浅析水工建筑物防渗透技术

      【摘 要】 随着市场经济的进步及发展，在我国水利工程建设中水工建筑占据着越来越重要的位置，因此，如何才能做好水工建筑的防渗透施工，如何才能完善水工建筑中防渗透技术的不足，这是当前众多水利工程建设企业必须要高度重视的问题，也是本文分析的重点。 

　　【关键词】 水工建筑物；防渗透；施工技术 

　　一、水工建筑防渗透的重要性 

　　（1）水工建筑是整个水利工程的核心组成体，其自身的建设位置，建筑外观以及施工质量等方面都会对所在地区的地理环境、土壤水质甚至是气候等诸多因素产生较大影响，同时水利类施工的选址一般地形复杂，地质条件特殊，这也对水工建筑的整体施工带来难度。在这样特殊的条件下，如果不注重防渗透的施工质量，就会给水工建筑的日后运行造成极大的安全隐患，也会影响整个水利建筑预期效果的发挥。 

　　（2）施工期间没有对防渗透加以重视，会在水工建筑的使用中出现水压力过大，导致建筑难以承受的安全隐患。渗流所产生的渗透压是极大的，这种压力会破坏整个建筑运行的稳定，严重时会使得建筑失稳，从而威胁整个水利工程和周边地区。 

　　（3）水工建筑的建设资金在整个水利工程中占据较大比重，若在施工中因为没有注重防渗透而使得整个水工建筑都受到水压的威胁，就必须重新鉴定整栋建筑，从而引起极大的资金浪费，人力物力的不必要消耗，同时造成对环境的再次破坏。 

　　（4）不注重对水工建筑的防渗透施工，特别是挡水部分的建筑施工，就会产生极大地安全隐患，随着渗流压力的增大，挡水建筑随时可能坍塌，这将给国家安全和人民生命财产安全都造成了极其严重的破坏和恶劣的影响。从上面提及的几点不难看出，施工单位必须要强化水工建筑防渗透的施工质量，使员工不断增强专业技能和安全意识，全力保证水工建筑的安全稳定。 

　　二、水工建筑中几种常用的防渗透技术 

　　（一）一般灌浆技术 

　　一般灌浆技术主要包括四个方面的内容，即坝基和坝体帷幕灌浆、坝上游面固结灌浆、坝下游面追踪固结灌浆。水工建筑的不同部分对防渗透技术的要求也不一样，因此在具体的施工过程中必须要根据实际情况而定，不得笼而统之，以偏概全。关于一般灌浆技术的施工有以下几点要求： 

　　（1）准备工作：放空水库或是将水库水位降至需要灌浆的部位之下，然后再执行施工，且必须要做好与灌浆工作相关的各项记录。 

　　（2）清洗灌浆孔和裂缝：在灌浆工作开始之前，必须采取风水联合冲洗法对孔底和孔壁、缝隙进行全面的冲洗。在冲洗的过程，水压力不大于本段灌浆压力的75%，冲洗时间根据灌浆孔的深浅而定，一般来说必须要等到回水变清为止。 

　　（3）针对帷幕灌浆，主要需做到以下几点：a.使用孔内循环法自下而上或是自上而下进行分段灌浆，最后再进行全孔灌注；b.必须要根据设计要求控制灌浆压力，一般来说都是控制在0.2MPa～0.4MPa之间。 

　　（4）浆液的浓度控制：在灌浆的过程中，应该遵循由稀到浓的原则，以水压试验为基准，逐级变浓。浆液水灰比主要有九个级别，即0.5：1、0.6：1、0.8：1、1：1、1.5：1、2：1、3：1、5：1、8：1。在浆液制作中，必须要根据设计要求，选择合适的水灰比，必要时还可以掺和石英粉、粉煤灰、铝粉等。例如，在湖南高滩水利工程中，其水工建筑的防渗透处理充分利用了“一般灌浆技术”，取得了极好的效果，在其运行的17年中，很少因为水工建筑渗漏而引发严重事故。 

　　（二）高压喷射灌浆技术 

　　（1）钻孔：冲击钻进：在钻孔的过程中必须要做好充填堵漏工作，确保孔内的泥浆处于正常循环状态，返出孔外，直至终孔。跟管钻进：在钻孔的过程中，必须要保持钻机处于垂直状态，确保偏斜率低于1%。 

　　（2）施工工艺：在高压喷射灌浆技术中，所使用的技术参数因高喷方法的不同也会存在较大差异。对于不同的地层，采用同一种施工方法，其浆压、水压以及气压都不会有太大的变化，主要变化的是提升速度。在砂质地层中，提升速度较快；而在砂卵地层中，提升速度应该放慢。另外，先序孔的提升速度可以适当加快，后序孔的提升速度要放慢。当发现孔内返浆量减少时，也要放慢提升速度。同时，要注意施工中的墙体位置确定以及喷墙管理工作。尤其要控制好掘进速度、灌浆压力、提升速度、送气量等关键性参数。例如，在河北桃林口水库工程中，其在预防和处理水工建筑渗漏现象时，着重使用了“高压喷射灌浆技术”。通过对这项技术的应用，大大的提高了水工建筑的稳定性，保证了水工建筑的安全。 

　　（三）截渗墙技术 

　　截渗墙多为临河截渗，其主要作用是加固堤防，确保大堤安全。截渗墙技术的优点在于工程造价较低，施工进度极快，而且占地面积较小；缺点在于截渗墙一般都是地下隐蔽工程，施工工艺极为复杂，而且技术要求高。尤其是当地基土层极为复杂时，在施工中容易出现很多始料不及的情况，致使工程中断。另外，截渗墙还容易发生漏浆、槽壁坍塌等问题。 

　　截渗墙技术主要有两种类型：（1）水泥土截渗墙，这种截渗墙的施工成本极低。水泥土截渗墙技术一般都是利用多头小直径深层搅拌机具将水泥浆喷入土体，再进行搅拌，进而形成水泥土。其主要原理是以水泥为固化剂，使水泥与土体之间发生化学物理反应，让土体固结成稳定性较好、防渗能力强的水泥土截渗墙。（2）混凝土截渗墙，这种截渗墙的造价比水泥土截渗墙稍高。混凝土截渗墙技术一般都是在地面造孔施工，主要是开凿连锁桩柱孔或是槽形孔，再回填防渗材料，形成具有防渗性能的连续性墙。例如，在四川大桥水库工程中，其在预防和处理水工建筑渗漏现象时，主要使用了“截渗墙技术”。通过对这项技术的使用，该工程有效的解决了很多潜在的渗漏问题，保证了水利工程的稳定性。 

　　（四）碳纤维补强加固新技术 

　　该技术可利用高强度、高弹性模量的连续碳纤维，单向排列成束，用环氧树脂浸渍形成碳纤维增强复合材料片材，然后将该材料贴在水工建筑渗水的表面，用环氧树脂粘贴即可，固化后就能使得复合材料片材与水工建筑的原结构完全融为一体，共同受力。由于碳纤维分担了一部分的荷载，降低了钢筋混凝土的结构应力，从而达到了结构补强加固的效果。同时，该材料使用寿命长、施工方法简单，无需改变结构外形，已得到国内外建筑界的关注和认可。由于该技术引进时间不长，在水工建筑中的应用不多，但也在山东、新疆等地的水利工程建设中应用，取得良好成效，值得推广。国内急需解决的问题是生产出高质量的环氧树脂、碳纤维片材。 

　　（五）化学灌浆技术 

　　化学灌浆技术在堵漏防水以及帷幕防渗透方面有着广泛的应用，依靠这种技术可以有效对堤坝基地进行加固，对修补裂缝渗透也有着明显效果。目前，化学灌浆技术广泛应用于水库、大坝、船闸等工程的防渗透施工中。同时也在大堤、在使用化学灌浆泵进行施工时，要保证压力的稳定，要注意在一定范围内的可控性。化学灌浆泵的压力各有不同，可分为开环、闭环控制式、闭环比例控制与闭环PID控制式。化学灌浆泵自身优势明显，无公害、持续性能稳定、非常适合各种类型的施工环境，对条件苛刻的外界操作环境可以很好地适应，最主要的是其价格低廉，不论是设备还是后期的化学浆原料，都已经非常成熟，在开发、推广和应用方面具有较大的普及率。未来化学灌浆技术还将在现有技术层面继续完善。通过对现有技术进行改进和升级，在过去的半个世纪时间里，我国的化学灌浆技术已被广大施工领域所认可，也有许多依靠化学灌浆技术解决的施工难题和经典施工案例。在化学灌浆技术的研发领域，已有理论与实践都成熟的技术，如复合灌浆技术等；也有一些有待进一步总结，如实时监控技术、集约管理、自动记录等。 

　　三、结语 

　　针对不同功能的水工建筑，有不同的防渗透技术。以上几种技术各有利弊，在施工修建的时候要根据实际情况进行权衡，采用施工速度、经济造价、施工效果都适宜的技术。由于我国水工建筑种类较多，并且有许多建筑都已经是多年运转，其中有很多工程都难免存在一些“小毛病”：防洪水准达不到，坝体或坝基可能有渗漏，水工建筑老化等。其中最主要的还是渗透问题，我国水工工程的质量好坏直接会影响到人们的生产和生活的安全。所以我们必须按照有效的防渗透措施进行防范，将危险防患于未然，保证水工工程真正造福人民，为民所用。