摘要:水利工程关乎国计民生,水利工程的修建为工业发展、农业生产和人民用水都提供了很大的便利。一个水利工程修建之后能否正常使用最大程度上是由其堤坝的安全性来决定的。堤坝出现险情,将导致整个水利工程作废。由此可见,堤坝的安全性至关重要,其中堤坝的防渗加固施工技术在整个水利工程中的作用更是不容小觑。
关键词:水利工程;堤坝防渗加固;施工技术
前言:
由于我国水利工程项目繁多且复杂,在实际的施工过程中还有很多的问题需要解决。每一个工程的实际情况都是不一样的,水利工程的施工更是受到自然环境、植被环境、气候环境、水资源环境等等各个方便因素的影响,堤坝的防渗加固在施工中更要做到具体情况具体对待。结合基本的施工技术,制定最符合实际的施工方案,做到科学合理、质优价廉。
一、常见的水利工程堤坝中最常见的几种险情类别
堤坝的修建受到各方面的因素影响,因此出现的险情也是各不相同。常见堤坝出现的险情一般发生在坝身、坝基以及坝基和坝身相接连的地方。根据堤坝险情发生的具体情况,又可以将堤坝的险情分为渗透、滑坡和坝体开裂等几种。其中渗透对于堤坝的危害性是最大的。
堤坝坝身发生险情最主要的原因是坝身自身结构密实度不均匀,导致坝身本身出现险情;坝基出现险情最主要的原因是在最初修建的时候,坝基的修建没有达到标准,可能是当时选用的施工材料或者当时的施工技术不合格,导致堤坝在使用一段时间后出现险情;在坝身和坝基之间相连接的地方出现险情,最根本的原因是在堤坝坝基修建之后,没有做好清理工作,直接就开始修建坝身,这样二者没有很好的连接,引发后期出现险情。总之,施工过程中的任何一点马虎,都可能造成后期出现大大小小不同的险情发生。
二、水利工程中堤坝防渗加固施工的方法
水利工程中堤坝出现险情,施工人员在第一时间应该判断出是因为什么原因导致的堤坝险情制定出不同的防渗加固施工方案。其中最常见的施工方案包括修筑截渗墙、锥探灌浆和劈裂灌浆等方法。具体选择用哪一种的方法,要结合整个水利工程的成本造价、工期时间、坝身厚度、险情级别来制定。要在保证质量的前提下,尽量节约成本,缩短工期。
水利工程施工建设中,堤坝的防渗施工最主要的方法就是灌浆和设置防渗墙两种,而根据堤坝所处上下游的位置,选择用的施工方法也是不一样的。上游堤坝的防渗一般要坚持“铺、截、堵”三大基本原则,下游堤坝的防渗一般要坚持“导、减、排”的原则。总而言之,水利工程中上游的堤坝防渗加固应该作为主要的工程进行施工,具体可以使用重新修建、拦截围堵、灌浆防渗等方法进行加固施工,下游的堤坝防渗加固作为辅助的工程施工,具体可以采用导流、减压、排渗的方法进行施工。
三、水利工程中堤坝灌浆防渗技术的方法
在水利工程堤坝防渗加固施工过程中,主要的灌浆防渗技术主要有劈裂式帷幕灌浆法、低压速凝式灌浆法、高压填充式灌浆法和灌浆加固法等四种。
劈裂式帷幕灌浆法主要在于加固堤身,以免出现渗漏现象。这种灌浆方法需要提前根据坝体的曲直情况采用梅花型或直行的钻孔方法,然后自下而上的在钻孔内注入多少不同的泥浆,经过一段时间的凝结冷却,然后形成一道帷幕,从而起到加固防渗的作用。
低压速凝式灌浆法一般适用于抢险救灾的突发情况,可以根据管涌的实际情况选择不同型号的钻孔。一般选用30型钻机或者50型钻机,把压力控制在49kPa,缓慢的往孔里注入添加了适量速凝剂的水泥浆,从而快速堵塞管涌,起到加固防渗的作用。
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高压填充式灌浆法是针对坝基出现险情而使用的一种方法。它可以快速有效的对坝基产生的漏洞进行填充,当坝基出现蚁穴或者小洞的时候,这种方法快速高效。
灌浆加固法主要适用于坝身本身出现的险情。当坝体出现开裂等险情时,使用这种方法可以很有效的防止漏洞和裂缝的加大,从而起到防渗加固的作用。具体方法就是要采用高质量的灌注材料作为防水材料,并要使用高标号的水泥砂浆进行施工,在无压力的情况进行灌注,对坝身进行重新浇筑,从而增强坝身的整体稳定性、整体性和抗压性。
四、水利工程中堤坝防渗墙的设置方法
防渗墙是指在水利工程的施工过程中,施工人员利用搅拌机把水泥泥浆喷射到土体里面进行充分搅拌,然后让水泥泥浆和土体二者完全结合,再经过一系列的物理、化学反应,二者融合之后形成新的的混合物凝结之后成了一堵墙。这堵墙就叫做防渗墙。防渗墙的设置可以很大程度的减少渗透,降低工程造价。防渗墙的设置一般有高压喷射、垂直铺塑、水泥土搅拌桩、和帷幕灌浆、自凝灰浆等几种。
高压喷射防渗墙的设置是指利用高压喷嘴把大量的水泥泥浆灌入坝基的覆盖层上,水泥泥浆在强高压的情况下会形成一股喷射流,这股喷射流会打乱坝基覆盖层中土壤颗粒的位置,让水泥的泥浆和这些土壤颗粒进行混合形成新的水泥泥浆,这些新的水泥水泥泥浆在冷却凝固之后就自然形成了一道防渗墙。这种方法对于洞穴的填充效果非常明显。
垂直铺塑是指使用大型的挖掘机,利用大型机械的性能开展连续的挖掘工作,直到可以形成多个且连续的槽孔,然后在这些槽孔上使用适量的水泥泥浆进行填充,对槽孔的内壁进行固定,等到槽孔成型后再在上面铺设一层或多层防渗薄膜,再回填粘土。挖槽的深度一般要小于等于15m,槽宽控制在15到30cm之间。这种方法对于沙壤土层的填充效果比较好。
水泥土搅拌桩顾名思义就是利用搅拌桩把水泥和土壤进行连续不间断的搅拌,使二者充分融合形成水泥泥浆,再经过冷却之后自然形成的防渗墙。这种技术操作简单、成本低廉、而且效果明显,在我国的水利工程的施工建设中应用非常广泛。当墙体厚度在25cm到30cm之间,深度在15m以内的时候,使用这种方法可以很好地保证墙体的完整性。这种方法在土砂层和含砾石较少的砂砾石层中都可以使用。
帷幕灌浆法的前提是要钻孔,然后把按照一定比例配置好的具有较好的流动性和胶凝性的浆液经由钻孔强压到坝基底部的裂缝中,随后经过一段时间的冷却凝结,浆液就和坝基形成了一个整体,这样大大增强了坝基的坚固性和稳定性。这种方法在使用的过程中一定要控制好浆液的配合比例,把握好浆液要冷却的时间,另外灌入浆液的多少也会对凝结产生一定的影响。这种方法现在也越来越广泛的应用在水利工程的施工建设过程中。
自凝灰浆防渗墙实在塑性混凝土墙的基础上经过演变而形成的一种新型混凝土防渗墙技术。其中自凝灰浆的主要成分就是水泥、膨润土和少量的凝缓剂。在施工的过程中,将这三种物质按照一定的比例混合后注入水利工程堤坝提前打好的钻孔中,经过一点时间的冷却凝固之后成了一道防渗墙。这种技术在使用过程中最主要的就是要掌握好自凝灰浆中三种成分的配合比例以及自凝灰浆往钻孔里面注入量的多少。这种技术在我国的水利工程堤坝防渗加固施工中刚刚兴起,但是防渗效果非常明显。
结语
随着近年来现代工程施工的水平不断发展,各种新型的材料不断出现,也加快了我国水利工程的发展水平,堤坝的防渗加固技术也得到了飞速的发展,水资源的利用率也大大提升,有效的保护了国家和人民的利益。技术人员和施工人要要善于发现在水利工程堤坝防渗加固施工过程中出现的具体情况,结合基本方法,制定切实有效的防渗加固方案,减少堤坝出现险情的几率,更好地促进我国水利工程的发展。
参考文献
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论文作者:王志涛1,王存2,赵坤鹏3,刘景松4
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年17期
论文发表时间:2019/11/25
标签:堤坝论文; 水利工程论文; 险情论文; 坝基论文; 防渗论文; 防渗墙论文; 水泥论文; 《建筑学研究前沿》2019年17期论文;