水利工程防滲施工過程中存在的問題

雖然在現(xiàn)代水利工程施工過程中會(huì)運(yùn)用到很多防滲施工技術(shù)，但是，現(xiàn)階段的水利工程在施工和后期使用過程中仍然存在較為嚴(yán)重的滲水現(xiàn)象，造成這種局面的主要原因是由于防滲施工技術(shù)的使用對(duì)象以及使用條件存在的局限性。水利工程施工企業(yè)的施工人員以及管理工作上存在的漏洞也導(dǎo)致水利工程在進(jìn)行防滲施工時(shí)存在諸多問題。

防滲建筑公司存在的問題

很多建筑施工企業(yè)并不具備自己的專業(yè)技術(shù)人員以及施工隊(duì)伍，他們?cè)讷@得橋梁、建筑、水利工程以及公路工程施工資質(zhì)之后，會(huì)把相關(guān)任務(wù)外分出去。

水利工程施工作為一項(xiàng)技術(shù)性和專業(yè)性相對(duì)較強(qiáng)的工作，需要建筑施工單位派設(shè)專業(yè)的技術(shù)人員來對(duì)施工現(xiàn)場進(jìn)行指導(dǎo)，但是，在實(shí)際施工過程中，施工企業(yè)只是安排幾名管理工作人員來執(zhí)行相應(yīng)的維護(hù)工作，從而導(dǎo)致施工隊(duì)伍只是按照進(jìn)度以及任務(wù)的要求來進(jìn)行施工，不能結(jié)合實(shí)際施工環(huán)境選擇合適的水利工程防滲技術(shù)，施工人員大都是憑借自我感覺和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行施工，沒有對(duì)周圍環(huán)境以及土層進(jìn)行考察，從而導(dǎo)致水利工程施工質(zhì)量達(dá)不到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和要求。

防滲防滲技術(shù)存在的問題

我國現(xiàn)階段水利工程在施工過程中除了上文中進(jìn)行闡述的3 種防滲技術(shù)之外，還包括震動(dòng)成墻技術(shù)、灌漿法等一系列技術(shù)。

很多防滲施工技術(shù)在實(shí)際使用過程中都具有各自的缺陷，例如深層攪拌成墻技術(shù)一般都運(yùn)用在淤泥、黏土、砂土或者直徑小于5cm 范圍的砂礫中。防滲技術(shù)的性質(zhì)和特點(diǎn)從根本上決定了其運(yùn)用范圍，施工隊(duì)伍在進(jìn)行選擇時(shí)，一定要對(duì)不同的防滲施工技術(shù)進(jìn)行甄別和判斷。

防滲質(zhì)量監(jiān)督工作存在的問題

水利工程在竣工之后一般都要由建筑部門對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，因?yàn)楣こ藤|(zhì)量將會(huì)對(duì)區(qū)域居民的生活和生產(chǎn)產(chǎn)生直接影響。但是，防滲技術(shù)大都是運(yùn)用在建筑內(nèi)層或者地下，質(zhì)監(jiān)部門很難對(duì)施工過程中的每一個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)督和論證，這必然會(huì)導(dǎo)致工程防滲施工質(zhì)量的檢測(cè)工作難以進(jìn)行，引發(fā)嚴(yán)重的漏水現(xiàn)象。

病險(xiǎn)水利水電工程最主要的病征是滲透問題，有地基（包括壩肩）滲透和壩體滲透。根據(jù)不同的壩型、壩基和病因情況，應(yīng)采取不同的處理方法。常用的是防滲墻和灌漿。

防滲防滲墻

防滲墻一般要求墻體厚度小、滲透系數(shù)低、柔性強(qiáng)、耐久性好及單位面積造價(jià)低。防滲墻施工有多頭深層攪拌水泥土、鋸槽法、鏈斗法、薄型抓斗、射水法和倒掛井法等成墻工藝。

1、多頭深層攪拌水泥土成墻工藝。

多頭深層攪拌樁機(jī)一次多頭鉆進(jìn)，把水泥漿噴入土體并攪拌，使土體與水泥漿液混合固結(jié)成一組水泥土樁，樁與樁搭接形成水泥土防滲墻，最大成墻深度為22m，水泥土滲透系數(shù)<10cm/s，抗壓強(qiáng)度>0.3MPa。其優(yōu)點(diǎn)是施工簡便、無泥漿污染、造價(jià)較低，適用于粘土、砂土、淤泥和砂礫層（砂礫直徑小于5cm）。實(shí)踐證明，多頭深層攪拌水泥土防滲墻防滲效果明顯，在地下防滲工程中質(zhì)量可靠，投資最經(jīng)濟(jì)、最有效，具有一定發(fā)展前景。

2、鋸槽法成墻工藝。

在先導(dǎo)孔中，鋸槽機(jī)的刀桿以一定的傾角一邊做上下往復(fù)切割運(yùn)動(dòng)，一邊以0.8-1.5m/h 的速度（根據(jù)地層狀況）向前移動(dòng)開槽;被鋸切割下來的土體可由反循環(huán)或正循環(huán)方式的排渣系統(tǒng)排出槽外，并采用泥漿護(hù)壁。澆筑塑性混凝土，形成寬度為0.2-0.3m 的防滲墻體。鋸槽機(jī)由行走底盤、動(dòng)力及傳動(dòng)系統(tǒng)、刀桿及支架加壓系統(tǒng)、排渣系統(tǒng)、起重設(shè)施及電氣控制系統(tǒng)組成;傳動(dòng)方式有機(jī)械式與液壓式2 種。以不同規(guī)格的刀桿進(jìn)行組合，開槽寬度可達(dá)0.2-0.5m、深度達(dá)到40m。鋸槽法的優(yōu)點(diǎn)是連續(xù)成槽、工效高、墻體連續(xù)、質(zhì)量好，并且成墻深，適應(yīng)于粘土、砂土和卵石粒徑小于100mm 的砂礫石地層;還可以采用自凝灰漿、固化灰漿形成不同強(qiáng)度和抗?jié)B指標(biāo)的防滲墻。

3、鏈斗法成墻工藝。

由鏈斗式開槽機(jī)排樁上的旋轉(zhuǎn)鏈斗取土，同時(shí)將斜放的排樁下放到成墻深度，開槽機(jī)前進(jìn)開挖溝槽，并采用泥漿護(hù)壁，其澆筑混凝土方法類似鋸槽法。鏈斗式開槽機(jī)的開槽寬度為16-50cm，深度可達(dá)10-15m。適應(yīng)于粘土、砂土和粒徑小于槽厚的、含量小于30%的砂礫石地層。

4、薄型抓斗成墻工藝。

采用斗寬為0.3m 的薄型抓斗挖土開槽，泥漿護(hù)壁，澆筑塑性混凝土或用自凝灰漿形成薄壁防滲墻，最大成墻深度可達(dá)40m。適用于粘土、砂土及卵石和砂礫的含量與粒徑在一定范圍內(nèi)的土層。

5、射水法成墻工藝。

射水法成墻設(shè)備主要由造孔機(jī)、混凝土攪拌機(jī)和澆筑機(jī)組成。利用造孔機(jī)成型器內(nèi)的噴嘴，射出高速水流來切割土層，成型器上下運(yùn)動(dòng)切割修整孔壁，采用泥漿護(hù)壁，正循環(huán)或反循環(huán)出渣。槽孔形成后，澆筑水下混凝土或塑性混凝土，形成薄壁防滲墻。成墻厚度為0.22-0.45m，深度可達(dá)30m.成墻垂直精度可達(dá)1/300，適應(yīng)于粘土、砂土和粒徑小于100mm 的砂礫石地層。在1998年歷史罕見的特大洪水過后，在長江、贛江、鄱陽湖等國內(nèi)重要堤防加固工程中，射水法得到廣泛采用，取得了較好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

防滲灌漿

土石壩壩體、壩基防滲處理中灌漿方法主要有均質(zhì)土壩及寬心墻壩的壩體劈裂灌漿、高壓噴射灌漿、壩基卵礫石層防滲帷幕灌漿等。

1、土壩壩體劈裂灌漿。

土壩壩體劈裂式灌漿是運(yùn)用壩體應(yīng)力分布規(guī)律，用一定的灌漿壓力，將壩體沿壩軸線方向劈裂，同時(shí)灌注合適的泥漿，形成鉛直連續(xù)的防滲泥墻，從而堵塞漏洞、裂縫或切斷軟弱層，提高壩體的防滲能力，并通過漿、壩互壓和濕陷，使壩體內(nèi)部應(yīng)力重分布，提高壩體變形穩(wěn)定性。針對(duì)裂縫的局部灌漿，在可能有裂縫的區(qū)域，均勻布置類似固結(jié)灌漿的灌漿孔群;對(duì)壩體施工質(zhì)量差，甚至出現(xiàn)上下游貫通的橫縫，一般應(yīng)做全線的劈裂灌漿。我國廣東省寶樹水庫用土壩壩體劈裂灌漿技術(shù)來解決土壩壩體的滲漏問題，結(jié)果表明灌漿后壩體密實(shí)度得到提高，滲透系數(shù)降低，背水坡濕潤滲水現(xiàn)象消失，壩體滲流量減少70%以上。

2、高壓噴射灌漿。

高壓噴射灌漿防滲是借助于高壓水泥漿液射流沖擊破壞被灌地層結(jié)構(gòu)，使水泥漿液與被灌地層土顆粒摻混，形成壁狀固結(jié)體而起防滲作用。根據(jù)被灌地層結(jié)構(gòu)和防滲要求不同，又分為定噴、擺噴和旋噴。高壓噴射灌漿防滲處理的優(yōu)點(diǎn)是:設(shè)備簡單、工效高、料源廣、造價(jià)低，搭接防滲的效果好。缺點(diǎn)是:機(jī)具較多、對(duì)地質(zhì)條件的要求較高，控制不好易在較大（>200mm）顆粒背后形成漏噴現(xiàn)象。

3、卵礫石層防滲帷幕灌漿。

卵礫石層的防滲帷幕灌漿大都采用以粘土為主加少量水泥的混合漿液進(jìn)行灌注，不同于在巖石中灌漿。卵礫石層灌漿難以形成自立的鉆孔，故常采用套閥式灌漿、循環(huán)鉆灌閥跟管灌漿、打管灌漿的方法。因受地質(zhì)條件的限制，不能有效控制漿液的填充范圍，為達(dá)到相對(duì)較高的防滲標(biāo)準(zhǔn)，常需采用3 排以上的灌漿孔。隨著防滲墻技術(shù)的日益成熟，較少采用該方法，僅用于當(dāng)灌漿作為補(bǔ)充勘探的手段，同時(shí)兼顧防滲處理，可以更加準(zhǔn)確地針對(duì)發(fā)生集中滲漏的地點(diǎn)，通過少量的灌漿使問題得到解決。

4、控制性灌漿。

控制性灌漿是近年來提出的一種改進(jìn)型灌漿工藝，是對(duì)傳統(tǒng)灌漿工藝的一種調(diào)整，通過控制漿液壓力和流量，在保證質(zhì)量和效果的前提下，有效控制灌漿范圍，節(jié)約時(shí)間和投資。

防滲排水固結(jié)技術(shù)

這種防滲施工技術(shù)一般用在軟弱土層和飽和土層的處理中，泥炭土層施工過程中很少用到這種排水固結(jié)技術(shù)。

加壓系統(tǒng)和排水系統(tǒng)是構(gòu)成這種技術(shù)的主要因素，主要是指在進(jìn)行建筑物構(gòu)造之前先對(duì)其進(jìn)行加，將土體各個(gè)孔隙之間的水排出在外，從而不實(shí)現(xiàn)固結(jié)，這一技術(shù)能夠從根本上提升工程強(qiáng)度，但是，要求的使用對(duì)象具有相對(duì)的局限性，因此，在實(shí)際施工過程中，要先對(duì)施工區(qū)域的地質(zhì)進(jìn)行測(cè)試，保證地質(zhì)合適時(shí)，再鋪設(shè)土層。

排水固結(jié)技術(shù)具有節(jié)省物力、人力的優(yōu)點(diǎn)，施工過程較為方面，在水利工程防滲施工過程中較為常見。

進(jìn)一步完善水利工程防滲施工的措施

我國現(xiàn)階段水利工程防滲施工技術(shù)逐漸朝著成熟化的方向發(fā)展，水利工程防滲問題仍然較為明顯，要想不斷提升水利工程防滲施工水平，就要從以下幾個(gè)方面來進(jìn)行。

防滲做好施工前的準(zhǔn)備工作

水利工程施工質(zhì)量對(duì)于經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步將會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，所以，在進(jìn)行水利工程施工之前，要選擇具有先進(jìn)施工技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)豐富的施工隊(duì)伍，還要聘請(qǐng)資歷較深的專家學(xué)者對(duì)工程進(jìn)行測(cè)量，并分析其可行性。對(duì)水文特點(diǎn)以及土層結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和考察。

建筑施工企業(yè)要結(jié)合水利工程區(qū)域環(huán)境選擇科學(xué)的防滲施工技術(shù)，做好防滲工作，從而提升水利工程的使用質(zhì)量和使用壽命。

防滲做好施工技術(shù)檢測(cè)、選擇良好的施工材料

水利工程具有不同的形態(tài)，堤壩、水庫和發(fā)電設(shè)備都包含其中，因此，建筑施工人員在實(shí)際施工之前，還要選擇科學(xué)合適的材料，保證各種施工材料滿足國家頒布的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于高壓噴射技術(shù)以及防滲墻施工過程中的水泥施工，建筑施工人員要做好相應(yīng)的控制工作，保證達(dá)到防滲的標(biāo)準(zhǔn)和要求。水利工程施工過程中，要對(duì)具體的施工環(huán)節(jié)實(shí)施檢測(cè)。

建筑施工企業(yè)除了需要安排專業(yè)的管理工作人員做好日常管理工作之外，還要安排技術(shù)工作人員實(shí)施現(xiàn)場指導(dǎo)，減少施工過程各種技術(shù)難題出現(xiàn)的可能性。

防滲做好水利工程完成之后的維護(hù)工作

水利工程完成施工之后，施工人員要對(duì)其進(jìn)行定期檢測(cè)。

工程材料受到自然災(zāi)害以及長期運(yùn)行的影響，可能會(huì)產(chǎn)生較大的質(zhì)量問題。施工人員要嚴(yán)格控制水利工程的每一個(gè)防滲環(huán)節(jié)，對(duì)于出現(xiàn)的質(zhì)量問題，要及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)，避免滲漏面積不斷擴(kuò)大，從而延長建筑水利工程的使用年限。水利工程部門還需要做好相應(yīng)的保護(hù)工作，盡可能減少自然災(zāi)害對(duì)建筑水利工程的危害，杜絕任何人為因素對(duì)其產(chǎn)生的影響，從而保證水利工程在使用過程中產(chǎn)生更大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值。

防滲滲濾液特征

滲濾液是由垃圾中有機(jī)物降解生成的新物質(zhì)以及生活垃圾的溶解物質(zhì)與雨水和地下水混合而成的，由于垃圾組份的多樣性和復(fù)雜性，導(dǎo)致滲濾液的化學(xué)成分十分復(fù)雜，污染物濃度變化范圍很大。

填埋場垃圾滲濾液一般具有以下化學(xué)特征：

（1）滲濾液的化學(xué)成分極為復(fù)雜，有機(jī)污染物、無機(jī)污染物和重金屬離子等多種污染組份共存，表現(xiàn)出很強(qiáng)的綜合污染特征。

（2）滲濾液污染成分濃度很高，如CODcr最高可達(dá)105mg/l以上, 為工業(yè)污染允許排放標(biāo)準(zhǔn)的倍以上， 一的濃度可100倍以上，是NH₃-N的倍。由此可見，滲濾液污染性極強(qiáng)，是一種嚴(yán)重的污染源。

（3）COD和BOD指標(biāo)表明有機(jī)物含量高，成分復(fù)雜。己經(jīng)發(fā)現(xiàn)在滲濾液中可能存在的有機(jī)物超過100種。

（4）滲濾液中無機(jī)污染物的組份也十分復(fù)雜，其成分和濃度在很大程度上與填埋垃圾的成分和時(shí)間有關(guān)。

（5）生活垃圾中的金屬物質(zhì)，經(jīng)淋濾和各種酸化作用后進(jìn)入滲濾液，使?jié)B濾液中重金屬離子含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過工業(yè)水排放標(biāo)準(zhǔn)和生活水飲用標(biāo)準(zhǔn)。

防滲防滲系統(tǒng)的功能要求

對(duì)這種成分極其復(fù)雜、污染性極強(qiáng)的滲濾液進(jìn)行控制，最有效的措施就是建立防滲系統(tǒng)。在填埋場中建立的防滲系統(tǒng)是否有效達(dá)到防滲目的，一方面取決于防滲系統(tǒng)是否能有效阻止?jié)B濾液外泄，另一方面取決于防滲系統(tǒng)是否能有效阻止污染物向外遷移，同時(shí)還要盡量阻止地下徑流進(jìn)入填埋場，防止產(chǎn)生更多滲濾液。

一般來說, 一個(gè)良好的填埋場防滲系統(tǒng)應(yīng)具有以下功能：

（1）盡量封閉滲濾液于填埋場中，使其進(jìn)入滲濾液收集系統(tǒng)， 防止其滲透流出填埋場之外，造成對(duì)周圍土壤、地下水及地表水的污染。

（2）防止地下徑流進(jìn)入填埋場，避免產(chǎn)生過多滲濾液，使處理量增加。

（3）避免填埋場內(nèi)產(chǎn)生的氣體向外遷移，使之得到有控釋放，提高收集效率。

（4）與滲濾液有很好的化學(xué)相容性， 能抵抗?jié)B濾液的侵蝕，能有效阻滯滲濾液中的有害污染物質(zhì)。

（5）具有足夠的強(qiáng)度和耐久性，保證填埋工作壽命之內(nèi)防滲系統(tǒng)的安全性。

（6）具有較好的環(huán)境效應(yīng)，本身不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響和破壞。 2100433B

各種防滲結(jié)構(gòu)并無顯著差異，只是防滲性能有所差異，結(jié)構(gòu)層次從上到下為：滲濾液收集導(dǎo)排系統(tǒng)、防滲層、基礎(chǔ)層、地下水收集導(dǎo)排系統(tǒng)。

填埋場防滲系統(tǒng)1.單層防滲結(jié)構(gòu)

可采用壓實(shí)黏土單層防滲，或HDPE（高密度聚乙烯）膜單層防滲。

填埋場防滲系統(tǒng)2.復(fù)合防滲結(jié)構(gòu)

可采用HDPE膜和壓實(shí)土壤的復(fù)合防滲層，或HDPE膜和GCL的復(fù)合防滲層。

填埋場防滲系統(tǒng)3.雙層防滲結(jié)構(gòu)

該層次從上至下為滲濾液收集導(dǎo)排系統(tǒng)、主防滲層、滲漏檢測(cè)層、次防滲層、基礎(chǔ)層、地下水收集導(dǎo)排系統(tǒng)。主防滲層和次防滲層均應(yīng)采用HDPE膜作為防滲材料。

水閘閘基的垂直防滲措施，傳統(tǒng)的方法有板樁、混凝土地下連續(xù)墻、高壓噴射灌漿帷幕、聯(lián)體攪拌樁等，發(fā)展起來的新技術(shù)有振動(dòng)沉模防滲板墻、土工膜垂直鋪塑防滲技術(shù)等。

本水閘的上、下游水頭差小，最大上、下游水頭差僅有2.26m，且因?yàn)橛倌酀B透系數(shù)小，僅需幾米深的垂直防滲便可解決閘基防滲問題，故這些垂直防滲設(shè)施不需深入至基巖。另外，防滲設(shè)施本身也存在沉降的問題，因此，需處理好防滲設(shè)施與閘室底板齒墻的對(duì)接問題。

振動(dòng)沉模防滲板墻技術(shù)，本質(zhì)上也是混凝土地下連續(xù)墻，只是在成槽工藝上做了改進(jìn)，加快了施工進(jìn)度，并解決了在軟塑一流塑狀淤泥中的成槽問題，但最終形成的地下連續(xù)墻同樣存在與閘室底板連接的問題。而且這種技術(shù)需要專門的施工設(shè)備。垂直鋪塑防滲技術(shù)，需要先挖槽，但西河水閘地基為軟塑一流塑的淤泥層，這種地層難以成槽，所以也不宜采用。聯(lián)體攪拌樁技術(shù)，由于在淤泥中成樁，樁體強(qiáng)度低，無法懸掛于水閘底板上，也不宜采用 。

填埋場防滲系統(tǒng)1.天然防滲

天然防滲是指在填埋庫區(qū)具有天然防滲層，其隔水性能達(dá)到防滲要求，不需要利用人工材料進(jìn)行防滲。此類填埋場一般位于黏土和膨潤土的土層。黏土狀土壤是天然不透水材料，極大限制了水分遷移速率，而在大多數(shù)衛(wèi)生填埋場，黏土襯層的建造通過添加水分和機(jī)械壓實(shí)以改變黏土的結(jié)構(gòu)來滿足工程特性。

填埋場防滲系統(tǒng)2.人工防滲

大部分填埋場的地質(zhì)條件無法達(dá)到天然防滲的要求，因此目前的衛(wèi)生填埋場一般采取自然和人工結(jié)合防滲措施。

人工防滲措施分為垂直防滲、水平防滲、垂直與水平防滲相結(jié)合三類。

①垂直防滲技術(shù)

垂直防滲是在填埋場區(qū)為一相對(duì)獨(dú)立的水文地質(zhì)單元的前提下采用的一種經(jīng)濟(jì)而簡便的防滲工程措施，也適合廢棄物簡易堆放場地的污染阻斷。通常在廠區(qū)地下水徑流通道出口處設(shè)置垂直的防滲設(shè)施。

垂直防滲采用較多的是帷幕灌漿，漿液主要有水泥漿、黏土加水泥漿、化學(xué)藥劑加水泥漿、膨潤土加水泥漿等。

②水平防滲技術(shù)

水平防滲是目前國內(nèi)外使用最廣泛、最有效的填埋場防滲技術(shù)，主要包括場地平整、防滲襯里材料的選擇和防滲層結(jié)構(gòu)設(shè)置等內(nèi)容。