韓偉 付建利

摘要：建國以來，為了發(fā)展工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和調(diào)節(jié)水資源區(qū)域與季節(jié)分布的嚴(yán)重不均勻，我國修建了大量的水利工程。尤其是改革開放后隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，水利工程筑壩工藝和施工水平有了顯著提高，水利工程建設(shè)取得了巨大的發(fā)展成就，水利工程已成為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展不可或缺的重要組成部分和保障力量，不僅具有極高的經(jīng)濟(jì)屬性，同時還具有廣泛的社會屬性和政治屬性。因此，如何做好水利工程堤壩的防滲工作，成為水利人重要的工作方向和任務(wù)之一。本文結(jié)合筆者的工作經(jīng)驗(yàn)和當(dāng)前水利工程建設(shè)的發(fā)展水平，簡要闡述了防滲漏施工技術(shù)在水利工程堤壩中的應(yīng)用，不足之處以求指正。

關(guān)鍵詞：防滲漏 施工技術(shù) 水利工程 堤壩工程

一、 水利工程堤壩滲漏的主要分類

造成水利工程堤壩滲漏破壞險情的滲漏分為壩體滲漏和壩基滲漏。

（一） 壩體滲漏

1、漏洞

壩體背水坡及堤腳附近出現(xiàn)貫穿堤身的流水孔洞稱為漏水洞，由于漏水洞中的集中水流對土體的沖刷力很強(qiáng)，因此對堤壩的危害性極大。

2、沖刷

壩坡沖刷系由背水堤坡滲水所致，一種是壩坡的出溢比降大于允許比降而產(chǎn)生的滲透破壞，另一種是滲水集中后造成對坡面的水流沖刷。

3、壩體接觸沖刷

當(dāng)壩體發(fā)生集中滲流且沖刷力大于土體的滲透強(qiáng)度時，在集中滲流處就會產(chǎn)生接觸沖刷破壞。由于接觸沖刷的發(fā)展速度往往較快，嚴(yán)重威脅堤壩安全，必須對其進(jìn)行除險加固。

（二）壩基滲漏

壩基的滲透破壞常表現(xiàn)為滲水、土層隆起、膨脹、斷裂等，統(tǒng)稱為管涌。當(dāng)汛期水位升高時，背水側(cè)壩基的滲透出逸比降增大，若超過壩基的抗?jié)B臨界比降就會產(chǎn)生滲透破壞。在壩基的薄弱環(huán)節(jié)出現(xiàn)，如表土層較薄的位置，壩基管涌尤其是近堤腳的管涌，發(fā)展速度快，容易形成管涌洞，處理不當(dāng)極易發(fā)生潰堤的危險。

二、水利工程堤壩滲漏的主要原因分析

（一）自然因素

我國大部分水利工程的堤壩，尤其是眾多的中小型水庫圍壩是20世紀(jì)五六十年代修筑的，經(jīng)過半個世紀(jì)的流水沖刷、地震、滑坡等自然因素的損害，很多已成為危壩，存在嚴(yán)重的滲漏問題。

（二）人為因素

受施工技術(shù)和水平的影響，早期修建的水利堤壩不同程度的存在一定的質(zhì)量問題。同時，部分水利工程堤壩修筑時，存在偷工減料、不安設(shè)計要求或標(biāo)準(zhǔn)施工的現(xiàn)象。此外，在水利工程建成后長期的運(yùn)行階段，人為管理和維護(hù)上的失誤也是造成水利工程堤壩出現(xiàn)滲漏的重要因素。

三、水利工程堤壩中的防滲漏施工技術(shù)

（一）土石堤壩的防滲漏施工技術(shù)

1、高壓噴射灌漿施工技術(shù)

所謂高壓噴射灌漿施工技術(shù)是指施工時，先要用鉆孔機(jī)進(jìn)行鉆孔，接著再將灌漿管放進(jìn)灌漿部位，并通過灌漿管上的噴頭將高壓漿液對著土層進(jìn)行噴射，通過對土層的切割與攪拌，使土層的結(jié)構(gòu)被改變并和漿液混合成為一種新的凝結(jié)體，從而起防滲作用。按被灌地層結(jié)構(gòu)和防滲要求不同，分為定噴、擺噴和旋噴。旋噴通常用來對堤壩地基進(jìn)行加固，以提高地基的抗變形能力，從而減少地基由于變形、破壞而發(fā)生滲漏的現(xiàn)象。定噴和擺噴則主要用于對地基進(jìn)行防滲，以提高壩體邊坡的穩(wěn)定性。

2、混凝土防滲墻施工技術(shù)

混凝土防滲墻施工技術(shù)可分為淺薄型和深厚型，該技術(shù)能夠?qū)Ψ罎B墻的厚度進(jìn)行比較有效的控制，墻段的結(jié)合比較緊湊、密實(shí)，具有較高的安全性和可靠性，既可以對堤壩地基進(jìn)行永久性的防滲施工，還可以對發(fā)生滲漏的堤壩進(jìn)行防滲堵漏處理。淺薄型混凝土防滲墻施工技術(shù)的深度范圍通?？刂圃?0～20m內(nèi)，最深可達(dá)30m，適用于壩基厚度小于30m且水頭較小的土石堤壩進(jìn)行防滲施工。深厚型用于承受水頭20m以上，墻深超過30m的大壩及險要地段的堤壩防滲施工。

3、劈裂灌漿施工技術(shù)

根據(jù)堤壩的應(yīng)力分布規(guī)律，施工時，要先沿著堤壩的軸線進(jìn)行布孔，利用一定的灌漿壓力，將壩體沿壩軸線方向劈裂，同時灌注合適的泥漿，形成鉛直連續(xù)的防滲體，從而堵塞漏洞、裂縫或切斷軟弱層，提高堤壩的防滲能力，同時利用漿、壩互壓和濕陷，使壩體內(nèi)部應(yīng)力重分布，提高壩體的變形穩(wěn)定性。該技術(shù)能夠同時將壩體內(nèi)部的裂縫、孔洞等缺陷進(jìn)行消除，使堤壩壩體的整體防滲性能得到增強(qiáng)。

4、土工合成材料施工技術(shù)

土工合成材料是一種新型的建筑材料，具有質(zhì)量輕、施工簡易、運(yùn)輸方便、料源豐富等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)前，在水利工程堤壩中使用較廣泛的是土工織物、土工膜、土工復(fù)合材料。土工織物主要有紡?fù)凉た椢锖蜔o紡?fù)凉た椢飪煞N，針刺無紡?fù)凉た椢铮哂锌紫堵矢?、滲透性大、排水性能較好的特點(diǎn)，在水利工程堤壩中常作為排水反濾設(shè)施廣泛使用。土工膜防滲性能較好，價格便宜，但其CBR頂破強(qiáng)度較低，對于防滲要求較高的工程部位不宜使用，一般常用于壩基垂直防滲。土工復(fù)合材料是將兩種或兩種以上的土工合成材料組合在一起的產(chǎn)品，品種繁多，功能各異，其中復(fù)合土工膜具有防滲和排水雙重作用，在水利堤壩中應(yīng)用較廣泛，具有良好的經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)境效益。

（二）混凝土堤壩的防滲施工技術(shù)

1、提高混凝土的抗?jié)B性能

提升混凝土的抗?jié)B性能主要是通過提高混凝土的密實(shí)度，改善孔隙結(jié)構(gòu)，從而減少滲透通道，提高抗?jié)B性。常用的辦法是減小水灰比，選用適當(dāng)品種及強(qiáng)度等級的水泥，保證施工質(zhì)量，特別是注意振搗密實(shí)、養(yǎng)護(hù)充分等都對提高抗?jié)B性能有重要作用。此外，摻用引氣型外加劑，使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生不連通的氣泡，截斷毛細(xì)管通道，改變孔隙結(jié)構(gòu)，從而提高混凝土堤壩的抗?jié)B性。

2、碾壓混凝土堤壩的防滲技術(shù)

碾壓混凝土筑壩是通過將土石壩大型施工機(jī)械化移植到鋪筑混凝土壩上的方法，并利用混凝土壩斷面的緊湊、整體性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，來實(shí)現(xiàn)水利工程筑壩中的大面積輾壓。具有工藝簡單、上壩強(qiáng)度高、工期短、造價低、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，在我國得到了比較廣泛應(yīng)用。其主要防滲漏技術(shù)如下：

（1）斜層鋪筑技術(shù)

碾壓混凝土斜層鋪筑法是相對傳統(tǒng)的鋪筑方法而言的，即將傳統(tǒng)的水平攤鋪碾壓層改為1：10～1：20的斜層。采用斜層坡度合理、平推方向合適的斜層平推鋪筑法施工的碾壓混凝土，其層面抗?jié)B能力可以達(dá)到或接近碾壓混凝土本體的抗?jié)B性能，使碾壓混凝土本身即可承擔(dān)起壩體防滲的任務(wù)，不再需要其他的輔助防滲措施。

（2）自防滲技術(shù)

碾壓混凝土的防滲形式主要有“金包銀”模式、碾壓混凝土自防滲、在壩的上游面另做防滲層等模式。當(dāng)前在我國已普遍采用第二種模式，即采用三級配碾壓混凝土做大壩主體，其上游采用二級配碾壓混凝土作防滲結(jié)構(gòu)，在壩體上游面采用二級配富膠凝材料碾壓混凝土自身防滲。

3、聚丙烯纖維混凝土抗?jié)B技術(shù)

聚丙烯材料的特點(diǎn)是強(qiáng)度高，比重低，加入混凝土后，對控制混凝土的龜裂效果比普通混凝土高出90%-100%。由于纖維的存在，降低了水分在混凝土中的遷移性，減少了泌水和體積變化，減少了混凝土的塑性收縮，從而減少或消除裂縫的產(chǎn)生。加入聚丙烯纖維的混凝土抗?jié)B性能大為加強(qiáng)，一般滲透性可降低33%-45%。纖維含量0.8kg/m3的混凝土抗?jié)B標(biāo)號可從普通混凝土的S10提高到S14，抗?jié)B壓力可提高到25%。此外，混凝土中加入聚丙烯纖維，可以緩解溫度變化而引起的混凝土內(nèi)部應(yīng)力的作用，阻止溫度裂縫的擴(kuò)展。

結(jié)語：俗話說千里之堤毀于蟻穴，滲漏問題對于水利工程堤壩具有嚴(yán)重的危害性，不僅影響水利工程功能的有效發(fā)揮，更關(guān)系到人民群眾的生命財產(chǎn)安全。因此，有關(guān)部門和技術(shù)人員必須認(rèn)真分析當(dāng)前水利工程堤壩中的滲漏成因，科學(xué)選擇正確的防滲施工技術(shù)，為水利工程的健康運(yùn)行保駕護(hù)航。

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