水利工程堤壩防滲加固技術(shù)探究
時間:2022-02-22 04:46:58
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摘要:在水利施工建設(shè)過程中,堤壩滲漏問題非常普遍,如何防滲加固是一個值得討論的話題,否則影響水利工程的安全使用。本文解釋了堤壩防滲加固的含義,分析了堤壩滲漏的原因,并闡述了堤壩防滲加固技術(shù),以供廣大水利工程施工者參考。
關(guān)鍵詞:水利工程;施工管理;堤壩防滲;加固技術(shù)
在水利工程中,堤壩的作用非常明顯,也是水利工程建設(shè)的重點(diǎn)。堤壩工程難度較大、工序多、工藝復(fù)雜,任何環(huán)節(jié)出了問題都可能產(chǎn)生險情。水利工程由于長期在水環(huán)境中運(yùn)行,很容易出現(xiàn)剝蝕、坑槽和剝離等現(xiàn)象,特別是2020年的特大洪水,對部分南方地區(qū)和長江中下游地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成了重大的損失。隨著時間的推移,水利工程建設(shè)質(zhì)量出現(xiàn)了亟待解決的問題,一方面不能發(fā)揮應(yīng)有的作用,另一方面還對人們的生產(chǎn)和生活造成不良影響。堤壩防滲加固關(guān)系堤壩的安全運(yùn)營,堤壩防滲加固技術(shù)成為水利工程施工的重要內(nèi)容之一,也是水利工程運(yùn)行的核心環(huán)節(jié)之一。研究堤壩防滲加固技術(shù)的研究具有重要意義。在水利工程施工中,不斷加強(qiáng)堤壩防滲技術(shù)的運(yùn)用,不斷優(yōu)化施工技術(shù),有助于提高工程壽命,減少安全隱患。
1堤壩防滲加固技術(shù)含義和要點(diǎn)
堤壩防滲加固工程主要是控制滲流,讓堤基內(nèi)和堤身的滲流在可控范圍內(nèi),不致因滲流破壞而影響堤壩的整體安全性。一般情況下,滲流控制的原則是保護(hù)滲流出口和前堵后排。堤壩滲流險情表現(xiàn)有脫坡、滲水、堤身的散浸、漏洞和跌窩,以及堤基的泉眼、泡泉、管涌、沙沸和隆起等。滲流控制的主要表現(xiàn)形式有防滲斜墻、錐探灌漿、鋪蓋和垂直防滲墻,以及減壓井、填塘、淤背、蓋重、減壓溝和濾層等。防滲工程要堅(jiān)持以下原則:一是堤壩工程盡量降低工程施工對水環(huán)境的影響;二是堤壩防滲工程應(yīng)該根據(jù)施工現(xiàn)場的不同采用相應(yīng)的防滲技術(shù)和措施;三是保證防滲工程施工安全,使危險事故發(fā)生率降到最低;四是盡量采用先進(jìn)工藝、技術(shù)、設(shè)備和材料,保證施工質(zhì)量。堤壩工程施工要考慮到不同地質(zhì)環(huán)境、當(dāng)?shù)厝宋沫h(huán)境和農(nóng)作物種植情況等,尤其以地質(zhì)條件最重要,并根據(jù)不同防滲技術(shù)和防洪標(biāo)準(zhǔn),制定切實(shí)可行的施工方案。
2水利工程堤壩滲漏原因分析
對于水利工程項(xiàng)目堤壩來說,工程施工中滲漏現(xiàn)象較為常見。目前國內(nèi)大多數(shù)水利工程建設(shè)于20世紀(jì)70—80年代,由于施工設(shè)備和技術(shù)等原因,無法達(dá)到水利工程施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和要求。2.1長時間失修。長時間失修是水利工程堤壩滲漏的主要原因之一,甚者會導(dǎo)致重大安全生產(chǎn)事件的發(fā)生。對于大多數(shù)的堤壩工程來說,堤壩建設(shè)與規(guī)劃是同步進(jìn)行的,施工標(biāo)準(zhǔn)和施工技術(shù)存在一系列缺失問題。施工單位為了追求工期,減少人工成本,在不考慮堤壩施工工況條件的情況下,使堤壩工程出現(xiàn)了滲漏等一系列質(zhì)量問題。2.2施工機(jī)械問題。施工機(jī)械問題是導(dǎo)致堤壩出現(xiàn)滲漏的另一個原因,包括機(jī)械技術(shù)參數(shù)不標(biāo)準(zhǔn)或不符合要求等。在堤壩施工中,未能做到嚴(yán)格監(jiān)管,也未做好監(jiān)理工作,從而造成堤壩出現(xiàn)各種質(zhì)量問題。例如:在堤壩夯實(shí)時沒有碾壓設(shè)備或碾壓不符合要求;在堤壩填料時混入雜質(zhì),土層過厚或未完全粉碎等;堤壩分段施工時搭接處不到位,導(dǎo)致新舊部分結(jié)合部質(zhì)量不達(dá)標(biāo),從而出現(xiàn)堤壩防滲性能差和滲漏等一系列問題。2.3材料問題。水利工程施工材料是影響堤壩質(zhì)量的重要因素之一,材料應(yīng)符合行業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。堤壩工程基礎(chǔ)部位為巖石結(jié)構(gòu),巖石經(jīng)過多年水流沖刷,會產(chǎn)生剝落、被侵蝕和破壞內(nèi)部結(jié)構(gòu)等問題,經(jīng)過多年水流影響,其結(jié)構(gòu)抗剪度大幅降低。在水流較強(qiáng)的條件下,加上結(jié)構(gòu)自身重量,易發(fā)生下滑現(xiàn)象。2.4后期維護(hù)工作不到位后期維護(hù)工程不到位也是堤壩發(fā)生滲漏的重要原因之一。在實(shí)踐中,后期維護(hù)多采用承包制,沒有確定專人管理,久而久之各種機(jī)械設(shè)備發(fā)生銹蝕,導(dǎo)致設(shè)備在雨季時運(yùn)行不正常,嚴(yán)重時甚至發(fā)生決堤的風(fēng)險。
3堤壩防滲加固技術(shù)要點(diǎn)
3.1劈裂式灌漿技術(shù)。在堤壩施工中對于壩身出現(xiàn)滲漏大多數(shù)采用劈裂式灌漿技術(shù),即讓泥漿在裂縫中凝固,通過填補(bǔ)裂縫滲漏的形式,起到防護(hù)作用[1]。這種方法操作簡單,施工速度快,可以提高水利工程的防水性。施工前調(diào)查壩身的曲直情況,之后通過鉆孔形式(分為梅花型鉆孔、直線型鉆孔,多數(shù)施工中采用直線型鉆孔),在壩頂部鉆孔,孔洞之間保持3m間距,孔洞與堤外肩保持1.5m間距。鉆孔深度與堤壩高度有關(guān),灌漿以少量多次為主,不可一次多灌,由上到下進(jìn)行灌漿。在灌漿施工前注重泥漿稠度,控制泥漿用量,減少串漿、鼓包、冒漿等現(xiàn)象發(fā)生,發(fā)現(xiàn)問題及時糾正,確保用漿質(zhì)量。這種方法可在壩身形成防水帷幕,大幅提高了防滲性能。3.2灌漿加固。采用灌漿加固方法可以強(qiáng)化整個堤壩的承載性、抗?jié)B性。在施工中,首先需要確定滲漏的部位,對滲漏周圍進(jìn)行鑿孔,將孔槽內(nèi)的雜質(zhì)清理出去,將注漿管插入孔槽內(nèi),灌入高強(qiáng)度水泥,直至不產(chǎn)生氣泡為止,在漿液中可以摻入一定量的防水材料,提升抗?jié)B性能,更好地封堵縫隙。3.3防滲墻處理技術(shù)。3.3.1高壓噴施方法。這種方法應(yīng)用范圍較廣,應(yīng)用難度比較低,可節(jié)省施工成本,同時提高防滲效果。利用高壓噴漿機(jī)械設(shè)備,噴施水泥漿,同時可以攪拌土和砂礫,利用高壓沖擊力攪動覆蓋物,水泥漿凝結(jié)后可以形成防滲墻[2]。3.3.2自凝灰漿法。自凝灰漿法還處于研究階段,相關(guān)技術(shù)不夠成熟。在施工前將緩凝劑加入水泥漿中,自凝灰漿凝固后可以形成防滲墻。在施工中如果需要造孔,在自凝灰漿凝固前,進(jìn)行有關(guān)造孔工作,降低造孔活動對防滲墻性能的影響。3.3.3水泥攪拌樁法。在水利工程施工中,利用水泥攪拌樁法充分?jǐn)嚢杷嗪屯?,在攪拌中,水泥會產(chǎn)生一系列化學(xué)反應(yīng),水泥和土得到了充分融合,通過凝結(jié)形成防滲墻。利用水泥攪拌樁法,可以填充土質(zhì)地基,從而使防滲墻防滲效果得到保障。在水利堤壩工程中,廣泛運(yùn)用此種方法,一方面提高了防滲效果,另一方面提高了地基質(zhì)量。3.4復(fù)合土工膜技術(shù)。常用的土工膜包括無紡布和塑料薄膜。隨著技術(shù)的發(fā)展,聚乙烯等土工膜在水利工程中也被廣泛應(yīng)用。為提高堤壩防滲效果,還可以利用乙烯乙酸改性瀝青混凝土膜或復(fù)合土工膜。復(fù)合土工膜具有較強(qiáng)的延展性和防滲性,且質(zhì)地較輕,在水利工程中應(yīng)用廣泛。在施工過程中,施工單位應(yīng)根據(jù)滲漏問題的不同原因,利用針對性的復(fù)合土工膜類型。在土工膜施工時,為避免出現(xiàn)縫隙,則需要高效銜接防滲體和土工膜,提高堤壩防滲效果。但是施工中應(yīng)注意保護(hù)土工膜,以免損壞影響堤壩防滲性能。3.5水平防滲處理技術(shù)。目前,水平防滲處理技術(shù)有臨水截滲技術(shù)、透水壓滲平臺技術(shù)和反濾溝導(dǎo)滲技術(shù)等[3]。其中,反濾溝導(dǎo)滲技術(shù)受外界因素影響較大,特別是背水坡的滲水情況等,為了提升節(jié)水效果和提高利用率,采用這項(xiàng)技術(shù)時需要協(xié)調(diào)背水坡溢出點(diǎn)的高度情況,從而有助于提高坡面的穩(wěn)定性。透水壓滲平臺技術(shù)施工難度較大,要求施工技術(shù)人員技能較高,施工前需要對整個壩體進(jìn)行觀測。在具體應(yīng)用時,需要簡化施工工程量,提升施工人員的專業(yè)技能。臨水截滲技術(shù)在大多數(shù)場所的應(yīng)用改善效果均較好,特別是針對持續(xù)出現(xiàn)的滲漏問題。通過這項(xiàng)技術(shù)可以準(zhǔn)確掌握堤壩整體情況,確保施工順利進(jìn)行[4]。
參考文獻(xiàn)
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作者:王世修 單位:淮南市壽縣水利局安豐塘灌區(qū)管理所