摘要:为了对水资源进行全面开发与利用,有效消除水害,我们当前已经建立了很多水利工程,且都已投入使用了较长时间,但是因为相应维护、保养工作未得到有效落实,导致了一系列安全隐患的产生,其中堤坝渗漏就是比较主要的安全问题。所以,为了给水利工程的安全运行提供有力保障,应充分重视起堤坝渗漏施工探究,本文针对不同的渗漏情况,探索、实施不同的防渗施工技术,进而大幅度减少渗漏现象的产生。
关键词:水利工程;堤坝防渗技术;方法
1水库堤坝破坏的类型及成因
水库堤坝的破坏在渗透发生机理上可分为流土、管涌、接触冲刷和接触流土四种类型,而坝体的病害主要通过变形破坏和渗透破坏的形式表现出来。在渗流作用下堤坝的抗剪强度会不断降低,逐渐会使一些部位产生不均匀的变形、裂缝和下滑,最终导致堤坝的变形破坏。渗透破坏是指坝基下的渗透水流造成的岩土体中的某些颗粒移动或颗粒成分及结构的改变。一般水库堤防的渗透通常是指水体向围护区以外渗流而产生水量漏失的现象,这对土石坝的稳定性影响极大,会造成坝基或坝体土的渗透导致坝体变形。
2堤坝防渗施工技术的选用原则
2.1破坏程度相对较轻的水利工程可以科学运用防渗墙来治理,若堤身发生较为集中的渗流现象,则可以运用高压喷浆来应对。若在新老堤结合的水平部位出现渗流现象,且比较集中,则可以通过在其邻水侧开挖,然后进行回填封堵来解决,或者直接灌浆填充其相应的接触面。另外,若堤身出现的集中渗流分布在不断坝段,应结合具体情况运用临水坡方式进行截渗,或者是在其背水坡位置实施反滤保护。
2.2对于堤坝防渗来讲,若堤基拥有较厚的渗水层,且邻水侧属于较为稳定的滩地基时,则可以结合具体情况运用铺盖防渗技术做出科学处理。而若其堤基拥有相对较厚的覆盖层、透水层,且掩埋较深时,则应该运用盖重压渗方法来解决,或者是将减压井合理设置在堤脚的相应部位,进而通过有效减小扬压力来消除相应的险情,促进堤坝防渗性能的不断提升。
3水利工程堤坝防渗加固技术方法
3.1 灌浆处理技术
灌浆处理技术可针对堤坝的孔洞、裂缝以及坝身填充物等进行处理,提高堤坝的抗渗能力,巩固坝身的基础结构。在进行灌浆处理时又可将其分为帷幕灌浆法、低压速凝式灌浆法以及高压填充式灌浆法。
(1)灌浆材料的选用。水泥浆,是结合工程特点,按照标准比例混合水泥与水搅拌支撑的浆料,在防渗施工中,为了促进浆料性能的有效提升,应结合具体情况,在其中融入适量的添加剂、改性剂;水泥粘土浆,是结合施工要求,在数你、黏土的混合料中加入适量的水而制成的浆料。这两种材料的有机整合,可以互补其缺点,其不仅具有良好防渗性能,也是一种比较经济实用的灌浆材料;水泥-水玻璃浆液,是通过恰当结合水泥、水玻璃溶液而制成的一种灌浆材料。
(2)劈裂式帷幕灌浆法。这种灌浆处理技术对坝身的渗漏问题有很好的巩固效果,一般要根据坝身不同地质来选择合适的钻具,布孔方式有直线式或梅花式,以孔距3m在堤顶进行钻孔。泥浆的浓度呈逐渐粘稠的趋势,在灌浆的过程中使压力逐渐减小,使泥浆按照设计方向形成帷幕,达到预期的防渗效果。
(3)高压填充式灌浆法。这种灌浆处理技术可以很好的解决坝基的渗漏问题,对溶洞或蚁穴等病害进行灌浆填充。在进行基础灌浆时,在堤顶处选用30型工程钻机以1.5-2.0m的孔距进行钻孔,使钻入的深度达到砾石层2m左右,在此基础上以127.4-166.6kPa的压力灌入水泥浆。在对溶洞和蚁穴的坝基进行处理时,一般选择30型钻机对坝基进行钻孔,再灌入泥浆进行填充加固。
(4)低压速凝式灌浆法。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这种灌浆方法一般用于高危水位下抢险堵塞管涌,它可根据管涌所处位置的地质情况(即粘土层或砂砾层)分别采用30型钻机或50型钻机钻孔,然后先向孔内注入浸水后即膨胀的物质(如黄豆、大米),再以小于49kPa的压力徐徐向孔内灌入加进速凝剂水玻璃的水泥浆。注入膨胀物质是为了加大管涌内阻力,减慢管涌内水流速度,防止水泥浆随水流出;加入速凝剂,水泥浆能很快凝固而堵塞管涌。
3.2混凝土防渗墙技术
(1) 高压喷射防渗墙是借助于高压射流冲击扰动坝基覆盖层,同时灌入水泥浆,使浆液与被灌地层土颗粒掺混,形成防渗墙。
(2)自凝灰浆防渗墙。自凝灰浆防渗墙是在塑性混凝土墙的基础上发展而来的。使用水泥、膨润土并掺入少量缓凝剂制成“自凝灰浆,在凝固前可作为造孔中的固壁泥浆,完工后自行凝固,形成墙体起防渗补强作用。该技术在美国、法国等国家均已使用,我国尚处于起步阶段。
(3)垂直铺塑。垂直铺塑是利用链斗式挖槽机,通过链条及链斗连续挖掘出渣,形成连续的槽孔,并用泥浆固壁,成槽后随即辅设防渗薄膜,回填粘土。挖槽深度一般≤15m,槽宽为15~30cm。适用于砂壤土层,工效较高。
(4)水泥土搅拌桩防渗墙。利用水泥作为固化剂,通过深层搅拌机把水泥浆喷入土体并搅拌,使水泥土土体强度大大提高,利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应,硬结成墙,它的设计控制指标为:单轴抗压强度不小于1.0MPa,渗透系数K<1×10-6cm/s,既能对软弱地基进行加固,又能防渗,具有成墙效果好、强度高、抗渗性能好。
(5)帷幕灌浆是将一定配合比的浆液通过施加一定的压力压到岩层裂隙中,经过硬化胶结以后,形成结石,达到防渗或加固的目的。小浪底帷幕灌浆一律采用孔口封闭灌浆法,国际上一些高效率的施工方法,如GIN灌浆法是近十多年来流行的一种新型水泥灌浆法,促进了我国灌浆技术的发展。GIN灌浆法是一个科学的有使用价值的灌浆方法,由前国际大坝会议主席隆巴迪博士首先提出的。隆巴迪认为,对任意孔段的灌浆,其所损耗的能量比例是相当小的,能量的消耗近似地同最终灌浆压力P和单位灌浆段吸浆量V的乘积成正比,PV就叫作灌浆强度值,即即PV=GIN值。
4水利工程堤坝防渗处理控制措施
4.1 加强裂缝控制
对于堤坝裂缝的产生与抹灰层的施工质量有着密切的联系,基于此在对裂缝进行控制时,需要加强对抹灰层的重视。首先需要对堤坝基体进行基层处理,尤其是抹灰层厚度较大的位置,应适当的采取分层处理。其次,抹灰层施工时可以掺加适量的添加剂,并通过添加杜拉纤维来避免结构的开裂,一般情况下每方用量应控制在1kg左右。将杜拉纤维加入后需搅拌3min,可以在抹灰层内部形成一种比较均匀的乱向支撑体系,减小收缩裂缝的产生。
4.2提高水利堤坝加固技术
在水利工程的堤堤坝防渗加固过程中,要根据具体的实际情况采用不同的加固技术。对水利工程坝体和坝基进行防渗加固时,最有效的技术方法就是采用灌浆法填充堤坝的漏洞和缝隙处。这种反向灌浆技术应用的最好的环境条件是坝前无水,它能够有效的提高坝面的防渗能力和坝体的稳定性。
5结论
作为我国水利工程建设的关键组成内容,堤坝防渗施工可以为其工程的安全、稳定运行提供保障。为保证工程建设质量,必须要结合渗漏问题选择切实可行的措施进行处理,提高防渗处理的效果,推动我国水利行业的进一步发展。
参考文献
[1] 江建平.水利工程中堤坝防渗施工技术的探讨[J].房地产导刊,2015,(26):44.
[2] 李宏娜.关于水利工程堤坝防渗加固应用技术的分析[J].科技创新与应用,2015(03).
论文作者:柳炳全
论文发表刊物:《基层建设》2017年第22期
论文发表时间:2017/11/13
标签:堤坝论文; 防渗论文; 水利工程论文; 防渗墙论文; 坝基论文; 水泥浆论文; 技术论文; 《基层建设》2017年第22期论文;