防滲

病險水利水電工程最主要的病徵是滲透問題，有地基（包括壩肩）滲透和壩體滲透。根據不同的壩型、壩基和病因情況，應採取不同的處理方法。常用的是防滲牆和灌漿。

防滲牆一般要求牆體厚度小、滲透係數低、柔性強、耐久性好及單位面積造價低。防滲牆施工有多頭深層攪拌水泥土、鋸槽法、鏈鬥法、薄型抓鬥、射水法和倒掛井法等成牆工藝。

1、多頭深層攪拌水泥土成牆工藝。

多頭深層攪拌樁機一次多頭鑽進，把水泥漿噴入土體並攪拌，使土體與水泥漿液混合固結成一組水泥土樁，樁與樁搭接形成水泥土防滲牆，最大成牆深度為22m，水泥土滲透係數<10cm/s，抗壓強度>0.3MPa。其優點是施工簡便、無泥漿污染、造價較低，適用於粘土、砂土、淤泥和砂礫層（砂礫直徑小於5cm）。實踐證明，多頭深層攪拌水泥土防滲牆防滲效果明顯，在地下防滲工程中質量可靠，投資最經濟、最有效，具有一定發展前景。

2、鋸槽法成牆工藝。

在先導孔中，鋸槽機的刀杆以一定的傾角一邊做上下往復切割運動，一邊以0.8-1.5m/h 的速度（根據地層狀況）向前移動開槽;被鋸切割下來的土體可由反循環或正循環方式的排渣系統排出槽外，並採用泥漿護壁。澆築塑性混凝土，形成寬度為0.2-0.3m 的防滲牆體。鋸槽機由行走底盤、動力及傳動系統、刀杆及支架加壓系統、排渣系統、起重設施及電氣控制系統組成;傳動方式有機械式與液壓式2 種。以不同規格的刀杆進行組合，開槽寬度可達0.2-0.5m、深度達到40m。鋸槽法的優點是連續成槽、工效高、牆體連續、質量好，並且成牆深，適應於粘土、砂土和卵石粒徑小於100mm 的砂礫石地層;還可以採用自凝灰漿、固化灰漿形成不同強度和抗滲指標的防滲牆。

3、鏈鬥法成牆工藝。

由鏈鬥式開槽機排樁上的旋轉鏈鬥取土，同時將斜放的排樁下放到成牆深度，開槽機前進開挖溝槽，並採用泥漿護壁，其澆築混凝土方法類似鋸槽法。鏈鬥式開槽機的開槽寬度為16-50cm，深度可達10-15m。適應於粘土、砂土和粒徑小於槽厚的、含量小於30%的砂礫石地層。

4、薄型抓鬥成牆工藝。

採用鬥寬為0.3m 的薄型抓鬥挖土開槽，泥漿護壁，澆築塑性混凝土或用自凝灰漿形成薄壁防滲牆，最大成牆深度可達40m。適用於粘土、砂土及卵石和砂礫的含量與粒徑在一定範圍內的土層。

5、射水法成牆工藝。

射水法成牆設備主要由造孔機、混凝土攪拌機和澆築機組成。利用造孔機成型器內的噴嘴，射出高速水流來切割土層，成型器上下運動切割修整孔壁，採用泥漿護壁，正循環或反循環出渣。槽孔形成後，澆築水下混凝土或塑性混凝土，形成薄壁防滲牆。成牆厚度為0.22-0.45m，深度可達30m.成牆垂直精度可達1/300，適應於粘土、砂土和粒徑小於100mm 的砂礫石地層。在1998年曆史罕見的特大洪水過後，在長江、贛江、鄱陽湖等國內重要堤防加固工程中，射水法得到廣泛採用，取得了較好的社會經濟效益。

土石壩壩體、壩基防滲處理中灌漿方法主要有均質土壩及寬心牆壩的壩體劈裂灌漿、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用壩體應力分佈規律，用一定的灌漿壓力，將壩體沿壩軸線方向劈裂，同時灌注合適的泥漿，形成鉛直連續的防滲泥牆，從而堵塞漏洞、裂縫或切斷軟弱層，提高壩體的防滲能力，並通過漿、壩互壓和濕陷，使壩體內部應力重分佈，提高壩體變形穩定性。針對裂縫的局部灌漿，在可能有裂縫的區域，均勻佈置類似固結灌漿的灌漿孔羣;對壩體施工質量差，甚至出現上下游貫通的橫縫，一般應做全線的劈裂灌漿。我國廣東省寶樹水庫用土壩壩體劈裂灌漿技術來解決土壩壩體的滲漏問題，結果表明灌漿後壩體密實度得到提高，滲透係數降低，背水坡濕潤滲水現象消失，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藉助於高壓水泥漿液射流衝擊破壞被灌地層結構，使水泥漿液與被灌地層土顆粒摻混，形成壁狀固結體而起防滲作用。根據被灌地層結構和防滲要求不同，又分為定噴、擺噴和旋噴。高壓噴射灌漿防滲處理的優點是:設備簡單、工效高、料源廣、造價低，搭接防滲的效果好。缺點是:機具較多、對地質條件的要求較高，控制不好易在較大（>200mm）顆粒背後形成漏噴現象。

3、卵礫石層防滲帷幕灌漿。

卵礫石層的防滲帷幕灌漿大都採用以粘土為主加少量水泥的混合漿液進行灌注，不同於在岩石中灌漿。卵礫石層灌漿難以形成自立的鑽孔，故常採用套閥式灌漿、循環鑽灌閥跟管灌漿、打管灌漿的方法。因受地質條件的限制，不能有效控制漿液的填充範圍，為達到相對較高的防滲標準，常需採用3 排以上的灌漿孔。隨着防滲牆技術的日益成熟，較少採用該方法，僅用於當灌漿作為補充勘探的手段，同時兼顧防滲處理，可以更加準確地針對發生集中滲漏的地點，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型灌漿工藝，是對傳統灌漿工藝的一種調整，通過控制漿液壓力和流量，在保證質量和效果的前提下，有效控制灌漿範圍，節約時間和投資。 ^[2] 

這種防滲施工技術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技術。

加壓系統和排水系統是構成這種技術的主要因素，主要是指在進行建築物構造之前先對其進行加，將土體各個孔隙之間的水排出在外，從而不實現固結，這一技術能夠從根本上提升工程強度，但是，要求的使用對象具有相對的侷限性，因此，在實際施工過程中，要先對施工區域的地質進行測試，保證地質合適時，再鋪設土層。

排水固結技術具有節省物力、人力的優點，施工過程較為方面，在水利工程防滲施工過程中較為常見。 ^[1] 

水利工程防滲施工過程中存在的問題

雖然在現代水利工程施工過程中會運用到很多防滲施工技術，但是，現階段的水利工程在施工和後期使用過程中仍然存在較為嚴重的滲水現象，造成這種局面的主要原因是由於防滲施工技術的使用對象以及使用條件存在的侷限性。水利工程施工企業的施工人員以及管理工作上存在的漏洞也導致水利工程在進行防滲施工時存在諸多問題。

很多建築施工企業並不具備自己的專業技術人員以及施工隊伍，他們在獲得橋樑、建築、水利工程以及公路工程施工資質之後，會把相關任務外分出去。

水利工程施工作為一項技術性和專業性相對較強的工作，需要建築施工單位派設專業的技術人員來對施工現場進行指導，但是，在實際施工過程中，施工企業只是安排幾名管理工作人員來執行相應的維護工作，從而導致施工隊伍只是按照進度以及任務的要求來進行施工，不能結合實際施工環境選擇合適的水利工程防滲技術，施工人員大都是憑藉自我感覺和經驗進行施工，沒有對周圍環境以及土層進行考察，從而導致水利工程施工質量達不到相應的標準和要求。

我國現階段水利工程在施工過程中除了上文中進行闡述的3 種防滲技術之外，還包括震動成牆技術、灌漿法等一系列技術。

很多防滲施工技術在實際使用過程中都具有各自的缺陷，例如深層攪拌成牆技術一般都運用在淤泥、黏土、砂土或者直徑小於5cm 範圍的砂礫中。防滲技術的性質和特點從根本上決定了其運用範圍，施工隊伍在進行選擇時，一定要對不同的防滲施工技術進行甄別和判斷。

水利工程在竣工之後一般都要由建築部門對其質量進行檢測，因為工程質量將會對區域居民的生活和生產產生直接影響。但是，防滲技術大都是運用在建築內層或者地下，質監部門很難對施工過程中的每一個環節進行監督和論證，這必然會導致工程防滲施工質量的檢測工作難以進行，引發嚴重的漏水現象。 ^[1] 

進一步完善水利工程防滲施工的措施

我國現階段水利工程防滲施工技術逐漸朝着成熟化的方向發展，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，就要從以下幾個方面來進行。

水利工程施工質量對於經濟發展和社會進步將會產生深遠的影響，所以，在進行水利工程施工之前，要選擇具有先進施工技術、經驗豐富的施工隊伍，還要聘請資歷較深的專家學者對工程進行測量，並分析其可行性。對水文特點以及土層結構進行分析和考察。

建築施工企業要結合水利工程區域環境選擇科學的防滲施工技術，做好防滲工作，從而提升水利工程的使用質量和使用壽命。

水利工程具有不同的形態，堤壩、水庫和發電設備都包含其中，因此，建築施工人員在實際施工之前，還要選擇科學合適的材料，保證各種施工材料滿足國家頒佈的各項標準。對於高壓噴射技術以及防滲牆施工過程中的水泥施工，建築施工人員要做好相應的控制工作，保證達到防滲的標準和要求。水利工程施工過程中，要對具體的施工環節實施檢測。

建築施工企業除了需要安排專業的管理工作人員做好日常管理工作之外，還要安排技術工作人員實施現場指導，減少施工過程各種技術難題出現的可能性。

水利工程完成施工之後，施工人員要對其進行定期檢測。

工程材料受到自然災害以及長期運行的影響，可能會產生較大的質量問題。施工人員要嚴格控制水利工程的每一個防滲環節，對於出現的質量問題，要及時進行修補，避免滲漏面積不斷擴大，從而延長建築水利工程的使用年限。水利工程部門還需要做好相應的保護工作，儘可能減少自然災害對建築水利工程的危害，杜絕任何人為因素對其產生的影響，從而保證水利工程在使用過程中產生更大的經濟和社會價值。 ^[1] 

滲濾液是由垃圾中有機物降解生成的新物質以及生活垃圾的溶解物質與雨水和地下水混合而成的，由於垃圾組份的多樣性和複雜性，導致滲濾液的化學成分十分複雜，污染物濃度變化範圍很大。

填埋場垃圾滲濾液一般具有以下化學特徵：

（1）滲濾液的化學成分極為複雜，有機污染物、無機污染物和重金屬離子等多種污染組份共存，表現出很強的綜合污染特徵。

（2）滲濾液污染成分濃度很高，如CODcr最高可達105mg/l以上, 為工業污染允許排放標準的倍以上， 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，是一種嚴重的污染源。

（3）COD和BOD指標表明有機物含量高，成分複雜。己經發現在滲濾液中可能存在的有機物超過100種。

（4）滲濾液中無機污染物的組份也十分複雜，其成分和濃度在很大程度上與填埋垃圾的成分和時間有關。

（5）生活垃圾中的金屬物質，經淋濾和各種酸化作用後進入滲濾液，使滲濾液中重金屬離子含量遠遠超過工業水排放標準和生活水飲用標準。

對這種成分極其複雜、污染性極強的滲濾液進行控制，最有效的措施就是建立防滲系統。在填埋場中建立的防滲系統是否有效達到防滲目的，一方面取決於防滲系統是否能有效阻止滲濾液外泄，另一方面取決於防滲系統是否能有效阻止污染物向外遷移，同時還要儘量阻止地下徑流進入填埋場，防止產生更多滲濾液。

一般來説, 一個良好的填埋場防滲系統應具有以下功能：

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

（2）防止地下徑流進入填埋場，避免產生過多滲濾液，使處理量增加。

（3）避免填埋場內產生的氣體向外遷移，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相容性， 能抵抗滲濾液的侵蝕，能有效阻滯滲濾液中的有害污染物質。

（5）具有足夠的強度和耐久性，保證填埋工作壽命之內防滲系統的安全性。

（6）具有較好的環境效應，本身不會對環境產生負面影響和破壞。 ^[3]