水利水电工程防渗施工技术浅论

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【摘要】水利水电工程的建设不仅可以满足供电需求，给国家带来巨大的经济和社会效益，还能提升水资源的利用效率，满足节能环保的要求。在水利水电工程建设过程中，渗水是比较常见且影响较大的一项问题，如果没有采取有效的防渗措施，工程质量将受到影响，进而出现各类安全隐患。因此，必须根据水利水电工程的实际情况，采取合理的防渗施工技术，文章就此进行了相关的阐述和分析。

【关键词】水利水电工程；防渗；施工技术

水利水电工程的建设可以促进社会的发展和进步，不仅可以带来巨大的经济效益，还能带来良好的社会效益和环境效益，可以改善自然生态。人们越来越重视水资源的利用和水利水电工程的建设，随着水利水电建设脚步的加快，环境受到的影响逐渐增多。在新时代背景下，应该坚持可持续发展的原则，坚持节水节电等建设理念。为了提升水利水电工程的质量和建设效益，必须做好防渗施工，全面提升堤坝工程的防渗性能。从而减少水资源的浪费，也能保障工程建设和运营的安全。

1水利水电工程中出现渗漏的原因

1.1管道

在水利水电工程建设过程中，要保障工程建设的质量，就必须做好防渗施工。在各种渗漏问题中，管道渗水是比较常见的一种渗漏问题。一些管道在长时间使用后，会受到腐蚀、冲刷，进而出现老化、损坏的情况，影响管道密封性，导致管道渗漏，尤其是管道连接的部位，最容易出现渗漏问题［1］。造成该部位出现渗漏问题的原因有两方面:一方面，在焊接施工时，没有严格按照技术规范、施工要求进行施工，造成焊接质量低下，无法保障管道的密封性和耐久性;另一方面，管道中长期有水流动，经过长时间的侵蚀、冲刷，管道会被腐蚀，进而生锈，影响管道密度，最终出现渗水的情况。

1.2原材料

水利水电工程的施工环节较多，涉及很多工艺步骤，需要使用的施工材料数量和种类也比较多。施工材料是构成工程的基础，所以材料的质量会直接影响工程的质量。如果在水利水电工程中采用劣质材料或材料的规格不符合施工要求，则很容易出现渗漏问题。例如，施工中使用低质量水泥，则水泥会快速硬化，造成强度较低，不符合标准要求。或者在水泥混凝土施工中，混凝土的配比设计不合理，造成混凝土质量低下，也很容易出现渗漏问题。钢筋也是重要的施工材料之一，如果没有做好钢筋的防腐处理，很容易出现氧化、锈蚀等情况，进而导致钢筋性能下降，影响结构稳定。

1.3施工缝

水利水电工程的规模较大，需要较长的施工周期，而且投入的资金也比较多。在实际施工过程中，通常会根据施工顺序、施工要求将工程划分为多个单元，然后按照设计规范进行施工，确保各个环节可以顺利落实和相互衔接，从而在规定周期内完成施工。在各个施工环节衔接的过程中，需要设置大量的施工缝。经过长期施工，施工缝会受到内部或外部因素的影响，如果没有经过有效的处理，很容易出现横向或纵向裂缝，进而导致工程渗漏。

2现有的水利水电工程防渗技术及应用范围

2．1现有防渗技术

在水利水电工程建设或运行过程中，可能会出现各种各样的病害问题，根据病害的种类、特点，可以采用不同的防渗加固技术。通常，在水利水电工程防渗施工中，要坚持“上堵下排”的原则。所谓“上堵”就是在上游尽可能不使用水渗入型堤坝体或堤坝基，对此类堤坝进行严格的控制;所谓“下排”就是将深入到堤坝的水由下游排出，但不能将堤坝中的土粒带走，不会对堤坝的形态、强度造成影响。根据加固机理、位置的差异，防渗技术可以分为三类，分别是:前水平防渗技术、垂直截渗技术、减压排渗技术。前水平防渗技术通常以水平铺盖的方式为主，将透水性较低的材料铺盖在堤坝上，通过防水材料的覆盖来降低冲积层的渗透坡降，使其在冲积层可渗透的范围内，确保地基渗透效果的稳定性［2］。采用该防渗技术就要将水库防控，长期蓄水之后，水库中会有大量淤积，会增加该技术的应用难度。所以，该技术方法的应用并不广泛，常用的防水材料为复合土工膜或弱透水黏性土。垂直防渗的主要原理就是将透水通道切断，从而对渗流量进行控制。通常，采用置换、填充等方式对区域进行加固，形成用于防渗的帷幕或防渗墙，具有截流阻水的效果。在工程施工的过程中，垂直防渗技术的应用比较广泛，该技术的应用效果明显，且不需要防控水库，技术比较简便，发展出多种类的垂直防渗技术，在各类工程中得到广泛应用。常用的垂直防渗技术包括劈裂、帷幕灌浆技术、冲抓套井黏土回填防渗墙技术、混凝土防渗墙技术等。减压排渗技术就是修筑减压排渗设施，将上游渗水排放出去，从而使浸润线和坝基水头降低。主要包括贴坡排水层、棱体排水层等形式。

2．2技术应用范围

从上述内容可以看出，水平防渗技术的应用难度较大，需要将水库放空，不仅耗时耗力，且防渗效果也并不是十分理想，所以应用并不广泛;减压排渗技术通过修建设施的方式进行防渗，在工程建设的过程中就要将减压排渗设施修好，这会增加工程建设的成本，所以应用也不是十分广泛;最常用的防渗技术为垂直防渗技术［3］。以混凝土防渗墙来说，不仅施工比较简单，而且防渗效果较好，所以广泛应用在各类工程之中。该防渗技术适用于各类复杂的地质条件，墙的两端连接在岸坡或基岩上，根据要求将底部嵌入在基岩之中，具有明显的防渗效果。与其他技术相比，该防渗施工的效率较低，需要较高成本，所以应该综合分析多项要素选用。射水造孔浇筑混凝土防渗墙技术利用高速射流喷射出槽孔，而不是采用钻机钻孔的施工方式，可以促进施工效率的提升，同时也可以控制施工成本。但该技术的应用会受到一定的局限，普遍在均质土砂地基中应用。高压喷射灌浆技术在下地基覆盖层、接触带等位置使用，具有较强的实用性和良好的防渗效果，即使面对大块径、堆石体等地质，也可以采用该防渗墙技术。不同于混凝土防渗墙，该技术不需要挖孔，也可以保障建设深度，降低了地基加固成本，也减少了很多施工环节，可以提升施工效率。所以，在实际施工中，该技术方法的应用比较广泛。每种防渗技术的适用范围不同，以锯槽法建混凝土防渗墙来说，普遍在黏土、砂土、粉质黏土地质中应用，成墙厚度在150mm～400mm之间，成墙深度不超过20m;抓斗成墙法建混凝土防渗墙适用于任何地层，具有较大的施工深度，成墙厚度在300mm～400mm之间，成墙深度不超过40m;高压喷射灌浆技术通常在黏土、淤泥质土、砂土等地质中应用，成墙厚度在200mm～600mm之间，成墙深度不超过75m。除此之外，还有很多防渗技术，适用范围各不相同，需要根据实际施工需求和地质条件进行选择，从经济效益、施工工期、防渗效果等多个方面综合分析，选择性价比最高的防渗技术。

3水利水电工程防渗加固的新技术

3.1振动沉模技术

振动沉模技术通常在小型水库防渗施工中应用，采用振动桩设备进行施工，配合模板成墙工艺，具有一定的防渗效果。该技术构成的振动体系质量较高、速度较快，产生的冲击动量比较大。在实际作业中，体系向竖向产生往复振动，使空腹钢模板可以快速沉入地层之中，然后在空腹之中灌浆，在振动的同时拔模，槽孔中的浆液会形成单块板墙，连接这些板墙就可以形成连续防渗板墙帷幕，具有防渗的效果［4］。该施工技术可以在砂土、淤泥质土、黏性土等地质中应用，成墙深度约为20m，厚度约为200mm。该技术在堤坝基础建设中应用，具有明显的应用优势:①该技术建造的防渗墙具有垂直性、连续性的特点，墙面没有接缝、断板、开叉等缺陷，完整性较好，所以防渗效果也比较好，而且板墙厚度较小，墙体抗渗坡降比较大，所以较薄的墙体可以更好地进行防渗，而且更容易保障厚度的均匀性;②墙体具有较强的抗压能力，抗渗坡降也比较高，各项物理学指标都符合标准要求，可以满足工程防渗的需求，该防渗墙具有较高的施工效率，采用施工机械，单机每台造墙面积约为100m2;③板墙成本较低，虽然难以沉入卵石含量较大的地层之中，也不适合应用在基岩、大块石的地址之中，成墙深度要控制在20m以内，但综合性能较高，可以较好地满足防渗施工要求，所以应用比较广泛，对该技术的研究也十分深入。

3.2往复式高压喷射灌浆技术

往复式高压喷射灌浆技术主要利用高压喷射灌浆技术，采用搅拌桩设备，结合高压喷射的原理，将高压喷射嘴安装在钻喷一体机上。在由上至下钻进施工的过程中，可以利用高压液体旋喷的方式扰动地层，钻喷到设计深度之后，将喷嘴提升，然后依旧采用自上而下的喷射方式，二次喷射高压液体或高压气体，从而简称防渗帷幕，具有一定的防渗效果［5］。与传统的喷射灌浆技术相比，该技术的应用优势更加明显:一方面，该技术简化了施工环节，采用往复式高喷台，不仅可以完成钻孔施工，也可以同时进行高喷灌浆，具有一机两用的效果，同时完成两道工序，避免了两台设备共同施工造成相互干扰的问题，节省了很多施工时间。防渗效果也有了明显的提升，相较于常规的高喷技术，该技术增加了喷射次数，使高喷效果更加明显。而且在钻井的过程中，一次旋喷与二次摆喷相互重叠，第一次旋喷可以加强喷嘴周围的薄弱墙体，为后续施工奠定技术。另一方面，该技术适用于更加广泛的地层中。钻孔、喷浆可以一次完成，不会出现常规高喷中出现的地层成孔问题，技术在砂砾石、淤泥等地层中施工，也具有较好的施工效果。而且相较于常规施工技术，该技术的造价成本较低，工效较高。可以采用钻喷一体机完成钻进、高喷灌浆两道工序，避免工序之间的交叉干扰，所以可以促进施工效率的提升［6］。但该技术也存在一定的应用问题，如果在密度较高，同时厚度在15m以上的漂卵石层、块石层中施工，则很难造孔。该技术可以在护坡、水库等水利水电工程中应用，在构建锤石防渗墙T程、路基加固、基坑止水等防渗施工中都有较高的应用效果。主要在砂性土、砂砾石层等地质中应用，防渗加固的效果较为明显，深度可以超过45m。

3．3水泥土防渗墙技术

水泥土防渗墙通常在平原湖区域的工程防渗、加固施工中应用，近几年广泛应用在各类水利水电工程中，具有较好的防渗效果。采用灌浆设备进行施工，结合深层搅拌桩成墙技术。在施工的过程中，采用搅拌桩施工设备钻入地层，在钻进的同时喷水泥浆，将其与土壤混合，构成防渗墙体，连接各个防渗墙体，构成连续防渗板墙帷幕。该技术可以在粉土、粘性土、砂土等地层中应用，成墙深度约为20m，厚度约为300cm。在水利水电工程建设的过程中应用该防渗施工技术，可以保障工程防渗效果，其具有以下应用优势:第一，该防渗板墙具有垂直连续的特点，没有接缝且比较平整，防渗效果较好。同时墙板比较薄，抗渗坡降较大，所以可以更好地进行防渗，而且建造厚度均匀。各项物理力学指标都符合要求没包括抗压强度、渗透系数等等。第二，施工效率比较高，单机每台班可以建造600m2的墙体。钻进、喷浆和搅拌都可以采用同一个设备完成，避免出现交叉作业干扰的情况，在钻进的过程中完成一次旋喷，可以提升二次旋喷的效率，从而整体施工效率得到提升。第三，工程造价较低，相较于复式高喷、常规高喷，该技术可以更进一步降低工程施工的成本。但是，该施工技术也有一定的应用缺陷，即难以在高密度、高厚度(15m以上)的漂卵石、块石地层中施工造孔。由于设备会占据较大空间，所以对空中的高压线、光缆线等线路有很大的设置要求，如果线路较多，则会影响设备的使用和正常施工。

4结语

综上所述，在水利水电工程建设的过程中，加强防渗施工尤为重要。根据工程建设的实际情况采取合理的防渗技术，综合考虑施工条件、施工要求、施工成本等多项要素，确保防渗施工技术的有效性。可以采用振动沉模技术、往复式高压喷射灌浆技术、水泥土防渗墙技术，具体根据需求进行选择。

参考文献

［1］杜翔龙．水利水电工程防渗施工技术探讨［J］．居舍，2020(12):25．

［2］杨光宇．水利水电工程防渗施工技术探讨［J］．科技创新与应用，2020(08):133－134．

［3］郭俊利．水利水电建筑工程防渗堵漏的施工要点及施工技术探讨［J］．工程技术研究，2020，S(03):273－274．

［4］谢江琴．水利水电工程防渗施工技术的要点［J］．居舍．2019(19):56．

［5］顶顶峰，杨薇．水利水电工程中防渗处理与灌浆施工技术［J］．科技风，2011(05):110．

［6］何瑞江．水利工程堤防防渗施工技术研究［J］．治淮，2019(03):38－39．

作者:王东林 单位:中国安能集团第三工程局有限公司成都分公司