摘要:水利工程在经过一定时期的使用后,会不同程度的出现渗漏问题。本文结合笔者实际工作经验,对水利工程防渗施工技术的应用进行相关探讨分析,以供参考。
关键词:水利工程;防渗透技术;施工应用
水利项目为国家的农业发展以及群众的生活和工业的发展都带来了非常充足的水源。不过,因为很多项目的建设时间比较的久远,同时经由长久的运作,此时就表现出了很多的问题,如渗透破坏、滑坡、开裂等等,其中以渗透破坏最为常见。这些问题都影响了水利工程的正常运行状态和人们的日常生活。本文就水利工程容易产生的渗水问题进行分析,并针对这些问题提出一些相关防渗措施。
一、目前我国水利工程建设现状
由于我国的国民经济持续健康的发展,对各项设施的建设都提出了更高的要求。同样水利工程项目也只有通过不断的开发和建设才能满足当代经济发展的需求,但是在此过程中,不可避免的水利工程建设也会出现一些问题,水利工程存在的问题大致可以总结为以下几种:工程建设时间较长且长期缺乏系统的维护;由于技术的限制,导致实际抗洪能力较弱,无法适应新形势下的灾情;建设堤坝容易出现渗漏情况,严重的甚至会破坏建筑坝基和整个工程质量。而就我国的水利工程分析而言,由于大部分水利工程都运行了多年,或多或少都出现了类似的情况。这些问题不仅阻碍了水利工程正常作用的发挥,甚至可能会对人民的正常生活带来严重的威胁,因此做好水利工程的防渗措施极其重要。
此外,对于地基中的软弱岩石或者是带淤泥的软土甚至是一些膨胀土等地带,不仅容易使存在的建筑物变形,严重的还会导致建筑物毁坏和倒塌。并且,这些地带由于土地的空隙比较大,容易出现工程渗水及渗漏的问题。这使得在这种地方建造的水利工程不仅存在安全隐患,并且加剧了水利工程的危险,不仅达不到理想的利国利民的效果,还有可能造成无法预计的损失。
二、水利工程渗水类型及原因
2.1大面积渗水
一般大面积渗水发生在底板,主要原因是基面四周基坑降水应在垫层以下,达不到应有水平,造成排水不良.如遇雨天停电或出现其它机械故障,基坑水位上涨,淹没垫层,不具备灌注混凝土条件,为抢进度,带水施工。其次,在灌注混凝土过程中,由于拌合不均、振捣不密实等原因,造成混凝土孔隙大、强度低、出现大面积渗水现象。
2.2施工缝和变形缝
一方面是施工留下的缝隙,由于都是大面积的施工,人为会将连续施工作业的混凝土分成几个单元来完成,这个缝隙就是施工的情况下造成的,这也是防水工作中比较薄弱的环节,那么在施工的过程中那就应该先将施工缝面的浮灰和相关的杂物清理掉,之后再按照相关的施工流程和规定进行。另外模板的支撑不够牢固、不够严密,形成跑浆的现象,以此来出现蜂窝煤的麻面,引起缝隙漏水,另一方面变形的缝隙产生的漏水,这种漏水的现象主要的原因是止水带固定的不够牢固,使其会偏离中心,再加上混凝土的振捣不够密实出现的打孔和蜂窝麻面。
2.3穿墙管
在某些电灌站、闸泵房工程有各种管(风、水、电)与主体工程联结如止水环焊接不密实,在混凝土浇筑过程中,在施工困难处,混凝土振捣不密实,出现空洞或者蜂窝麻面.就往往出现渗水。
三、水利工程防渗施工技术的应用
3.1防渗墙技术
水利工程中所使用的防渗墙是一种防渗系数很低的特殊墙体,这种墙体自身的厚度一般较小,具有较好的柔韧性和耐久性,且单位面积的工程造价较低,经济性较高。在防渗墙的施工中目前国内普遍采用锯槽法、薄型抓斗、倒挂井、多头深层搅拌水泥土以及射水法等施工工艺来塑造墙体。
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(1)在锯槽法的施工中,首先要定位先导孔,将锯槽机的刀杆以设定好的角度深入到先导孔中,然后让锯槽机做上下的往复运动切割土体,速度保持在0.85m~1.56m每小时之间(具体速度须根据当地的土层情况决定)向前移动开槽,在锯槽法施工中一般采用正反两种循环的方式将切割下来的土体运送出槽外,并在循环的过程中向土体喷射出泥浆,形成泥浆护壁。然后在土槽中进行塑性混凝土的浇筑,浇筑厚度保持在20cm~30cm之间。目前国内使用的锯槽机由动力系统、传动系统、切割系统、支架系统、土循环系统、起重设备、电气控制系统以及行走地盘几个部分组成,传动的方式基本采用机械传动和液压传动两种;
(2)薄型抓斗施工技术是采用小型挖掘机进行施工,挖掘机配备宽度为30cm的挖斗,挖掘过程中喷射泥浆保护土壁,在坑体成型之后进行塑性混凝土的浇筑或者是浇筑自凝灰浆,形成防渗墙体。这种施工技术所形成的墙体最大能够达到40m,在砂土及卵石含量较高的地区有着很多的应用;
(3)多头深层搅拌水泥技术在防渗墙施工中应用最为广泛,这种技术利用多头深层搅拌桩机进行一次性多头钻土成桩,在钻头深入土体的同时喷射泥浆并在此过程中进行搅拌,这样土体和泥浆能够在搅拌的作用下形成水泥土桩,每根桩之间搭接形成水泥土防渗墙,这种成墙技术室目前国内所使用的各项成墙技术中墙体厚度最大的技术,墙体厚度能够达到22米,形成的水泥土渗透系数在10cm/s以下,而抗压强度一般在0.3MPa以上。并且这种施工技术操作简便,泥浆的污染情况也较小,工程造价也较低,使用范围也较广,对于粘土、砂土、淤泥以及沙砾等土层都有着极强的适用性。
3.2灌注浆技术
目前国内水利工程中防渗施工技术中使用的灌浆技术主要有高压喷射灌浆、坝体劈裂灌浆以及控制性刮奖等三项技术。高压喷射灌浆顾名思义是采用高压喷射装置将水泥浆喷射到土体之中,利用高压形成的冲力切割土体形成防渗墙体的槽,在喷射过程中泥浆能够与土体的颗粒进行较为充分的渗透混合,形成壁状的固结体,从而起到防渗的作用,这种防渗技术整体性较好。
而土坝坝体劈裂式的灌浆技术则是根据坝体内部的应力分布情况,将具有一定压力的水泥浆沿着坝体的轴线方向将坝体劈裂,并在此过程中向坝体中灌注预制的泥浆,这种施工技术能够在坝体中形成垂直方向上连续的防渗泥墙,将坝体上的漏洞、裂缝以及软弱层进行弥补,从整体上提高坝体的防渗能力。并在灌注的过程中通过泥浆与原坝体之间相互的渗透从而平衡坝体内部的应力分布,提高坝体抗变形的能力。在针对坝体裂缝处的灌浆施工中,可以预先确定坝体裂缝或者是可能存在裂缝的区域,在裂缝区域的周围均匀的布置一些灌浆孔,而对于病险情况较为严重,裂缝贯通的坝体则采用全线劈裂灌浆。
控制性灌浆在近些年来的水利工程中使用较为频繁,这项技术是在传统灌浆技术上衍生出来的新型关键技术,通过对灌浆过程细节的控制能够更加准确的达到防渗的目的,提高坝体的整体防渗功能,也在很大程度上节约了工程的投资。
3.3裂缝处理
对施工中裂缝主要采用凿槽嵌缝、铺并缝钢筋、固结灌浆、防渗涂料保护等措施处理。对表面裂缝采取凿槽嵌缝处理,处理用砂浆采用预缩砂浆、环氧砂浆、丙乳砂浆,其中丙乳沙浆不能受阳光照射、只能用于洞室内。将施工中裂缝处理好能防止裂缝扩大,对后期坝体的防渗有较好效果。
3.4黏土铺盖辅助防渗
对地质条件不好的坝、闸前铺黏土形成铺盖辅助防渗,黏土铺盖造价低,施工方便,黏土可塑性好抗变形能力强,黏土铺盖可采用分层碾压、抛填方法施工,对于建层的坝体渗漏处理采用抛填黏土防渗铺盖效果较好,黏土在水下能自然填充各种孔隙,地基不均匀沉降、地震等形成的裂缝也能自然修复,可在很多水利工程防渗处理中使用(彭水水电站坝前黏土辅助防渗取得了较好的效果)。
四、结语
随着我国经济发展速度的加快,而水利工程作为重要的基础设施,对于国民经济的发展具有十分重要的作用。因此广大水利工程技术人员应该积极的提高自身的专业技能,在日常的施工中不断的积累经验,从而有效的做好水利工程的防渗措施,使水利工程能够为我国经济的快速发展打下坚实的基础。
参考文献:
[1]王小勇,陈艳丽.水利工程堤防防渗施工技术应用探讨[J].工程技术:文摘版,2016(5):00122-00122.
论文作者:陈勇
论文发表刊物:《基层建设》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/27
标签:水利工程论文; 防渗论文; 裂缝论文; 泥浆论文; 黏土论文; 墙体论文; 防渗墙论文; 《基层建设》2018年第35期论文;