防滲涂料技術(shù)條件

武漢材料保護(hù)研究所、南京科潤精細(xì)化工有限公司等。

張煉、聶曉霖等。

病險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、耐久性好及單位面積造價低。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，抗壓強度>0.3MPa。其優(yōu)點是施工簡便、無泥漿污染、造價較低，適用于粘土、砂土、淤泥和砂礫層（砂礫直徑小于5cm）。實踐證明，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，鋸槽機的刀桿以一定的傾角一邊做上下往復(fù)切割運動，一邊以0.8-1.5m/h 的速度（根據(jù)地層狀況）向前移動開槽;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。鋸槽機由行走底盤、動力及傳動系統(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;傳動方式有機械式與液壓式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。

由鏈斗式開槽機排樁上的旋轉(zhuǎn)鏈斗取土，同時將斜放的排樁下放到成墻深度，開槽機前進(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、混凝土攪拌機和澆筑機組成。利用造孔機成型器內(nèi)的噴嘴，射出高速水流來切割土層，成型器上下運動切割修整孔壁，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)點是:設(shè)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(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)灌漿作為補充勘探的手段，同時兼顧防滲處理，可以更加準(zhǔn)確地針對發(fā)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(jìn)型灌漿工藝，是對傳統(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)造之前先對其進(jìn)行加，將土體各個孔隙之間的水排出在外，從而不實現(xiàn)固結(jié)，這一技術(shù)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局限性，因此，在實際施工過程中，要先對施工區(qū)域的地質(zhì)進(jìn)行測試，保證地質(zhì)合適時，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，施工過程較為方面，在水利工程防滲施工過程中較為常見。

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，且因為淤泥滲透系數(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接問題。

振動沉模防滲板墻技術(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，樁體強度低，無法懸掛于水閘底板上，也不宜采用 。