水工建筑的防渗透技术研究

1、水工建筑的防渗透技术研究罗强思南县水务局邵家桥水务服务中心摘要：针对水工建筑防渗透技术，结合贵州省实际情况，在简单叙述防渗结构的基础 上，对防渗透施工技术进行了深入分析，其中包括机具设备等方面的内容，并 提出和研究了几种在实践屮有所应用的新防渗材料，总结优势特点与作用效果, 旨在为未来的水工建筑防渗透积累经验和可靠的依据。关键词：水工建筑;防渗透技术;材料;收稿日期：2017-8-11received： 2017-8-11近年来，我国水工建筑防渗透技术发展快速，设计、研发、技术、设备、材料都 有了明显进步。尤其是我国很多水工建筑的建设，在防渗方面取得优异成果，积 累了一定经验，使防渗透技术得到

2、更快、更好发展。1防渗结构1. 1有效截水面积伴随工程规模日益扩大，以及防渗透要求的提升，我国水工建筑所用防渗结构 以防渗墙为主，其单墙面积己经发展至10m等级。以某水库为例，其副坝防渗采 用水平铺盖的方式，水库运行时频繁出现渗漏，后被我国列入首批病险水库范 畴。在对水工建筑进行除险加固时，可运用防渗墙实施防渗处理。防渗墙的长度 与厚度分别为4. 86km和08m,墙深均值为55. 4m,深度最大值为68m,防渗墙 底部进入岩层p2iu, 4年后正式完工，成墙总面积可达26万叫 成为我国典型 大面积防渗墙工程之一 1。1. 2结构深度在含有充足资源的河流上，尽管存在很多有利于修筑水利工程的外界

3、条件，但 在很长一段时间以内，由于受到技术上的限制，无法处理防渗技术难题，阻碍 了一部分工程的建设与开发。近儿年，我国科技水平飞速提升，水利工程施工技 术进步明显，很多工程无论从防渗深度上还是施工难度上，都被列为世界前列， 这使得我国的水工建筑防渗透实现了很大的突破。在贵州某水电站的防渗透施工 中，其防渗墙的轴线长度可以达到710m,宽度也在1.0m以上，单个防渗墙的深 度大部分超过70m,最深处有84m,尤其是位于右岸的防渗墙，不仅实现了上下 连接，而且在墙下还设有帷幕结构。2防渗透技术2. 1接头处理对防渗墙这种常用的防渗结构而言，其接头处理是关键部分，尤其是在埋深相 对较大，且地质条件十

4、分复杂的覆盖层方屮，如果接头处理不合理，则很难进 行补救，进而对工程造成无法预估的后果。2. 1. 1单反弧法该方法是将双反弧接头作为基础通过发展得出的。其要点主要有:在相邻的i期 槽完成浇筑以后，先运用冲击反循环钻机对两端的主孔进行施工，并于导向孔 通过验收后使用双反弧钻头实施扩孔，在扩孔的同时利用反循环等方法取出孔 中石渣，直到终孔，凿除泥皮与混凝土，形成一个单反弧形式的接头面。槽中央 部分运用传统劈打法进行施工，也就是先设置主孔，然后使用钻劈的方法对副 孔进行施工，直到成槽及1。单、双反弧接头如图1所示。图1单、双反弧接头下载原图该方法主要具有以下优势：（1）接头可与ii期槽形成整体，减

5、少了至少一般的 接头总量；（2）保持相邻状态的槽孔支持同步施工，克服了以往采用双反弧接 头由于槽孔长度不足而易击穿的难题，进而缩短工期；（3）施工吋采用双反弧 钻具持续劈打接头孔的混凝土，而另外一边则对原始地层进行劈打，这样能有 效防止卡钻，即便发生了卡钻等事故，也能通过主副孔实施快速处理；（4）施 工效率高于传统方法。通过对该方法的实践应用得出，其机具性能优良，工艺简 单有效，不仅缩短工期，而且保证了质量与经济效益，因此值得大范围研究与 推广。2.1.2接头管法近年来，伴随基础处理深度和厚度的日益增大，特别是高强材料的应用，采用 传统接头套打的方法，施工效率很低，无论是工期还是质量都难以保证

6、，不利 用全新工艺，覆盖层当中的墙体施工将成为限制工期与质量的关键问题。拔管是 迄今为止处理接头难题的先进方法，它不仅对工程质量有利，而且还能在加快 效率的同时缩减成本，从而创造岀更高的经济效益。2.2帷幕和墙体之间的连接墙幕结合是目前最为新颖的水工建筑防渗透方式，它彻底摒弃了在砂砾石地层 进行灌浆时上部止浆难度较大影响灌浆的质量、工期与深度，以及遭遇较大孤石 无法成槽等缺陷。采用这种新防渗结合体，其帷幕和防渗墙的连接是工程关键, 但由于埋深较大和地质条件较为复杂，如果接头没有得到有效处理，将很难进 行补救。基于此，合理的方法应该是将墙体的底部嵌入到帷幕以内，确保帷幕能 够包裹住墙体底部，形成

7、整体，起到防渗作用。具体操作方式为:墙体与帷幕完 成施工后，在墙体上下游的两侧分别设置灌浆孔，一直延伸到帷幕底端，然后 从结合处上部10m开始进行灌浆，直到孔底，确保新旧帷幕贴紧，一同承担防 渗的任务。这种操作方法可以使帷幕包裹防渗墙，不仅形成接头，还能增大帷幕 实际厚度，从而增强防渗性3。2. 3造孔设备覆盖层不仅有很大的深度，而口地层结构也十分复杂，是否能满足基本的防渗 透要求，选择合适的机械设备是关键。但是，我国传统机械设备难以直接投入施 工，即便能够投入施工，施工效率也很低，而且成本高昂。若在已有设备基础上 实施升级与改造，不仅能应工程之急，还能提高我国水工建筑防渗透技术水平， 并降低

8、成本。2. 3. 1钻头改进以往常用的冲击反循环钻头主要采用的是空心十字钻头，该钻头的使用有一定 局限性，比如无法适应超固结粉质壤土地层，并且施工效率有待提高。根据试验 结果可知，有目的性和针对性的实施改进与升级，可得到新型阶梯型钻头，对 刃角进行了增加，增大空心度，从而提高破碎与切削能力。以此为基础，还增大 了钻头的质量和长度，完成改进的钻头有一定数量的台阶，内、外圈设置有刃角, 能在提高施工效率的同时保证钻孔垂直度4 o2. 3. 2双反弧钻具很多水工建筑的防渗墙接头都使用双反弧式接头，之后通过试验与改进，不断 演变为单反弧式接头，但钻头都使用双反弧钻头。最早使用的钻头，其近弧点的 间距为

9、设计墙厚的1. 21. 3倍，通过试验证明了其在造孔时会受到很大的阻力， 故将近弧点的间距调整为设计墙厚的1. 051. 10倍，实践证明取得了良好的效 果。2. 4机具组合至于钻机与其它设备的配套组合，按照以往要求的方式，其用电功率的总值为 145k wo实践中，根据降低电耗、减少设备和集中净化等要求，同时考虑现场情 况，将一台钻机改变为两台，这样能减少净化设备，而口每一台钻机实际用电 功率可以从145k w降低至89. 5k w,也克服了场地面积有限的难题。除此z外, 通过对排渣管接头的有效改进，避免了在钻进时发生掉管等事故，延长了纯钻 的吋间。3防渗透材料为满足各类地层地质条件提出的要求

10、，口前防渗墙所用材料正不断向以下两个 方向发展：(1)高强、低弹、高抗渗型混凝土；(2)低强、低弹、高抗渗型混凝 土。3. 1高强、低弹、高抗渗型混凝土这种材料主要适用于厚度较大的覆盖层，它不仅要提高墙体强度，还要使墙体 有良好柔性，适应因地基变形而造成的墙体变形，避免墙体发生开裂。针对高坝 深墙而言，建议优先使用强度在40mpa以上，弹性模量在25000mpa以内的混凝 土。相关科研人员通过深入的摸索与试验，结合试验资料，研制出早强性能在 12mpa的新混凝土，这种混凝土的后期强度不仅能满足要求，而且90d后的强度 还有一定富余增长。通过在施工实践中的应用，取得了良好的效果。3. 2塑性混凝

11、土由于水工建筑物具有使用期限短、变形较为严重且密度低等特点，所以其防渗体 必须兼具一定抗变形能力，并方便拆除与施工。通过综合论证，决定采用塑性混 凝土与柔性材料作为防渗材料，墙体以塑性混凝土为主。考虑到围堰墙体高度较 大，为提高强度并满足抗变形要求，墙体材料的各项性能都要满足相关指标的 要求，即为:抗压强度应保持在4. 05ompa范围内；抗折强度不能小于1. 5mpa; 初始弹性模量应保持在500"700mpa范围内；渗透系数要小于1. ox 10cm/so通过 实践得知，从配比设计开始对防渗施工进行严格的控制，工程所用塑性混凝土 可以达到理想的效果5。4结束语总而言之，我国水工建筑防渗透技术取得了历史性的突破，同时在很多工程实 践当中获得良好进展，但伴随水工建筑事业不断发展，这些成果还不足以适应 未来需要，仍需相关技术人员和工作者力求创新，以寻求更大的进步。参考文献1沈美焕.防渗堵漏施工技术在水工建筑物中的应用研究j.江西建材，2016 (16) :143, 148.2李存友.水工