防渗

水利工程防渗施工过程中存在的问题

虽然在现代水利工程施工过程中会运用到很多防渗施工技术，但是，现阶段的水利工程在施工和后期使用过程中仍然存在较为严重的渗水现象，造成这种局面的主要原因是由于防渗施工技术的使用对象以及使用条件存在的局限性。水利工程施工企业的施工人员以及管理工作上存在的漏洞也导致水利工程在进行防渗施工时存在诸多问题。

防渗建筑公司存在的问题

很多建筑施工企业并不具备自己的专业技术人员以及施工队伍，他们在获得桥梁、建筑、水利工程以及公路工程施工资质之后，会把相关任务外分出去。

水利工程施工作为一项技术性和专业性相对较强的工作，需要建筑施工单位派设专业的技术人员来对施工现场进行指导，但是，在实际施工过程中，施工企业只是安排几名管理工作人员来执行相应的维护工作，从而导致施工队伍只是按照进度以及任务的要求来进行施工，不能结合实际施工环境选择合适的水利工程防渗技术，施工人员大都是凭借自我感觉和经验进行施工，没有对周围环境以及土层进行考察，从而导致水利工程施工质量达不到相应的标准和要求。

防渗防渗技术存在的问题

我国现阶段水利工程在施工过程中除了上文中进行阐述的3 种防渗技术之外，还包括震动成墙技术、灌浆法等一系列技术。

很多防渗施工技术在实际使用过程中都具有各自的缺陷，例如深层搅拌成墙技术一般都运用在淤泥、黏土、砂土或者直径小于5cm 范围的砂砾中。防渗技术的性质和特点从根本上决定了其运用范围，施工队伍在进行选择时，一定要对不同的防渗施工技术进行甄别和判断。

防渗质量监督工作存在的问题

水利工程在竣工之后一般都要由建筑部门对其质量进行检测，因为工程质量将会对区域居民的生活和生产产生直接影响。但是，防渗技术大都是运用在建筑内层或者地下，质监部门很难对施工过程中的每一个环节进行监督和论证，这必然会导致工程防渗施工质量的检测工作难以进行，引发严重的漏水现象。

防渗渗滤液特征

渗滤液是由垃圾中有机物降解生成的新物质以及生活垃圾的溶解物质与雨水和地下水混合而成的，由于垃圾组份的多样性和复杂性，导致渗滤液的化学成分十分复杂，污染物浓度变化范围很大。

填埋场垃圾渗滤液一般具有以下化学特征：

（1）渗滤液的化学成分极为复杂，有机污染物、无机污染物和重金属离子等多种污染组份共存，表现出很强的综合污染特征。

（2）渗滤液污染成分浓度很高，如CODcr最高可达105mg/l以上, 为工业污染允许排放标准的倍以上， 一的浓度可100倍以上，是NH₃-N的倍。由此可见，渗滤液污染性极强，是一种严重的污染源。

（3）COD和BOD指标表明有机物含量高，成分复杂。己经发现在渗滤液中可能存在的有机物超过100种。

（4）渗滤液中无机污染物的组份也十分复杂，其成分和浓度在很大程度上与填埋垃圾的成分和时间有关。

（5）生活垃圾中的金属物质，经淋滤和各种酸化作用后进入渗滤液，使渗滤液中重金属离子含量远远超过工业水排放标准和生活水饮用标准。

防渗防渗系统的功能要求

对这种成分极其复杂、污染性极强的渗滤液进行控制，最有效的措施就是建立防渗系统。在填埋场中建立的防渗系统是否有效达到防渗目的，一方面取决于防渗系统是否能有效阻止渗滤液外泄，另一方面取决于防渗系统是否能有效阻止污染物向外迁移，同时还要尽量阻止地下径流进入填埋场，防止产生更多渗滤液。

一般来说, 一个良好的填埋场防渗系统应具有以下功能：

（1）尽量封闭渗滤液于填埋场中，使其进入渗滤液收集系统， 防止其渗透流出填埋场之外，造成对周围土壤、地下水及地表水的污染。

（2）防止地下径流进入填埋场，避免产生过多渗滤液，使处理量增加。

（3）避免填埋场内产生的气体向外迁移，使之得到有控释放，提高收集效率。

（4）与渗滤液有很好的化学相容性， 能抵抗渗滤液的侵蚀，能有效阻滞渗滤液中的有害污染物质。

（5）具有足够的强度和耐久性，保证填埋工作寿命之内防渗系统的安全性。

（6）具有较好的环境效应，本身不会对环境产生负面影响和破坏。 2100433B

病险水利水电工程最主要的病征是渗透问题，有地基（包括坝肩）渗透和坝体渗透。根据不同的坝型、坝基和病因情况，应采取不同的处理方法。常用的是防渗墙和灌浆。

防渗防渗墙

防渗墙一般要求墙体厚度小、渗透系数低、柔性强、耐久性好及单位面积造价低。防渗墙施工有多头深层搅拌水泥土、锯槽法、链斗法、薄型抓斗、射水法和倒挂井法等成墙工艺。

1、多头深层搅拌水泥土成墙工艺。

多头深层搅拌桩机一次多头钻进，把水泥浆喷入土体并搅拌，使土体与水泥浆液混合固结成一组水泥土桩，桩与桩搭接形成水泥土防渗墙，最大成墙深度为22m，水泥土渗透系数<10cm/s，抗压强度>0.3MPa。其优点是施工简便、无泥浆污染、造价较低，适用于粘土、砂土、淤泥和砂砾层（砂砾直径小于5cm）。实践证明，多头深层搅拌水泥土防渗墙防渗效果明显，在地下防渗工程中质量可靠，投资最经济、最有效，具有一定发展前景。

2、锯槽法成墙工艺。

在先导孔中，锯槽机的刀杆以一定的倾角一边做上下往复切割运动，一边以0.8-1.5m/h 的速度（根据地层状况）向前移动开槽;被锯切割下来的土体可由反循环或正循环方式的排渣系统排出槽外，并采用泥浆护壁。浇筑塑性混凝土，形成宽度为0.2-0.3m 的防渗墙体。锯槽机由行走底盘、动力及传动系统、刀杆及支架加压系统、排渣系统、起重设施及电气控制系统组成;传动方式有机械式与液压式2 种。以不同规格的刀杆进行组合，开槽宽度可达0.2-0.5m、深度达到40m。锯槽法的优点是连续成槽、工效高、墙体连续、质量好，并且成墙深，适应于粘土、砂土和卵石粒径小于100mm 的砂砾石地层;还可以采用自凝灰浆、固化灰浆形成不同强度和抗渗指标的防渗墙。

3、链斗法成墙工艺。

由链斗式开槽机排桩上的旋转链斗取土，同时将斜放的排桩下放到成墙深度，开槽机前进开挖沟槽，并采用泥浆护壁，其浇筑混凝土方法类似锯槽法。链斗式开槽机的开槽宽度为16-50cm，深度可达10-15m。适应于粘土、砂土和粒径小于槽厚的、含量小于30%的砂砾石地层。

4、薄型抓斗成墙工艺。

采用斗宽为0.3m 的薄型抓斗挖土开槽，泥浆护壁，浇筑塑性混凝土或用自凝灰浆形成薄壁防渗墙，最大成墙深度可达40m。适用于粘土、砂土及卵石和砂砾的含量与粒径在一定范围内的土层。

5、射水法成墙工艺。

射水法成墙设备主要由造孔机、混凝土搅拌机和浇筑机组成。利用造孔机成型器内的喷嘴，射出高速水流来切割土层，成型器上下运动切割修整孔壁，采用泥浆护壁，正循环或反循环出渣。槽孔形成后，浇筑水下混凝土或塑性混凝土，形成薄壁防渗墙。成墙厚度为0.22-0.45m，深度可达30m.成墙垂直精度可达1/300，适应于粘土、砂土和粒径小于100mm 的砂砾石地层。在1998年历史罕见的特大洪水过后，在长江、赣江、鄱阳湖等国内重要堤防加固工程中，射水法得到广泛采用，取得了较好的社会经济效益。

防渗灌浆

土石坝坝体、坝基防渗处理中灌浆方法主要有均质土坝及宽心墙坝的坝体劈裂灌浆、高压喷射灌浆、坝基卵砾石层防渗帷幕灌浆等。

1、土坝坝体劈裂灌浆。

土坝坝体劈裂式灌浆是运用坝体应力分布规律，用一定的灌浆压力，将坝体沿坝轴线方向劈裂，同时灌注合适的泥浆，形成铅直连续的防渗泥墙，从而堵塞漏洞、裂缝或切断软弱层，提高坝体的防渗能力，并通过浆、坝互压和湿陷，使坝体内部应力重分布，提高坝体变形稳定性。针对裂缝的局部灌浆，在可能有裂缝的区域，均匀布置类似固结灌浆的灌浆孔群;对坝体施工质量差，甚至出现上下游贯通的横缝，一般应做全线的劈裂灌浆。我国广东省宝树水库用土坝坝体劈裂灌浆技术来解决土坝坝体的渗漏问题，结果表明灌浆后坝体密实度得到提高，渗透系数降低，背水坡湿润渗水现象消失，坝体渗流量减少70%以上。

2、高压喷射灌浆。

高压喷射灌浆防渗是借助于高压水泥浆液射流冲击破坏被灌地层结构，使水泥浆液与被灌地层土颗粒掺混，形成壁状固结体而起防渗作用。根据被灌地层结构和防渗要求不同，又分为定喷、摆喷和旋喷。高压喷射灌浆防渗处理的优点是:设备简单、工效高、料源广、造价低，搭接防渗的效果好。缺点是:机具较多、对地质条件的要求较高，控制不好易在较大（>200mm）颗粒背后形成漏喷现象。

3、卵砾石层防渗帷幕灌浆。

卵砾石层的防渗帷幕灌浆大都采用以粘土为主加少量水泥的混合浆液进行灌注，不同于在岩石中灌浆。卵砾石层灌浆难以形成自立的钻孔，故常采用套阀式灌浆、循环钻灌阀跟管灌浆、打管灌浆的方法。因受地质条件的限制，不能有效控制浆液的填充范围，为达到相对较高的防渗标准，常需采用3 排以上的灌浆孔。随着防渗墙技术的日益成熟，较少采用该方法，仅用于当灌浆作为补充勘探的手段，同时兼顾防渗处理，可以更加准确地针对发生集中渗漏的地点，通过少量的灌浆使问题得到解决。

4、控制性灌浆。

控制性灌浆是近年来提出的一种改进型灌浆工艺，是对传统灌浆工艺的一种调整，通过控制浆液压力和流量，在保证质量和效果的前提下，有效控制灌浆范围，节约时间和投资。

防渗排水固结技术

这种防渗施工技术一般用在软弱土层和饱和土层的处理中，泥炭土层施工过程中很少用到这种排水固结技术。

加压系统和排水系统是构成这种技术的主要因素，主要是指在进行建筑物构造之前先对其进行加，将土体各个孔隙之间的水排出在外，从而不实现固结，这一技术能够从根本上提升工程强度，但是，要求的使用对象具有相对的局限性，因此，在实际施工过程中，要先对施工区域的地质进行测试，保证地质合适时，再铺设土层。

排水固结技术具有节省物力、人力的优点，施工过程较为方面，在水利工程防渗施工过程中较为常见。

进一步完善水利工程防渗施工的措施

我国现阶段水利工程防渗施工技术逐渐朝着成熟化的方向发展，水利工程防渗问题仍然较为明显，要想不断提升水利工程防渗施工水平，就要从以下几个方面来进行。

防渗做好施工前的准备工作

水利工程施工质量对于经济发展和社会进步将会产生深远的影响，所以，在进行水利工程施工之前，要选择具有先进施工技术、经验丰富的施工队伍，还要聘请资历较深的专家学者对工程进行测量，并分析其可行性。对水文特点以及土层结构进行分析和考察。

建筑施工企业要结合水利工程区域环境选择科学的防渗施工技术，做好防渗工作，从而提升水利工程的使用质量和使用寿命。

防渗做好施工技术检测、选择良好的施工材料

水利工程具有不同的形态，堤坝、水库和发电设备都包含其中，因此，建筑施工人员在实际施工之前，还要选择科学合适的材料，保证各种施工材料满足国家颁布的各项标准。对于高压喷射技术以及防渗墙施工过程中的水泥施工，建筑施工人员要做好相应的控制工作，保证达到防渗的标准和要求。水利工程施工过程中，要对具体的施工环节实施检测。

建筑施工企业除了需要安排专业的管理工作人员做好日常管理工作之外，还要安排技术工作人员实施现场指导，减少施工过程各种技术难题出现的可能性。

防渗做好水利工程完成之后的维护工作

水利工程完成施工之后，施工人员要对其进行定期检测。

工程材料受到自然灾害以及长期运行的影响，可能会产生较大的质量问题。施工人员要严格控制水利工程的每一个防渗环节，对于出现的质量问题，要及时进行修补，避免渗漏面积不断扩大，从而延长建筑水利工程的使用年限。水利工程部门还需要做好相应的保护工作，尽可能减少自然灾害对建筑水利工程的危害，杜绝任何人为因素对其产生的影响，从而保证水利工程在使用过程中产生更大的经济和社会价值。

各种防渗结构并无显著差异，只是防渗性能有所差异，结构层次从上到下为：渗滤液收集导排系统、防渗层、基础层、地下水收集导排系统。

填埋场防渗系统1.单层防渗结构

可采用压实黏土单层防渗，或HDPE（高密度聚乙烯）膜单层防渗。

填埋场防渗系统2.复合防渗结构

可采用HDPE膜和压实土壤的复合防渗层，或HDPE膜和GCL的复合防渗层。

填埋场防渗系统3.双层防渗结构

该层次从上至下为渗滤液收集导排系统、主防渗层、渗漏检测层、次防渗层、基础层、地下水收集导排系统。主防渗层和次防渗层均应采用HDPE膜作为防渗材料。

水闸闸基的垂直防渗措施，传统的方法有板桩、混凝土地下连续墙、高压喷射灌浆帷幕、联体搅拌桩等，发展起来的新技术有振动沉模防渗板墙、土工膜垂直铺塑防渗技术等。

本水闸的上、下游水头差小，最大上、下游水头差仅有2.26m，且因为淤泥渗透系数小，仅需几米深的垂直防渗便可解决闸基防渗问题，故这些垂直防渗设施不需深入至基岩。另外，防渗设施本身也存在沉降的问题，因此，需处理好防渗设施与闸室底板齿墙的对接问题。

振动沉模防渗板墙技术，本质上也是混凝土地下连续墙，只是在成槽工艺上做了改进，加快了施工进度，并解决了在软塑一流塑状淤泥中的成槽问题，但最终形成的地下连续墙同样存在与闸室底板连接的问题。而且这种技术需要专门的施工设备。垂直铺塑防渗技术，需要先挖槽，但西河水闸地基为软塑一流塑的淤泥层，这种地层难以成槽，所以也不宜采用。联体搅拌桩技术，由于在淤泥中成桩，桩体强度低，无法悬挂于水闸底板上，也不宜采用 。

填埋场防渗系统1.天然防渗

天然防渗是指在填埋库区具有天然防渗层，其隔水性能达到防渗要求，不需要利用人工材料进行防渗。此类填埋场一般位于黏土和膨润土的土层。黏土状土壤是天然不透水材料，极大限制了水分迁移速率，而在大多数卫生填埋场，黏土衬层的建造通过添加水分和机械压实以改变黏土的结构来满足工程特性。

填埋场防渗系统2.人工防渗

大部分填埋场的地质条件无法达到天然防渗的要求，因此目前的卫生填埋场一般采取自然和人工结合防渗措施。

人工防渗措施分为垂直防渗、水平防渗、垂直与水平防渗相结合三类。

①垂直防渗技术

垂直防渗是在填埋场区为一相对独立的水文地质单元的前提下采用的一种经济而简便的防渗工程措施，也适合废弃物简易堆放场地的污染阻断。通常在厂区地下水径流通道出口处设置垂直的防渗设施。

垂直防渗采用较多的是帷幕灌浆，浆液主要有水泥浆、黏土加水泥浆、化学药剂加水泥浆、膨润土加水泥浆等。

②水平防渗技术

水平防渗是目前国内外使用最广泛、最有效的填埋场防渗技术，主要包括场地平整、防渗衬里材料的选择和防渗层结构设置等内容。