包小紅

（甘肅省定西市渭源縣水務(wù)局，甘肅 渭源 748200）

水利堤防工程作為維護(hù)國(guó)家重要的水利設(shè)施之一，承擔(dān)著防洪、排澇、蓄水等重要任務(wù)，對(duì)保障國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生命財(cái)產(chǎn)安全具有不可替代的重要作用。然而，由于自然環(huán)境的復(fù)雜性和工程建設(shè)的特殊性，水利堤防工程在長(zhǎng)期的運(yùn)行中常常面臨著水土流失、滲漏涌浪、基礎(chǔ)不穩(wěn)等問(wèn)題的挑戰(zhàn)。作為解決該問(wèn)題的關(guān)鍵技術(shù)手段之一，防滲施工技術(shù)的應(yīng)用和效果直接影響著工程的安全穩(wěn)定與長(zhǎng)期運(yùn)行，合理管控防滲施工技術(shù)的應(yīng)用，才能夠有效地降低工程滲漏率，提高水利堤防的防洪排澇能力，保障周邊生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

1 水利堤防工程防滲施工與技術(shù)概述

水利堤防工程是指為了防止水災(zāi)和合理利用水資源而建設(shè)的一類水利工程，主要用于防洪、蓄水和排澇，利用水利堤防工程在河流、湖泊、海岸等水域的周圍修筑堤壩、堤堰、防波堤等，能夠起到抵御洪水、潮汐和水位上漲等自然災(zāi)害的作用，同時(shí)能夠保障水利工程設(shè)施的完整性。而作為保障水利堤防工程完整性的關(guān)鍵技術(shù)之一，防滲施工技術(shù)作用于堤防工程的堤壩、堤堰等設(shè)施之上，并綜合采用加固、防滲封層等方式，大幅度提高堤防工程設(shè)施的防滲透能力。典型的技術(shù)方法有：通過(guò)在水利堤防工程的堤壩表面采用土質(zhì)加固的防滲施工方法，其中包括土工膜加固、土體灌漿加固、土工格室加固等，優(yōu)化堤壩表面的防滲性能。

2 水利工程堤防滲水及防滲施工問(wèn)題分析

2.1 水利工程堤防滲水原因分析

結(jié)合國(guó)內(nèi)水利工程堤防建設(shè)的實(shí)際情況來(lái)看，盡管是標(biāo)準(zhǔn)的中型水庫(kù)，其堤防與水壩設(shè)施的總庫(kù)容達(dá)到1.0×104m3至1.0×108m3，這就導(dǎo)致水利工程的堤防容易因蓄水的影響而出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。從導(dǎo)致水利工程堤防出現(xiàn)滲漏的直接原因來(lái)看，滲透壓力過(guò)大、土體滲透性超標(biāo)、地基不穩(wěn)、防滲設(shè)施老化等都與水利工程堤防出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象有著直接原因，例如，水利工程堤防通常見(jiàn)于水庫(kù)的水體周圍，當(dāng)水庫(kù)蓄水的水位增高時(shí)，水利工程堤防內(nèi)的水壓差也會(huì)隨著增加，導(dǎo)致穩(wěn)定性不足的堤防結(jié)構(gòu)處出現(xiàn)裂縫、孔洞等情況，最終引發(fā)不同規(guī)模的滲漏現(xiàn)象。

2.2 水利工程堤防防滲施工技術(shù)的應(yīng)用難點(diǎn)

2.2.1 材料選型影響施工技術(shù)應(yīng)用效果

根據(jù)防滲施工技術(shù)方法的不同，防滲施工中通常需要采用不同種類的施工材料進(jìn)行堤防修復(fù)工作，且材料的選型會(huì)對(duì)最終的防滲施工效果產(chǎn)生決定性的影響。以典型的土工膜防滲漏施工技術(shù)為例：在土工膜防滲漏施工中，能夠用于防滲施工的土工膜材料包括高密度聚乙烯HDPE土工膜、PVC聚氯乙烯土工膜、HPPE高壓聚乙烯土工膜，不同土工膜材料在抗?jié)B性能（滲透系數(shù)、滲透壓力等）、物理性能（抗沖擊性、撕裂強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度）、化學(xué)性能（抗酸堿性能、耐腐蝕性）等方面的效果各不相同。正因如此，如果在防滲施工中未能采取符合目標(biāo)水利工程堤防防滲漏需求的土工膜材料，則會(huì)導(dǎo)致最終的防滲漏設(shè)施使用效果無(wú)法達(dá)到理想狀態(tài)，其中包括：抗沖擊性不足導(dǎo)致防滲漏施工中出現(xiàn)土工膜因機(jī)械損傷而破損、滲透系數(shù)過(guò)高導(dǎo)致防滲設(shè)施的阻隔性能受損。

2.2.2 地質(zhì)條件影響防滲施工技術(shù)效果

在設(shè)計(jì)水利工程堤防防滲施工技術(shù)方案的過(guò)程中，防滲設(shè)施的最終效果會(huì)受到地質(zhì)條件的影響，而其中的主要兩大因素為土體特性、地下水流動(dòng)性。首先，從土體特性的影響情況來(lái)看，土體顆粒大小、口隙結(jié)構(gòu)或排列結(jié)構(gòu)都是影響水利工程堤防滲透效果的主要因素，結(jié)合《水利工程滲透試驗(yàn)方法》（SL67-1995）的案例指導(dǎo)可以得出，當(dāng)水利工程堤防所處位置的土體顆粒滲透系數(shù)高于0.75時(shí)，堤壩土體的滲水量將會(huì)超過(guò)0.607 m3/min，對(duì)后續(xù)的防滲施工造成較大的工作難度。其次，部分水利堤防工程的堤壩設(shè)計(jì)中建有堤壩地基，地基部分同樣是防滲施工中的施工對(duì)象之一，然而，受到地下水位及地下水流動(dòng)因素的影響，堤壩地基的穩(wěn)定性會(huì)隨著產(chǎn)生變化，以至地基處出現(xiàn)結(jié)構(gòu)受損情況。而當(dāng)?shù)虊蝺?nèi)水位升高、內(nèi)部水壓增大時(shí)，堤壩內(nèi)蓄水會(huì)從堤壩地基的結(jié)構(gòu)受損處出現(xiàn)滲漏情況，使防滲施工作業(yè)難以下手，從而影響水利工程堤防防滲施工的技術(shù)使用效果。

3 水利工程堤防防滲施工技術(shù)應(yīng)用策略

3.1 土工膜防滲技術(shù)的應(yīng)用

土工膜材料通常具有較為良好的防滲性能及化學(xué)性能，因此，采用土工膜材料為核心實(shí)施的土工膜防滲技術(shù)，能夠應(yīng)用到現(xiàn)階段水利工程的堤防防滲施工當(dāng)中，改善防滲施工的整體效果。為了充分發(fā)揮土工膜防滲技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，施工單位需要著重考慮并執(zhí)行該技術(shù)的要點(diǎn)：首先，在地表處理方面，為了防止鋪設(shè)土工膜的平面存在碎石、殘?jiān)热菀讋澠仆凉つさ恼系K物，施工人員必須在施工前對(duì)防滲區(qū)域的地表進(jìn)行處理，保障其地表平整、堅(jiān)實(shí)。其次，在材料條件的準(zhǔn)備上，施工中必須采用數(shù)據(jù)建模的方式，計(jì)算防滲區(qū)域土工膜的受力情況，再根據(jù)土工膜的受力極限值要求來(lái)選擇相應(yīng)數(shù)量與規(guī)格的土工膜材料，土工膜受壓計(jì)算如式（1）所示，通過(guò)計(jì)算得出土工膜自重與水壓力總值，并選取抗壓能力高于受壓總值約30%的土工膜材料進(jìn)行防滲施工，大幅度保障鋪設(shè)后的土工膜能夠作用于堤防設(shè)施的防滲漏。此外，在連接處理工藝的選擇上，適合土工膜防滲的連接工藝包括熱焊接、螺栓連接及粘接，防滲施工應(yīng)根據(jù)防滲作業(yè)需求選擇連接處理工藝。如：在土工膜材料厚度較大的情況下，螺栓連接能夠大幅度提高多片土工膜連接點(diǎn)的穩(wěn)定性，并簡(jiǎn)化土工膜連接的工藝流程。

式（1）中，σ表示土工膜受壓；γ表示土工膜的單位重量（單位為N/m3）；H表示土工膜厚度（單位為m）；L表示土工膜長(zhǎng)度（單位為m）；表示蓄水密度（單位為N/m3）。

3.2 灌漿防滲技術(shù)的應(yīng)用

在一些水利堤防工程的運(yùn)行使用期間，其中部分堤防設(shè)施會(huì)在長(zhǎng)期的使用下出現(xiàn)裂縫、孔洞等問(wèn)題，導(dǎo)致水利堤防設(shè)施出現(xiàn)蓄水外滲的現(xiàn)象。為了有效應(yīng)對(duì)該問(wèn)題，水利工程防滲施工中應(yīng)當(dāng)采用灌漿防滲的技術(shù)方法，修補(bǔ)表層存在的空隙及裂縫，來(lái)有效降低蓄水的滲透率，而該施工技術(shù)需關(guān)注的要點(diǎn)分為以下幾個(gè)方面：首先，在灌漿防滲施工方案的設(shè)計(jì)上，施工中應(yīng)當(dāng)優(yōu)先確定灌漿材料的選型、用量，灌漿位置、深度與壓力等，確定各項(xiàng)施工參數(shù)之后，再指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)人員進(jìn)行正式的防滲施工。其次，在鉆孔工藝流程的管理上，鉆孔孔徑可控制在40～80 mm，并保持各個(gè)鉆孔間的間距為300～600 mm，這樣才能夠確保灌漿材料順利注入地層，以及防止鉆孔過(guò)于密集而造成鉆孔偏斜、扭曲等問(wèn)題。此外，在注漿工藝的控制上，為了確保灌漿材料能夠充實(shí)且均勻地注入孔隙之中，施工當(dāng)中必須嚴(yán)格控制灌漿的壓力及速度，根據(jù)鉆孔深度進(jìn)行4～6次的分段注漿，確保注漿后鉆孔的空隙率低于5%，這樣才能夠確保注漿材料充分反應(yīng)，且形成的灌漿固結(jié)體能夠有效阻止蓄水滲透。

3.3 連續(xù)墻防滲技術(shù)的應(yīng)用

為了有效預(yù)防水利堤防設(shè)施出現(xiàn)滲水問(wèn)題，現(xiàn)階段水利工程部門需采用連續(xù)墻防滲技術(shù)，對(duì)防滲區(qū)域內(nèi)的設(shè)施建設(shè)多層防滲屏障，優(yōu)化水利堤防設(shè)施的防滲水性能。而該技術(shù)的使用要點(diǎn)為：首先，在施工準(zhǔn)備階段，施工人員必須對(duì)連續(xù)墻材料的選型及配比提出明確的界定，保障后續(xù)施工中能夠提高連續(xù)墻設(shè)施建設(shè)的穩(wěn)定性與密實(shí)性。如：當(dāng)施工中采用的連續(xù)墻為攪拌樁連續(xù)墻時(shí)，可提前預(yù)備水泥、骨料、砂、水的配比為2∶4∶3∶1的攪拌樁混合料，并且按照防滲性能的實(shí)際需求，增添一定量的粘結(jié)劑來(lái)提高混合料密實(shí)度，借此來(lái)完善施工中的材料條件。其次，在連續(xù)墻搭設(shè)施工階段，施工人員必須按照連續(xù)墻的設(shè)計(jì)要求及尺寸，在相應(yīng)位置搭設(shè)連續(xù)墻施工模板，并控制模板尺寸與實(shí)際墻體之間的誤差量在0.6%以下。而按照《水利水電工程防滲設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50486-2008）的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，防滲墻模板的厚度可設(shè)計(jì)在200～500 mm的范圍內(nèi)，選擇多種規(guī)格的連續(xù)墻模板來(lái)應(yīng)對(duì)防滲設(shè)施的表面鋪設(shè)需求，以此來(lái)優(yōu)化連續(xù)墻施工下的水利堤防設(shè)施防滲效果。

3.4 隔水層防滲技術(shù)的應(yīng)用

隔水層防滲技術(shù)能夠有效截?cái)嗟叵滤臐B透路徑，防止水分從地下滲透到地上或地上水滲透到地下，從而實(shí)現(xiàn)高效的防滲效果，在該施工技術(shù)下選擇不同類型的隔水層材料，如防滲帷幕、水泥漿墻等，以適應(yīng)不同的工程需求。例如，如果隔水層防滲劑初中選擇豎向帷幕進(jìn)行防滲工作，則施工人員應(yīng)當(dāng)控制基坑內(nèi)支護(hù)樁墻的結(jié)構(gòu)參數(shù)，保障其設(shè)計(jì)的合理性。參考某水利工程防滲作業(yè)中的支護(hù)樁墻設(shè)計(jì)方法：施工中控制外排支護(hù)樁直徑規(guī)格為1 000 mm、控制樁間距≥1 300 mm，并設(shè)置內(nèi)外兩排高壓擺噴樁，這樣一種設(shè)計(jì)方法能夠大幅度提高底板的抗彎性能，以及樁基礎(chǔ)的抗沖切能力，為水平帷幕的防滲工作奠定基礎(chǔ)。

4 優(yōu)化堤防防滲施工技術(shù)應(yīng)用效果的策略

4.1 改善工程堤防防滲施工技術(shù)流程設(shè)計(jì)

改善工程堤防防滲施工技術(shù)流程設(shè)計(jì)需要綜合考慮工程的實(shí)際情況和特點(diǎn)，科學(xué)合理地制定施工方案，同時(shí)重視施工管理和質(zhì)量控制，借此來(lái)不斷優(yōu)化施工流程和提高施工水平，確保工程的防滲效果和可持續(xù)發(fā)展。結(jié)合水利工程堤防防滲施工技術(shù)的使用現(xiàn)狀來(lái)看，改善工程堤防防滲施工技術(shù)流程設(shè)計(jì)可以從地質(zhì)勘探、材料選型、施工現(xiàn)場(chǎng)安全、現(xiàn)代化施工等多個(gè)方面著手，以提高施工效率、保證施工質(zhì)量、降低成本、增強(qiáng)工程的防滲效果。如：在地質(zhì)勘探的工藝流程方面，施工人員可主要分析防滲區(qū)域的地質(zhì)情況、地下水位、土壤類型等信息，為防滲施工技術(shù)的設(shè)計(jì)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)；在現(xiàn)代化防滲施工設(shè)計(jì)方面，施工技術(shù)的使用流程設(shè)計(jì)需要注重科學(xué)、智能和可持續(xù)發(fā)展，結(jié)合先進(jìn)的材料、設(shè)備和技術(shù)，以滿足不同工程的防滲要求，某施工單位在針對(duì)堤壩防滲施工中防滲施工技術(shù)流程方案，充分發(fā)揮出現(xiàn)代化工程技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，使防滲施工的施工環(huán)節(jié)更加簡(jiǎn)便，并且有利實(shí)現(xiàn)工程施工現(xiàn)場(chǎng)的資源調(diào)配可持續(xù)化。

4.2 利用數(shù)字化模型技術(shù)獲取施工信息

BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)施工信息的集成和共享，讓設(shè)計(jì)師、施工團(tuán)隊(duì)和管理者實(shí)現(xiàn)高效的溝通與協(xié)作，而將其用于水利工程堤防防滲施工當(dāng)中，不僅能夠大幅提高項(xiàng)目執(zhí)行效率，還能夠縮短施工周期，降低人力資源和時(shí)間成本。參考某水利堤防工程的防滲施工做法：首先，由于該工程中采用的防滲施工辦法為灌漿防滲方法，因此，該施工部門提前采用BIM對(duì)灌漿防滲施工的可行性進(jìn)行分析，通過(guò)在BIM模型當(dāng)中插入防滲施工中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)信息，從而能夠更加直觀的了解工程的空間布局及構(gòu)造，為后續(xù)的防滲施工執(zhí)行提供重組的決策依據(jù)。其次，防滲施工中應(yīng)當(dāng)采用BIM模型對(duì)各個(gè)階段進(jìn)行防滲施工模擬，利用可視化的模型方式來(lái)判斷施工是否存在沖突問(wèn)題，正如該施工項(xiàng)目中，施工人員利用可視化模型分析圖紙數(shù)據(jù)，將圖紙中灌漿鉆孔間距較低的設(shè)計(jì)視為存在沖突的施工結(jié)構(gòu)，通過(guò)反復(fù)調(diào)整，得出最終能夠用于防滲施工的技術(shù)方案。

4.3 合理計(jì)算防滲施工的技術(shù)參數(shù)

為了保障防滲施工技術(shù)能夠正常應(yīng)用于水利工程堤防的防滲作業(yè)中，施工單位必須保障嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠?jì)算防滲施工技術(shù)參數(shù)，并以此為依據(jù)來(lái)制定合適的防滲施工方案，保障工程的成功率及防滲施工質(zhì)量。結(jié)合現(xiàn)階段水利工程防滲作業(yè)的目標(biāo)來(lái)看，施工參數(shù)計(jì)算需應(yīng)對(duì)的技術(shù)因素包括以下方面：首先，施工人員應(yīng)當(dāng)對(duì)施工設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格計(jì)算，如果施工中采用土工膜鋪設(shè)防滲方法，則計(jì)算設(shè)計(jì)土工膜的鋪設(shè)厚度；如果施工中采用注漿帷幕法進(jìn)行防滲施工，則應(yīng)當(dāng)計(jì)算注漿帷幕的深度與間距。其次，在施工階段，施工人員應(yīng)當(dāng)對(duì)堤防設(shè)施的防滲比降系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，再以此為依據(jù)對(duì)防滲能力不合格的堤防設(shè)施進(jìn)行防滲施工作業(yè)，如式（2）所示，該計(jì)算方式能夠針對(duì)連續(xù)級(jí)配管涌型土體的抗?jié)B比降進(jìn)行精確計(jì)算，最終根據(jù)計(jì)算的結(jié)果，選用排水減壓、反濾層保護(hù)等方式進(jìn)行防滲修復(fù)，從而優(yōu)化防滲施工技術(shù)的使用效果。

式（2）中，JB表示抗?jié)B比降；n表示土體顆粒密度與水密度的比值；G表示土體顆?？紫堵剩?）。

5 結(jié)語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，水利堤防工程的防滲技術(shù)是維持水利工程建設(shè)與發(fā)展的重要組成部分，在防滲技術(shù)的不斷創(chuàng)新與發(fā)展下，諸多新材料、新工藝均能夠運(yùn)用到水泥堤防工程的建設(shè)當(dāng)中，并優(yōu)化防滲施工技術(shù)的使用效果。因此，相關(guān)工程部門需不斷創(chuàng)新防滲施工技術(shù)在水利堤防工程中的使用方法，融合全新的工藝技術(shù)及學(xué)科知識(shí)，改善防滲施工技術(shù)的使用流程及策略，保障水利工程長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行與建設(shè)。