摘要：国家经济建设发展离不开水利工程，尤其是在水环境不断恶化的背景下，加强水利工程建设对保护水资源也有积极作用。但是，渗漏问题对水利工程的负面影响非常严重，需要凭借相关的防渗施工技术予以消除。基于此，本文对防渗施工技术进行了简单的介绍，从灌浆施工和防渗墙这两个方面分别论述了防渗施工技术在水利工程中的应用，最后分析了高喷灌浆防渗墙技术的实践，希望可以对水利工程的防渗施工起到一定指导作用。
关键词：水利工程；防渗施工；灌浆施工；防渗墙；应用
1引言
近些年，水利工程的发展十分迅猛。据不完全统计，我国2014年水利工程投资总额超过了800亿元，在2015年有望突破千亿大关。在水利工程的建设过程中，渗漏问题不断暴露，对水利工程的质量造成了不小的影响。因此，在实际的施工中，必须结合水利工程的实际情况，选择合理的防渗技术进行施工，以提升水利工程的防渗性能，切实发挥出水利工程的作用。
2防渗施工技术简要介绍
水利工程防渗是水利工程进行施工时应该严格重视的一个问题，在相关施工规范中也对防渗提出了明确的要求。根据实际情况说来，水利工程出现渗漏问题的表现形式一般可以分为两种，一种是出现缝隙渗水，另一种是出现大面积渗水。出现缝隙渗水的主要原因是水利工程的施工过程中中对大面积的混凝土进行了分割，导致混凝土之间存在细小的缝隙，容易引起渗水问题出现。而大面积渗水的问题相较缝隙渗水要更加复杂，其主要是因为基坑底板设计施工没有达到相关标准，导致基坑的排水能力不符要求，进而在停电、设备故障等情况下不等及时排除基坑中的积水，进而诱发大面积渗水的问题。此外，混凝土和模板施工不合理，也会导致渗水问题出现。在水利工程的防渗施工中，最为主要的施工技术就是灌浆施工技术和防渗墙施工技术，尤其是在前者在最近几年的发展非常快速，运用领域也不断扩展。灌浆施工的基本原理就是利用特定的浆液对出现渗水问题的地方进行封堵，其基本的施工流程就是对渗水部位进行钻孔，然后利用压浆设备将防渗浆液压入其中。根据灌浆施工技术的施工工艺，可以将其分为综合灌浆、全孔一次灌浆和分段灌浆三类施工方法。这三类施工方法根据其细节的不同还可以划分为更多细小的施工方法。从其实际运用来讲，灌浆防渗施工技术主要是在地层施工时进行，通过对地层进行加固，提升其整体性。随着水利工程的渗漏问题凸显，其在防渗处理中的运用也越加广泛，对消除渗水问题起到了显著的作用。防渗墙施工技术的主要最用就是防渗，根据墙体结构类型的不同，其可以被分为混合型防渗墙、槽孔型防渗墙以及桩柱型防渗墙。这三种基本防渗墙施工技术中，槽孔型防渗墙的使用最为广泛。根据防渗墙墙体材料的区别，可以划分为粘土混凝土防渗墙、钢筋混凝土防渗墙以及混凝土防渗墙等多个类别。而依据成槽施工的具体方法，又可以分为锯槽防渗墙、射水成槽防渗墙以及链斗成槽防渗墙等。
3水利工程中灌浆防渗技术的施工应用
3.1喷射灌浆所谓喷射灌浆，主要就是通过压力装置将用于防渗的浆液喷射到出现渗水的部位，通过较高的压力破坏出现渗水问题部位的材料，使其和喷射浆液融合固结，最终形成具有防渗性能的整体结构，从而实现防渗的效果。从具体的施工看，喷射灌浆根据浆液喷射方式的不同，可以分为定喷、摆喷和旋喷。所谓定喷就是喷头固定，对一个部位施工完成之后再进行下一个部位的喷射，其喷射面积较小。而摆喷是喷头进行摆动浆液喷射，其面积较大。喷射灌浆施工技术的优势明显，不仅成本低廉、施工效率质量较高，而且浆液材料来源广泛、施工操作方便。但是，根据实际情况说来，喷射灌浆施工技术也存在不少缺陷，比如对施工场地条件要求较高，所需施工设备较多，不能对渗水区颗粒物作出精准分析。不仅如此，在颗粒物的粒径大于200mm时，还可能出现漏喷的问题，造成防渗施工效果不佳。比如，在某围堰工程中就使用了摆喷灌浆防渗施工技术，但是因为没有全面分析施工对象，导致粒径大于200mm的颗粒存在于灌浆施工区域。在该围堰工程施工完成之后，运行一月未满就出现了比较细微的渗水现象。虽然并不是很严重，但对围堰的整体性能还是造成了一定的影响。基于此，只得通过另外的防渗技术对其进行处理。比如可以通过锯槽成墙或是劈裂灌浆的方法对出现渗漏问题的部位进行处理。3.2劈裂灌浆劈裂灌浆在实际的应用中表现出了非常显著的应力规律特征，在水利工程中常被用作坝体的防渗处理。一般说来，在水利工程的坝体出现渗漏问题时，可以通过劈裂关键对其进行处理，起到防渗的效果。其施工工艺流程一般分为三步，一是结合水利工程坝体的应力分布情况，设计符合实际要求的劈裂灌浆的劈开线路和方向。二是制备用于灌注的浆液。由于坝体是保证水利工程安全的关键设施，其防渗性能等级必须满足相关规范标准，灌注浆液也必须达到对应的性能要求。三是在完成前两步工作的基础上，通过专门的施工设备对坝体按照设计好的线路和方向进行劈裂施工。在进行劈裂施工的同时，还需进行连续的浆液灌注，以便可以在劈裂的坝体空间内形成完整连续的防渗墙，如此便可从坝体的内部加强其防渗性和稳定性。需要注意的是，坝体渗漏问题一旦出现，就应当及时对其展开局部劈裂灌浆施工，避免问题蔓延扩大。比如，某水电站在建设施工过程中就出现了坝体渗水的问题，该问题得到了施工单位的高度重视，及时对渗水部位进行了勘察，明确了渗水原因，按照坝体的设计图纸合理规划了劈裂灌浆的劈裂线路和方向。其劈裂宽度为0.25m，劈裂长度为2.6m，劈裂深度为2.4m。通过及时进行灌浆防渗，该水电站坝体的渗水问题被完全消除。3.3控制灌浆在绿色节能理念不断发展的背景下，控制灌浆技术得以提出，其对传统的灌浆技术进行一定程度的创新和改进。控制灌浆的核心在于对灌注浆液的压力和流量进行了精确的控制，可以切实根据水利工程的防渗需求进行灌浆施工。不但可以有效节省相关施工材料，还可以有效提升灌浆施工的效率和质量。在运用灌浆施工技术时，首先需要对水利工程的防渗需求予以明确，分析渗漏原因。在此基础上，设计合理的控制灌浆施工方案，落实施工活动，确保渗漏问题得以解决。
4水利工程中防渗墙技术的应用
4.1锯槽成墙在防渗墙的施工中，锯槽成墙是一种实用性很高的施工技术，其需要优先设置先导孔，然后通过锯槽机往复切割施工便可完成防渗墙的施工。在实际施工过程中，还需对施工速度和锯槽施工角度进行合理控制。根据施工场地的地质条件，施工速度维持在0.8m/s到1.5m/s之间较为适当，具体值则需根据实际情况进行确定。在进行切割施工时，会产生大量的废土废渣，其可以通过正循环或反循环的方式进行清排。完成切割施工之后，就需要通过浇筑浆液对锯槽进行灌注填充，以构成防渗墙。比如，在某水泵站进行升级改造时，其5号泵站的改造重点在于防渗改建。根据其实际的地质条件，决定采用锯槽成墙的方式进行防渗墙的施工，其锯槽宽度根据泵站前池参数定位5m深、0.35宽，施工角度为水平向30o。按照这一基本参数进行锯槽施工，施工中产生的废土用正循环排除用于泵站其他改造施工。完成清排工作之后，对其进行混凝土浇筑施工，即可形成锯槽防渗墙。4.2多头成墙多头成墙的施工方法比较适用于较为大型的水利工程，其基本工艺原理就是在渗水区实用搅拌桩机进行钻进施工，在达到设计深度之后直接注入防渗浆液，使其和钻孔内产生的泥土进行搅拌形成混合体，待其凝固之后即成为水泥土桩。在这些水泥土桩的强度达到一定程度之后，将其有机连接即可形成完整的水泥土防渗墙，起到良好的防渗效果。从多头成墙的实际应用看来，其施工深度小于22m，过程简单、操作便利、成本低廉、污染较小。比如，在某水电站的施工中，由于其地处某河流的中段，水流速度和面积都比较大，对水电站的冲击作用比较明显。经过长时间运行，该水电站出现了区域局部渗水现象。基于此，水电站通过专门的施工队伍。利用多头成墙施工技术，对这些出现渗水问题的区域进行钻孔成桩，然后设置防渗墙。在完成防渗施工之后，该水电站的这些区域在以后的运行没有再出现渗水。4.3链斗成墙链斗成墙的施工工艺稍显复杂，其主要是利用链斗开槽机展开挖槽施工，同时将排桩插入槽中。和锯槽成墙相比，其都是通过机械设备开挖防渗浇筑空间，但是链斗成墙的深度较小，只有10m到15m左右。而锯槽成墙的深度可以达到40m。但是，链斗成墙的宽度较大，可以到16到50m的水平，这是锯槽成墙不能相比的。
5高喷灌浆防渗墙技术的实践
5.1施工材料的选用在利用高喷灌浆防渗墙施工技术对水利工程展开防渗施工时，材料的选择是其中非常关键的环节。在一般情况下，对水利工程无特别要求，使用强度32.5以上的普通水泥。另外，为了满足其他方面的要求，还需要加入一些化学添加剂，使灌注浆液表现出不同的性能。比如，不添加其他外加剂，28d的抗压强度达到1-20MPa，水灰比在0.8到1.5之间，这就属于普通型灌注浆液。添加扩散剂，则得到的是高强型浆液；添加水玻璃等，则得到的是抗渗型浆液。具体的类型，需要结合工程的实际情况进行选择。5.2桩径设计在水利工程中，高喷灌浆防渗墙技术的关键在于桩体。桩体质量过硬，则最终的防渗效果就能达到预期。根据固结体的成型工艺，可以划分为单管法、双管法以及三管法。从以往的实践经验可以看出，桩体直径会受到地层密实度、喷射流结构的影响，因此需要对桩径实现优化选择，符合相应的技术规范，才能保证施工的可靠性。下表列出了砂性土和粘性土种情况下使用不同灌浆方法的桩径选择参考标准。5.3渗透系数的计算在使用高喷灌浆防渗墙技术进行水利工程施工时，防渗系数计算是一个重要的环节，其决定了最终的防渗效果。一般情况下，大多数水利工程对防渗系数的要求集中在K<1x10-6cm/s的水平范围。但是，由于不同地区的地质条件、水文条件、工程周边环境等存在诸多差异，因此防渗系数需要结合实际情况进行计算。在中小型的水利工程中，由于堤身高度不高，渗透系数可以选择K<1x10-4cm/s。若是对水头、行洪时间等再加强考虑，可以适当增大防渗系数。同时，对于中高坝体或是渗透体，渗透系数可以在K<1x10-4cm/s的范围中进行合理选择；对于中低坝体，一般将渗透系数控制在K<1x10-5cm/s的水平。5.4墙体厚度和弹性模量的计算高喷灌浆防渗墙技术的应用，还需明确墙体的厚度。由于渗流条件、墙体结构以及施工工艺都会影响到墙体厚度，因此可以通过允许坡降法计算墙体的厚度，对应的公式为[B]≥ΔH/J允,式中B为墙体厚度，ΔH为水头，J允为允许坡降。另外，在计算厚度的基础上，还需对应计算弹性模量。对于大多数水利工程，弹性模量需要控制在36-65MPa这一范围。而且，弹性模量会随着埋深的增加而增加，只有和地层弹性模量尽可能保持一致，才能使其发挥出最佳效果。
6结束语：
在水利工程的建设和运行过程中，渗水问题一直存在，值得重点关注。在实际的工作中，必须对水利工程出现渗水问题的原因深入辨析，在此基础上选择合理的防渗施工技术，确保水利工程渗水问题能够被切实解决。
作者：陈利刚 单位：中国水利水电第五工程局三分局
