中国水利水电第十二工程局有限公司 浙江杭州 310004
摘要：水利工程堤防防渗施工对于水利工程的价值发挥有重大意义，且现阶段防渗施工技术较为完善，存在多种技术方案应对不同施工环境与要求。相关人员应当提升自身对于各种技术方案的了解与应用能力，做好堤防防渗施工，保证水利工程的稳定性与功能发挥。
关键词：水利工程；堤防防渗；施工技术；研究
1导言
水利工程的施工建设比较复杂繁琐，施工过程中涉及多项技术、多种材料、再加之水文地质条件比较复杂因而施工质量较难控制。在水利工程施工与使用期间，堤坝渗漏等质量问题较常出现，这类问题会严重影响水利工程结构的稳定性，耐久性，使水利工程鹅功能作用无法充分发挥。因此在水利工程施工建设期间，必须做好堤防防渗施工，合理采用各类防渗技术有效提高堤防结构的密实性、稳固性，减少或避免渗漏问题出现几率，让水利工程的防洪、灌溉、发电等功能得以实现。下面联系实际，就水利工程堤防防渗施工技术做具体分析。
2水利工程堤防防渗技术的重要性和作用
水资源对我国乃至全世界都有着非常重要的作用，是人类赖以生存的基础。虽然地球上有如此多的水，但是很多并不能得到有效的开采，所以水利工程建设在人民的生活和工业生产中显得尤为重要。在人们日常生活中，最常见的堤防方式是利用庞大的建筑物阻挡洪水，其主要作用就是预防洪水的突然来临，并减小洪水的破坏能力，这样在一定程度上就能控制洪水泛滥，从而保证当地人民的正常生活和生命财产安全，也能保证当地的各种生产活动顺利开展。除此之外，在水利工程中，堤防也能起到控制洪水的作用，可将洪水控制在流道内，这样就可提高洪水的流速，将流沙控制在底部。另一个作用就是通过堤防灌溉农田，不仅控制了洪水，还在一定程度上提高了当地农产品的产量，对人们的日常生活有着非常重要的意义。但是此工程有着较高的质量要求，堤防防渗不仅要增加本工程的防渗能力，更重要的是提高整个工程的安全性及可靠性。所以要对此引起足够的重视。
3堤防建设的现状及问题
3.1现状
我国的水资源储存量丰富，并且每年的水利工程都在逐步增加，据相关资料显示，我国现在的水利工程堤防的总长度大约有30万km，这就在某种程度上大幅减少了水资源的浪费，从而使水资源得到有效充分的利用，并且促进我国各种经济的繁荣昌盛和发展。但是由于综合因素的影响，我国早期修建的堤防防渗工程出现了一定程度的渗漏。
3.2问题
3.2.1原材料的问题
原材料质量的好坏在很大程度上决定了整个工程的安全性，在我国众多水利工程建设实例中，个别设计人员及施工人员，为把施工成本降到最低，往往忽视了原材料质量的问题，而只考虑方案设计及施工问题。在实际的工程建设中，个别施工企业为自己的利益，往往采用一些劣质材料，很大程度上降低了工程的安全性，久而久之便会出现堤防渗漏的问题。这些就属于在原材料质量问题上未给予足够的重视。
3.2.2工程进度问题
一般水利工程项目的建设规模较大，从而所需要的施工时间就会较长，在长期的施工日程中，工程项目结构的承受和抗压能力就会逐渐减小，加上经常性的风吹日晒和潮湿的阴雨天，然后又由于缺乏科学的保养和完善，使堤防工程的使用寿命不断减小，最终出现一系列的漏水、渗水问题。
3.2.3工程设计方案问题
在我国漫长的历史中，有些早期的水利工程建设，当时由于工作人员的经验较少，缺乏科学理论的指导及设计水平有限，造成设计方案在科学上存在某些不足。衡量工程质量问题的标准也随着时代的发展逐步提高，所以早期的水利建设项目在现代化过程中也会出现一些渗漏问题，其他原因就是从事水利工程设计工作的人员，相对于其他高科技产业工作的人员较少；每个人的水平经验不一，大部分人员实际经验较少，不能准确找到施工过程中存在的问题；对当地施工环境也没有确切的了解；综合这些原因，才会导致工程的设计不符合实际，所以使施工过程变得较为困难，不会有太大效果，然后导致施工出现质量问题。在大多数情况下，水利工程的堤防施工规模都会较大，在一个项目达成协议之后，施工单位就会把这些工程分给不同的企业。由于企业较多，施工单位无法对各企业进行实时有效的管理。当然也会有一些施工单位给各企业提供专业的技术人员进行相应的指导，但是这只是少数企业的做法，大多数企业相对缺乏本方面工作内容，造成施工过程中的质量问题。虽然在正常施工过程中每日都有专业的工作人员在现场进行指挥和管理，但依然存在个别企业忽视堤防防渗工程，在很大程度上是因为管理过程没有足够的严格性，造成堤防防渗工程的质量问题。水利工程是一项非常大的工程，施工过程复杂，占地面积相当广泛，需要有专业的工作人员在开工之前对现场进行全面的复测和查看，然后结合各种资料和现场情况的特点，采取比较完善的施工防渗工作方案。
4水利工程堤防防渗技术
4.1混凝土防渗墙施工
混凝土防渗墙施工是松散透水地基垂直防渗处理的主要方式，也是现阶段仍然大范围应用的技术流程中产生最早的形式，起源于上世纪五十年代的德国，我国在1958年正式研究出适宜我国施工环境的混凝土防渗墙技术方案，并投入使用。经过多年的发展，混凝土防渗墙施工已经形成一套较为成熟的施工方案与技术标准，可靠性极高。混凝土防渗墙基础施工流程为钻孔、清孔换浆、终孔验收、混凝土墙浇筑、工程质量验收与防渗体连接处理。其中较为特殊的施工流程是清孔换浆。清孔换浆的主要目的为将钻孔进程中产生岩屑与砂砾泥浆置换成为预先配比好的泥浆，同时清理空隙中附着的岩石碎屑与泥土，保证后续混凝土墙浇筑进程中，不同施工阶段的墙体之间、墙体与坝基之间连接的紧密性，确保混凝土防渗墙的质量，避免堤防渗水的现象产生。混凝土防渗墙防渗作用发挥的主体为施工中浇筑的墙体，因此，工程质量的重要保障为浆液配比的质量，通常混凝土应选择带有强度适宜、防渗标号较高、弹性模量较低特点的品种，拌合料选取的主要标准为高和易度与高坍落度。同时，混凝土灌注进程中要注意控制速度，避免坝体开裂。由于采用分段施工方案，墙体连接是堤防防渗功能保障的关键，施工中必须采取较高的重视程度，且进行对此质量检验。混凝土防渗墙主要可划分为：第一，圆桩柱型，是混凝土防渗墙产生初期应用最为广泛的方式，但该种方式浇筑墙体接缝较多，有效厚度较低，最终防渗质量难以得到保证，基本不会出现在现代施工中；第二，墙板型，套接厚度与墙体厚度一致，整体性较强，多用于60米以下的混凝土强浇筑；第三，墙板桩柱混合型，连接处厚度可与墙体中间厚度等同，稳定性与防渗功能较强，在深度大于60米的墙体浇筑中应用较多。
4.2高压喷射防渗墙
高压喷射防渗墙现阶段更多应用在堤防加固施工中，是一种依托于先进设备开展的防渗墙建设方式。具备原料成本低、工艺流程简单，施工噪声小、施工时间短、防渗效果好等优势，是现代技术条件下较为理想的堤防防渗施工技术手段。其技术流程与常规防渗墙建立类似，即通过钻孔、清空、灌浆、施工检验等流程完成防渗施工。但不同的是其施工进程中以高压的形式将浆液灌注到土层当中，最终形成的防渗墙是浆液与周边土粒的综合产物，整体性较强，在防渗墙修补中使用不会产生与原有墙体连接不紧密的隐患。目前我国常见的高压喷射施工技术有定向喷射、摆动喷射与旋转喷射。不同喷射方式最终形成墙体的形状不同，应用的施工环境也有所差别。高压喷射施工质量控制措施主要有：第一，桩位控制。由于现阶段高压喷射施工技术更多应用在特定位置防渗墙加固与修补，桩位必须得到较高质量的控制，避免桩柱错位导致局部渗水现象依旧存在；第二，垂直度控制，主要指钻孔进程中保证孔隙的垂直，保证浆液喷射位置的准确，保证防渗墙修补施工的质量；第三，浆液配比控制，防渗墙体灌注中常见的质量控制措施，需要结合施工状况针对性确定；第四，速度控制。主要指保证浆液提升速度的均匀，以保证最终灌注墙体厚度的均匀；第五，浆液回灌，主要指浆液凝固进程中会产生不同程度的墙体收缩，需要通过一定措施将返浆重新引回孔隙之中，直至浆液表面不再下沉。
4.3帷幕灌浆防渗墙
帷幕灌注是将预制浆液灌注进岩石或者土层的裂隙，在原有岩土结构的基础上形成连续阻水帷幕，从而实现堤防渗水预防的目标。帷幕灌浆深度较大，常会深入地下不透水岩层，对地下水渗透防范与降低渗透水对闸坝的压力均有一定帮助，是现阶段应用较为广泛的水利建筑防渗技术方案。防渗帷幕主要可按由地质环境不同造成的转孔方式不同而划分为双排孔帷幕与多排孔帷幕；也可以按因防渗需求不同而造成的灌注是否深入不透水岩层划分为封闭式帷幕与悬挂式帷幕。从分类方式中不难发现，防水帷幕质量控制的核心在于前期工作。在实际施工开展前，要做好地质环境与水文条件的了解，同时，现场开展灌浆试验，确定转孔方法及深度、灌浆压力及材料配比等基础技术指标，保证施工设计的合理性，进而保证防渗帷幕最终建立的有效性。防渗帷幕施工质量检验常见手段为在防渗墙上转孔进行压水实验，但检验存在问题时，要及时进行补灌，保证防渗帷幕施工质量。防渗帷幕施工进程中通常采用集中制浆、分段供浆的方式，因此，浆液运输工作的质量必须得到保证。此外，由于灌注中采用持续向孔隙内部加压的方法，在遭遇透水性较高的地基时，为避免浆液过度扩散，常采用分级加压的方式。
4.4劈裂灌浆防渗
劈裂灌浆主要指利用高压液体冲击力，将已有堤防或者防渗墙功能缺失位置进行整体破坏，而后注入高强度浆液形成新的防渗墙，提升堤防防渗能力[3]。劈裂灌浆防渗的基础原理为由于坝体对称性，与非集中降雨时段坝体两端水位的对称性，坝体整体受力平衡，因此，劈裂时，裂缝会沿纵向垂直延伸而不是直接导致坝体出现裂纹。同样，在浆液灌注完成之后，也由于平衡力的存在，浆液凝固进程中会承受四周的挤压力，进而使建浇筑墙体与原有墙体形成整体结构，不会形成局部缝隙，实现堤防防渗功能的增强。劈裂灌浆防渗技术施工进程中是对坝体的先破坏、后修补，因此，施工进程中要注意：第一，分段展开施工，避免同时对坝体造成过大破坏，影响坝体稳定性；第二，劈裂时要注重保持裂缝的宽度，确保坝体的安全；第三，出于施工进程中坝体的安全性考虑，需要分次灌浆，理论上单孔灌注次数不得小于五次。此外。虽然理论上劈裂灌浆技术适用于多种情况，但其在实际施工中使用范围是受限制的，通常只应用在如下情况当中：第一，松堆土坝；第二，坝体浸润线过高；第三，坝体自身存在裂缝或者弱应力区；第四，施工处带有软弱带或者透水地层；第五，坝体遭受生物侵蚀严重，内部多洞穴。
4.5水泥土搅拌桩防渗
水泥土搅拌桩指向特定位置喷射水泥浆，而后通过充分搅拌实现水泥浆与原有土体的融合，待水泥浆凝固后形成多个结构完整的土柱相互连接形成防渗墙。该项技术除提升堤防防渗能力外，对于其稳定性增强也有一定促进作用。且存在成本低廉、技术流程简单等优点，是一种较为理想的防渗墙施工技术。但水泥土搅拌技术应用环境一定程度上受到自然环境的限制，施工经验表明，只有当水泥浆与砂土、砂砾土等结合时，其防渗效果才能得到最大化体现。因此，水泥土搅拌桩防渗技术通常只被应用在15厘米以内的施工环境中。
5水利工程堤防防渗施工技术的应用
5.1混凝土防渗墙施工技术
通过实际调查发现，混凝土防渗墙施工技术作为水利工程施工过程中常见的行驶，在较长时间的应用中可以发现，此种技术形式表现出了较强的应用价值。在实际混凝土防渗墙施工过程中，相关施工人员能够结合混凝土材料开展处理，不仅不需要投入较大的资金量，而且也有着多种类型的混凝土防渗墙结构形式，其中可以从以下几个方面进行分析：第一，塑性混凝土成墙技术。鉴于实际的操作当中，施工人员通过塑性混凝土成墙技术方式，根本上就是融合钻孔形式实施操作。从目前已经存在的堤防结构方面出发，施工人员能够整合合理的钻孔形式，对堤防实施有效的处理，将孔洞设置在堤防结构之上，然后通过塑性混凝土材料对孔洞进行浇筑处理，促使整体堤防结构达到较强稳定性的同时，也能够更好的避免后期堤防结构出现渗漏等的现象；第二，振动成墙技术。在实际水利工程混凝土防渗墙操作环节当中，大多数的施工单位对振动成墙技术提出了更高的关注，通过此种技术手段的应用，不仅能够摆脱不良外界条件对正常施工进度造成的影响，而且也有着较强的实用性价值。实际操作过程中，施工人员还能够全面的把控好振动的频率，借助合适的振动频率下实现规定范围到的振动深度，促使最后的施工效果与施工设计方案要求相一致，有利于施工人员稳步推进混凝土浇筑处理的基础上，自然也是防渗墙施工工作取得良好目标的重要保证；第三，冲击成槽法成墙技术。在施工人员应用冲击成槽技术手段过程中，主要就是面对设计方案当中标记出来的加固处理区域，融合专业的冲击钻设备，确保其能够形成打通孔洞的基础上，接下来将其实施混凝土灌注处理，保证堤防结构达到良好的安全性，因为该种技术形式不需要耗费大量的时间以及人力，在施工人员极高的施工效率下，也能够达到预期理想的施工效果，对此，也越来越受到水利工程施工行业人士的青睐。
5.2堤防灌浆防渗施工技术
在水利工程堤防防渗施工过程中，从地方灌浆防渗施工形式下出发，主要包括以下两种形式：第一，帷幕灌浆防渗。要想能够充分发挥出帷幕灌浆防渗形式的价值，那么在实际的项目操作当中，施工人员必须要以行业操作规范为出发点，做好浆液的配置工作，促使浆液达到较高质量标准的同时，也体现出良好的i流动性特点。在施工人员完成浆液配置工序以后，还需要找出岩缝区域，借助专业的钻孔设备以及工艺将浆液压入其中，静置一段时间，待其达到凝固后，还需要提高基岩部分的强度值，由此一来才能够确保整体基岩结构具有较强的防渗性能。通过实际调查发现，当前灌浆技术形式主要有孔口封闭灌浆、GIN灌浆法、纯压式灌浆法，不同地区的水利工程施工现场条件存在较大的差异性，此时施工单位需要提前组织专业的技术人员，详细的勘查施工现场地形以及地质等部分，确定好合理的灌浆技术形式，严格按照行业要求开展一系列的施工处理；第二，劈裂灌浆防渗。所谓的劈裂灌浆防渗技术形式，主要就是施工人员借助浆液形成的较大压力，促使坝身部分形成有效的缝隙，然后将配置好的浆液注入到缝隙当中，进而整合有着垂直或者是纵向的防渗帷幕，最终能够起到抑制渗透的目标。在实际操作环节当中，施工人员从堤坝的轴线部分下出发，做好孔洞的设置工作，然后整合存在的较大压力，对产生的缝隙实施灌浆处理，等到一段浆液凝固以后，施工人员就会得到防渗的坝体结构。此时施工手段因为需要的材料比较常见，能够控制好施工单位成本投入量的同时，也不会对环境造成极大的威胁。最为关键的是，施工人员能够在已经存在的坝体部分上面，对其实施合理的调整处理，与其他技术形式相比较，自然有着一定的简单性特点。
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6优化水利工程堤防防渗施工的措施
6.1健全完善施工管理制度制度
要想优化水利工程堤防防渗施工技术的应用效果，就必须建立完善施工管理制度，完善施工规范、统一质检标准，让各项施工活动能顺利、规范、有序开展。前文已经提及，水利工程是一项大工程，施工任务繁多，施工技术与材料复杂多样。如果在施工过程中不能认真落实协调管理工作，那么施工进度、施工质量以及施工安全都得不到保障。为此，在水利工程堤防防渗施工期间，施工企业应结合国家相关规范与要求，结合水利工程规模、结构、施工质量要求以及施工环境特征，建立一套科学可行、规范合理的施工管理制度，为各项施工活动提供具体的指导与约束。
6.2做好施工现场管理与监督
在水利工程堤防防渗施工过程中，施工方应应做好技术管理工作，要根据国家以及行业提出的相关标准建立技术管理体系，明确各项施工技术操作规程，进一步优化技术应用效果。在施工过程中，应加强对材料、设备、人员等各施工要素的管理，并做好组织协调工作，以保证各项活动的顺利有序开展。具体如在水利工程堤防防渗施工中，材料是非常重要的一个要素，工作人员必须能根据工程规模、工程防渗要求合理选择各原材料，并做好材料的配比与拌制，全面保证材料性能质量符合工程施工要求。其次是在施工现场要加强对施工人员的监督管理。施工前先进行技术交底，让施工人员明确施工流程、施工要求，并在其施工过程中做好监督管理，确保工作人员能做到规范施工。在水利工程堤防防渗施工现场，要及时开展质检工作，每完成一道工序就进行质量检查，确保质量合格后再进行后续施工。
6.3合理选用堤防防渗施工技术
帷幕灌浆、混凝土防渗墙等各项防渗施工技术均有优点，也有缺点，有各自的适用范围。在施工过程中工作人员要能根据水利工程实际情况，如工程结构、施工环境、工程防渗要求、岩石土壤性质等科学选择最为合适的防渗施工技术，以保证最终的施工效果。为确保技术选用的合理性、科学性，在施工时工作人员可多设计几套施工方案，然后进行比选，从经济性、技术难度、防渗效果等各方面进行分析考虑，最终确定出最佳的施工方案。
7结语
简而言之，水利工程施工项目作为推动我国经济持续发展的重要部分，面对当前激烈的市场竞争环境下，我国水利工程施工企业要想占据市场重要份额，那么就必须紧跟时代发展步伐，全面的分析项目后期出现的渗漏问题，通过完善合理的堤防防渗施工技术下，提高水利工程项目整体的稳定性以及安全性。
参考文献：
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