；文献标识码：A ；文章编号 ：
在当今小型的水利工程的不断增加下，小型水库几乎普遍应用于所有地区，坝型的构造各有不同，在防洪减灾方面起到了不可比拟的作用。而且一定程度上确保了人民生活用水、农业灌溉生产、工业生产用水等使水资源的供给方面。然而虽然工程的建立时间有所提高，渗透破坏的现象却时有发生。从防洪抢险方面的实践中可以看出，水利工程的顺利进展遭到渗透破坏的严重阻碍，因此，在一定程度上，全面分析水利工程的防渗技术势在必行。
在水利工程防渗施工过程中要始终谨记：防堵结合，刚柔结合，因地制宜，综合治理的原则,同时结合施工现场的实际情况, 选择相对应的施工方法以及合适的材料,最终达到治漏与防水的目的。下面本文就对该技术做具体的分析：
一、水利工程出现安全事故的原因
与其他建筑物相比，水利工程在建设中不但要求稳定性、抗震性等方面的性能达标，还要特别注意基础部分的防渗问题。水利工程建设中，如果出现渗漏问题不但会造成经济上的巨大损失，还有可能导致工程项目在使用中出现严重的安全隐患。综合分析国内外水利工程建设的相关资料，笔者认为导致水利工程出现严重安全事故的原因主要表现在两个方面：
1、建筑或地基的自身强度出现问题；
2、地基部分的防渗施工技术应用不当，导致其防渗性能明显下降。
通常情况下，在水利工程项目的设计阶段，就要制定科学、合理的防渗技术方案，并且严格约束各施工环节的具体工艺和技术要求，对于建筑材料的性能、质量也提出了较高的要求。如果在某一施工项目中出现技术失误，必将导致水利工程的整体防渗性能低于设计标准，从而留下了较大的安全隐患。
二、水利工程中防渗施工技术的应用
1.灌浆处理方法
(1)灌浆孔钻孔施工
(a)孔斜率要求。 灌浆孔一般要求为直孔,孔壁须直且均匀。 而当各孔间孔距较小时应特别注意测斜工作。(b)钻孔顺序。 无论是固结灌浆孔还是帷幕灌浆孔都应采取逐步加密的施工顺序,即先进行第一序施工,再第二、 第三按顺序进行施工。 这样前一序孔可以用后序孔作为检查孔。 最后对灌注孔进行压水测试,若吸水率达到有关规定要求的则可将后序孔的灌注工作省去。
(2)灌浆方法
目前,我国采用较多的灌注方法主要有卵砾石层防渗帷幕灌浆、 高压喷射灌浆、坝体劈裂灌浆及控制性灌浆。
(a)坝基卵砾石层防渗帷幕灌浆。随着防渗墙技术的日益成熟,目前很多水利工程防渗施工中较少采用坝基卵砾石层防渗帷幕灌浆的方法。 其灌注浆液主要是粘土,另外再加少量水泥混合搅拌。因卵砾石层防渗帷幕灌浆存在较难形成自立的钻孔及受地址条件的限制而不能将浆液的填充范围有效地控制起来,因此,其通常需要采用打管灌浆、 循环钻灌阀跟管灌浆、套阀式灌浆等方法,且经常需要采用3排以上的灌浆孔以达到相对较高的防渗标准。
(b)高压喷射灌浆。
高压喷射灌浆是借助高压水或高压浆液形成的高速喷射流束,将被灌地层结构切割及破碎掉同时水泥浆液顺势冲填其中,与被灌地层土颗粒掺混并形成壁状固结体,从而实现防渗目的,提高地基承载能力。 高压喷射灌浆根据被灌地层结构和防渗要求可分为旋喷、 摆喷和定喷三种。 高压喷射灌浆具有设备简单、 造价低、 料源广、功效高及搭接防渗效果好等优点,但同时也存在使用设备较多、 对被灌地质条件要求相对较高及较难控制,易形成漏喷现象等缺点。
(c)坝体劈裂灌浆。
坝体劈裂灌注主要是指运用坝体应力分布规律的特点,使用一定的灌浆压力,将坝体沿坝轴线方向劈裂,同时将泥浆适量地灌进劈裂处,使之形成铅直连续的防渗泥墙,从而达到堵塞漏洞、 裂缝的目的,提高坝体的防渗能力。 另外,坝体劈裂灌注后可通过浆与坝之间的互压和湿陷作用,使坝体内部应力重分布,同时提高坝体的变形稳定性。 高压喷射灌浆主要用于均质土坝及宽心墙坝中。 在使用高压喷射灌浆方法时应根据坝体渗漏的具体情况采取相应的防渗施工措施,如当坝体施工质量较差,甚至上下游之间出现贯通横缝现象时,应做全线的劈裂灌浆;而当坝体只是局部出现裂缝时,只需在可能有裂缝处均匀布置类似固结灌浆的灌浆孔群即可。
(d)控制性灌浆。
这种方法是对传统工艺的调整,是一种改进型的工艺,主要是指在保证质量和效果的基础上通过对浆液压力和流量的控制措施,将灌浆范围有效地控制住。 其具有节约时间和投资成本的优点。
2.防渗墙处理法
防渗墙是指使用专用机具钻凿圆孔或开挖槽孔，然后在孔内浇灌混防渗材料(凝土、 黏土等)或安装预制混凝土构件形成连续的地下墙体 。也可用板桩 、定喷桩、 旋喷桩、灌注桩等各类桩体形成防渗墙 。防渗墙要求柔性强、 墙体厚度小 、耐久性好 、渗透系数低，同时要求单位面积造价低 。防渗墙的施工方法包括多头深层搅拌水泥土 、链斗法 、锯槽法、 射水法、 薄型抓斗和倒挂井法等成墙工艺。
(1)多头深层搅拌水泥土成墙。 多头深层搅拌桩机一次多头钻进，将水泥浆喷人土体同时进行搅拌，使土体和水泥浆液混合固结成多个水泥土桩，桩与桩连接形成水泥土防渗墙，目前水泥土防渗墙最大成墙为深度22m，抗压强度>0.3MPa，渗透系数为<10cm/s 这种防渗墙的优点是无污染 、施工便捷、 造价低廉，适用于淤泥、 粘土、砂土以及砂砾层(砂砾直径小于 5cm)。 施工实践证明，多头深层搅拌水泥土防渗墙防渗效果明显，在地下防渗工程中是施工最经济、质量最可靠的地下防渗方式，具有很好的发展前景。
(2)锯槽法成墙。 锯槽机的刀杆以一定的倾角在先导孔中一边作上下往复的切割运动，一边以一定的速度(根据地层状况一般为0.8-1.5m/h)向前移动开槽，被锯切割下来的土体可以采用反循环或正循环的方式通过排渣系统排出槽外，同时采用泥浆护壁 。浇筑塑性混凝土，形成宽度为0.2-0.3m 的防渗墙体。 锯槽机由动力及传动系统 、刀杆及支架加压系统 、行走底盘 、电气控制系统及排渣系统、起重设施组成 。锯槽机有机械式和液压式两种传动方式 ，两种分别以不同规格的刀杆进行组合，开槽深度可达到 40m，宽度可达20cm-50cm。 有施工效率高、 连续成槽 、质量好、 墙体连续的优点，并且具有成墙深的特点，锯槽法成墙适应于砂土、 粘土和卵石粒径小于100mm 的砂砾石地层。
(3)链斗法成墙。 通过链斗式开槽机排桩的旋转链斗装置取土，将斜放的排桩下放到成墙深度，开槽机前进开挖沟槽，同时并采用泥浆护壁，浇筑混凝土的方法和锯槽法类似。 这种开槽机的开槽，宽度为16-50cm，深度可以达到 10-15m 。链斗法成墙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。
(4)薄型抓斗成墙。 采用斗宽是 0.3m 的薄型抓斗开挖沟槽，同时采用泥浆护壁，浇筑塑性混凝土或者采用自凝灰浆形成薄壁防渗墙薄型抓斗成墙最大深度能够达到 40m 。薄型抓斗成墙适用于砂土、 粘土及砂砾和卵石的含量与粒径在一定范围内的土层。
(5)射水法成墙。 射水法成墙是利用造孔机成型器内的喷嘴，射出高速水流用于切割土层，成型器上下运动切割并修整孔壁，同时采用泥浆护壁，类似锯槽法正循环或反循环出渣。 槽孔形成以后，浇筑塑性混凝土或水下混凝土，形成薄壁防渗墙。 射水法成墙厚度为22-45cm，深度可以达到 30m，适应于粘土、 砂土和粒径小于 100mm的砂砾石地层。
综上所述, 水利工程堵漏防水是一项系统工程, 需要综合运用多种学科和相关技术进行综合的治理, 具有施工难度大和技术要求高的特点。 在水利工程防渗施工过程中要始终谨记：防堵结合，刚柔结合，因地制宜，综合治理的原则,同时结合施工现场的实际情况, 选择相对应的施工方法以及合适的材料,最终达到治漏与防水的目的。
参考文献：
[1] 苗莉, 程海洋. 水利工程防滲处理施工技术应用的探析[J]. 黑龙江科技信息, 2010,(01).
[2] 敬海峰, 王宝, 韩雪东. 水利工程防渗处理施工技术应用的探析[J]. 黑龙江科技信息, 2010,(09).
[3] 张振刚, 沈光来. 水利工程防渗处理施工技术综述[J]. 科技致富向导, 2011,(06).
[4] 王海军. 浅谈水利工程的防渗处理施工[J]. 黑龙江科技信息, 2011,(17).
[5] 张伟. 水利工程中防渗施工工艺探讨[J]. 科技风, 2010,(10).