关于水利工程中防渗墙技术的应用分析

摘要:随着我国的经济发展，水利工程的建设与发展也非常迅速，这就使得我们对水利水电枢纽工程的质量提出更高的要求和标准，特别是对防渗施工有新的要求。众所周知，水利枢纽工程多采用加固、防渗和灌浆等方法对施工中可能存在的渗漏隐患进行有效处理。本文针对小型水利水电枢纽工程的现状，结合日常工作经验，对防渗施工中常用的的防渗墙方法进行总结整理，并在此基础上提出当前适用性较高的防渗方法。

关键词：水利工程防渗处理 防渗墙

中图分类号：TV 文献标识码：A 文章编号：

我国小型水利水电枢纽工程坝体类型多样、分布范围较广、数量众多，多年来在防洪减灾工作中发挥了重要的作用，同时，它也为周边地区的农业、工业、生活用水提供了丰富的水资源，然而由于多年的运行以及管理不善，都存在着在不同程度的问题，对水利枢纽的正常运行造成了很大的隐患，特别是渗漏问题，因此防渗施工技术便成为水利工程施工以及维护工作的重中之重。渗漏问题主要有地基（包括坝肩） 渗透和坝体渗透，在工作中根据不同的坝型以及水利工程所处的不同的条件，要采取不同的处理方法。在水利工程中，防渗技术是通过隔断堤坝两侧的水力联系、降低堤坝的渗透系数来达到防渗这一目的的，通常是采用修建粘土心墙、水泥土防渗墙及灌浆等方法，本文就水利施工中防渗墙的运用展开探讨。

一、水利工程防渗施工技术概述

在水利工程施工的过程中，水利工程与一般的建筑工程相比，不仅需要具有良好的抗震性能和稳定性，而且还应该加强注意水利工程的防渗技术。如果在水利工程施工的过程中发生渗漏的问题，则将会对水利工程带来严重的经济损失，并且也将会造成工程使用中存在安全隐患，因此，在水利工程施工中，做好防渗技术对提高工程的经济效益和社会效益具有重要的意义。

防渗墙是使用专用机具钻凿圆孔或直接开挖槽孔，孔内浇灌混凝土、回填黏土或其他防渗材料等或安装预制混凝土构件形成连续的地下墙体。在较浅的透水地基用黏土截水槽，下游设反滤层；较深的透水地基用槽孔型和桩柱体防渗墙，槽孔型防渗墙由一段段槽孔套接而成，柱体防渗墙由一个个桩套接而成。在施工中，运用防渗墙是为了防止由于两面水位的不同，形成水落差对墙体造成冲击，导致墙体的塌方，同时截断或减少地基中的渗透水流，保证地基的渗透稳定和闸坝安全，从而保证整个水利工程的运行安全。

二、水利工程防渗墙施工的关键技术

1、塌孔

工程施工的过程中，如果防渗墙采用泥浆护壁施工工艺，则防渗墙在使用的过程中，很容易出现塌孔和扩孔的现象，在水利工程施工中造成塌孔和扩孔的原因主要是由于土层中含有粉砂层、裂缝以及接料层，如果不及时采取有效的措施解决则很容易发生渗漏的现象。对于这种现象工程施工中，首先应该严格控制护壁泥浆的浓度，在必要的情况下，可以在泥浆中按照一定的比例添加膨润土。还可以在施工中通过采用加密安置隔离体，以增强其支撑力，从而减少扩孔和塌孔的现象，减少防渗墙出现渗漏的现象。

2、搅拌桩的钻井与提升

在水利工程防渗墙施工的过程中，搅拌桩主要是通过钻井与提升时依靠浆泵将水泥浆从高压输浆系统喷入土体进行搅拌而形成的防护墙，搅拌桩的钻井和提升速度与防渗墙的宽度、强度和墙体的厚度以及抗渗性能等有很大的关系，并且对防渗墙的施工质量和使用情况具有很大的影响，所以在水利工程施工施工的过程中，搅拌桩的机械手应该严格按照操作程序以及工艺流程进行操作，以保证工程的施工质量和工程效益。

3、墙体接缝衔接处的处理

在防渗墙施工中，混凝土墙体与墙体之间的相连接处上下反复清洗原浇筑的墙体接头处，这种做法主要是为了保证衔接处没有任何夹泥。并且在施工的过程中，还应该保证墙体与墙体平行相接，并且墙体之间的连接长度应该在1~2m左右，如果墙体之间的衔接处封闭不严，则可以采用钻机钻孔进行现浇混凝土的办法进行修补渗漏处，从而达到防渗漏的目的。

三、水利工程防渗墙成墙工艺

在我国运用冲击钻建造混凝土连续墙的技术是最早从意大利引进的，并且在山东月子口水库建造了我国第一座圆孔套接水泥粘土混凝土防渗墙，随后又进一步发展此项技术，并在密云水库运用板式混凝土防渗墙解决防渗问题。用冲击钻建造的防渗墙最大墙深达74. 5m ，最大墙厚达1.4m，在水利工程建设中发挥了重要的作用，但由于成本高和变形适应能力差等原因，逐渐形成了其他一些较为成熟的防渗墙成墙技术工艺，主要有多头小直径深层搅拌水泥土成墙技术、锯槽法成墙工艺、链斗法成墙工艺、液压开槽机连续成槽技术、预制混凝土板水力插板成墙技术、射水法建造混凝土地下连续防渗墙技术、薄型抓斗成墙工艺、震冲法构筑地下连续防渗墙技术等技术。

1、多头小直径深层搅拌水泥土成墙技术

多头小直径深层搅拌水泥城墙上技术主要是采用多头小直径深层搅拌机通过主机上的动力传动装置，进行带动主机上几个并列的钻杆转动旋转，并以其推进力使钻杆和钻头向土层内钻进到水利工程所设计的深度，最后将其提升搅拌至槽孔孔口。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，以达到防渗的目的。目前最大成墙深度为22m，成墙厚度为20～30cm，渗透系数小于1 ×10 - 6cm/ s，抗压强度大于0.3MPa，普遍适用于粘土、砂土、粉质粘土、粉沙、淤泥和砂砾层，其优点是施工简便、无泥浆污染、造价较低。经实践证明，多头小直径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，具有较好的发展前景。

2、射水法建造混凝土地下连续防渗墙技术

该技术利用造孔机成型器内的喷嘴射出高速水流来切割土层，运行过程中成型器进行上下运动，切割修整孔壁，采用泥浆护壁的方法进行正循环或者反循环出渣的过程，从而形成槽孔，然后浇筑水下混凝土或者是塑性混凝土，从而形成了薄壁防渗墙。成墙的厚度垂直来讲可以达到0.22~0.45m，深度可以到达30米，整体渗透系数小于1 ×10 - 7cm/ s，成墙的精度可以达到三百分之一，这项工艺主要适用于粘土、砂土以及粒径小于一百毫米的砂砾石地层中，优点是机械设备简单、技术简单、操作方便等，射水法在重要的堤防的加固工程中，得到了较为广泛的利用，有着较好的社会经济效益。

3、链斗法成墙工艺

链斗法成墙工艺是主要是由链斗式开槽机排桩上的旋转链斗取土的同时，将斜放的排桩下放到成墙的深度，与此同时，开槽机前进，开挖沟槽，并其进行泥浆护壁。链斗式开槽机的开槽宽度为16 到50 厘米，深度可以达到10 到15 米，适用于粘土、砂土以及粒径小于槽厚的并且含量小于百分之三十的砂砾石地层。

4、薄型抓斗成墙工艺

薄型抓斗挖土开槽，采用泥浆护壁，从而形成浇筑塑性混凝土或者用凝胶石灰形成的薄壁防渗墙，在这项工艺中，最大的成墙深度可以达到四十米，适用于粘土、砂土以及卵石沙砾的含量以及粒径在一定范围的土层。工艺主要采用斗宽为零点三米的薄型抓斗挖土开槽，采用泥浆护壁，薄型防渗墙由浇筑性混凝土浇筑而成。

5、锯槽法成墙工艺

在先导孔中，锯槽机的刀杆以一定的倾角一边作上下往复切割运动，一边以0.8~1.5m/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。在锯槽机成槽长度达到6~11m时，可以采用土工布隔离体将槽孔分成两段，即开槽段和砼浇铸锻，接着进行浇筑塑性混凝土，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2 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。

例如广东省惠州市曾在惠州大堤二期加固工程堤基防渗处理中便采用了垂直铺膜技术、振冲防渗板墙和多头小直径深层搅拌桩防渗墙三种防渗施工工艺，三者在解决防渗问题的过程中均发挥了较好的作用，特别是多头小直径深层搅拌桩防渗墙技术在其间发挥了尤为重要的作用，值得进一步推广应用。因此，对于防渗墙技术的认识和发展对于处理解决防渗问题具有极其重要的意义。

四、总结

水利工程关乎国计民生，水利工程技术至关重要，尤其是防渗技术作为水利工程施工中的关键技术，关乎到整个工程施工的成败。所以我们应不断探索，不断学习，争取在原有技术的基础上勇于创新，为我国水利事业的进一步发展创造出全新的防渗施工模式。

五、参考文献：

[1]张伯夷,符启.混凝土防渗墙的分类及其在水电工程中的发展[J].经营管理者,2012,(02):120-122.

[2] 张伟.水利工程中防渗施工工艺探讨[j].科技风,2010(10):89-90.

[3]王涛.混凝土防渗墙技术在水库工程除险加固中的应用探讨[J].科技创新与应用,2012,(14):56-57.

[4] 王卫东，邸国恩，黄绍铭．地下连续墙预制接头技术的研究与应用．地下空间与工程学报，2007（03）：132-133.