水利水电工程渗漏成因和处理技术

发表时间:2021/1/15   来源:《建筑实践》2020年10月29期   作者:贠学春1 张建平2 赵洁3
[导读] 渗漏问题会严重影响水利水电工程的耐久性、安全性和稳定性,增加水利水电工程运行成本,降低运行效益。
        贠学春1   张建平2   赵洁3
        1身份证号:642126198009211821,陕西省
        2身份证号:610528199107308610,陕西省
        3身份证号:61050219911117122X,陕西省
        摘要:渗漏问题会严重影响水利水电工程的耐久性、安全性和稳定性,增加水利水电工程运行成本,降低运行效益。所以在具体工程建设中,需要加强对渗漏问题的分析研究,明确渗漏原因,并合理应用相应的处理技术,做好对水利水电渗漏位置的修复和加固,确保水利水电工程结构的稳固安全。
关键词:水利水电工程;渗漏问题;原因;处理技术
        1水利水电工程施工出现渗漏的原因
        1.1施工材料选用不合理
        施工材料直接或间接地影响着水利水电工程施工质量,鉴于水利水电工程施工中所用的施工材料具有多样性的特点,因而从材料源头上做好施工质量控制尤为关键。如果施工材料选用不合理,或者没有按照施工技术要求选用,会导致严重的施工质量隐患。比如水泥选用不当时会导致硬化速度过快,导致强度不达标;混凝土配比不合理也会对其强度和硬度产生影响,导致后期渗漏现象严重。另外,钢筋在施工中也占有很大的比重,如果钢筋表面氧化膜受损严重,其与空气氧化出现腐蚀的概率更大,会直接影响水利水电工程的内部结构。
        1.2施工环节管理力度不足
        施工过程中的管理是减少渗漏问题出现,保证施工质量的重要举措,但实际施工过程中,部分施工单位为了追求施工进度,往往对施工过程中的管理不够重视,或者实际管理效果不佳。施工环节管理力度不足具体体现在以下方面。(1)施工技术管理力度不足:水利水电工程施工环境相对复杂,常常需要水下进行混凝土浇筑,如果在施工过程中没有根据施工特点制定施工方案选用有效的施工技术,则有可能导致水利水电工程施工过程中或施工完成后出现渗漏。(2)施工质量管理力度不足:施工质量监管需要贯穿于整个施工的全过程,如果盲目追求施工进度,而忽视了施工过程中的质量监控,就会引发严重的施工质量问题[1],例如没有严格规范施工人员的施工行为,缺少行之有效的责任制度、监督制度和奖惩制度,这些问题都会造成施工质量难以保证。
        1.3外部因素
        水利水电工程建设中,造成渗漏的原因有时来自外部因素,如施工环境、水文地质、气候等因素,所以,在实际的施工过程中,需要吸取传统的施工经验,并综合考虑自然条件对施工的影响,比如,在施工期间出现持续降水情况,如果不能有效地清除积水,就会不可避免地增加施工难度,从而造成工程渗漏的可能性。特别是在某些项目的施工过程中,由于施工地质条件的限制影响工程的排水能力,就会增加水利水电项目的潜在安全风险。
        2水利水电施工中常用的防渗技术
        2.1高压喷射灌浆防渗技术
        高压喷射灌浆施工技术是目前水利水电工程防渗处理中应用最广泛的技术,具有施工灵活、质量控制好等优势。其原理是利用压缩机中的压缩空气在灌浆过程中可出现高速喷浆的情况,此时原有土层结构会因为受到影响而融入土壤结构,进而形成一种高质量的水固结体,实现防渗目的,如图1所示。高压喷射灌浆防渗技术的喷射方式包括定喷、摆喷和旋喷三种,在使用该技术时施工人员需要先对施工现场进行全面的勘查,做好前期勘探和测试工作,尤其是对于坝体存在较大石块和杂质的施工现场更应加强注意[2]。实际应用中发现,这种防渗技术的优势在于设备简单,施工成本低,且防渗透作用强,使用范围较为广泛,但是也存在较大的局限性,对施工应用环境有较大的要求,如果使用设备较多,土壤情况不佳,将会严重降低施工质量的可控性,容易引发渗漏现象,在应用这种施工技术前积极开展技术可行性研究十分必要。
    
        图1高压喷射灌浆施工技术图
        2.2土坝坝体劈裂灌浆技术
        土坝坝体劈裂灌浆技术的应用遵循整体坝体的应力分布规律,可以对轴线孔洞设置进行优化,保证浆液随着压力实现灌注。这种防渗技术可以让坝体与浆液之间的挤压作用更加明显,通过减少缝隙提升坝体的强度,从而提升坝体的稳固性与安全性。主要机理是将配制好的浆液,灌注到发生渗漏的孔隙漏洞或者裂缝中,此种方法,既能对坝体进行有效的修补,还能进一步提升坝体的严密性。如果在施工中,坝体裂缝比较多,可采用全线劈裂灌浆技术进行全面修补,从而形成连续的防渗墙。
        2.3帷幕灌浆技术
        帷幕灌浆技术是施工单位最为常用的一种水工建筑防水防渗漏处理方式,且在工程实践中取得了很好的应用效果。帷幕灌浆技术的应用原理是在大坝基地的基岩中钻出一排排帷幕式的孔,再向孔内灌注混凝土浆液,最终形成具有防渗漏效果的帷幕式防水层,以保护整个水利水电工程的基底安全。在具体应用中分为下述两种灌浆方式:1)一次性全孔灌浆。一次性全孔灌浆指的是在钻孔以后,通过向多种钻孔孔内同时浇筑混凝土,一次性形成帷幕防水墙的形式。该方法简单易行,且一次性浇筑成型时,省去了中间停顿的时间,技术实施高效、便捷,可以大大缩短工期。但由于需要同时对所有孔位一次性不间断地灌浆操作,因而,对施工地形、水势等条件有一定要求,需要在平稳地形且水流速较慢的环境中施工操作,否则很容易影响到施工质量。2)分段式灌浆技术。分段式灌浆技术对地形、水文环境等都有着更强的适用性,依据分段施工顺序的不同,可以分为由上而下灌浆和由下至上灌浆两种方式。自上而下的帷幕灌浆方式需要根据钻孔深度以及孔位高低合理布置灌浆工序和区域划分,避免灌浆时工序错乱或孔位之间距离过大,且在灌浆操作时要始终保持上部孔位先灌浆、下部孔位后灌浆的顺序,以确保灌浆浇筑的质量;自下而上的灌浆方式与上述灌浆顺序刚好相反,一般应用在硬岩的地质环境中,能够有效避免冒浆,也是一种常用的灌浆方法。
        2.4防渗墙技术
        防渗墙技术在水利工程中的应用同样广泛,现阶段常用的防渗墙技术主要包括多头深层搅拌防渗墙技术、射水防渗墙技术、链斗法防渗墙技术及锯槽防渗墙技术四种,每种防渗墙技术的应用特性和范围均有所不同,在实际施工过程中需要针对性地加以选择。应用多头深层搅拌防渗墙技术时,需要使用搅拌设备将浆液喷射到土层中,进行充分的搅拌,而后进行混合物水泥桩的制作,后续施工环节与各个水泥桩联合后即可形成防渗墙[3]。相比于其他的防渗技术,多头深层搅拌防渗墙技术可以有效地避免渗漏浆液的可能性,能实现长期的防护工作,同时施工简单快捷。该项目属于土石混合坝,满足技术的应用需求,应用效果显著。链斗法防渗墙技术所使用的机械设备是链斗开槽机器,主要是利用排桩上的旋转链斗开展土体的挖取工作,将排桩倾斜位置加以固定后可以确保开槽机工作的同时实现泥浆保护。因为该项目存在黏土和沙砾层,土体挖取工作量较大,所以实际施工中对该项技术也有所应用,在混凝土浇筑工作完成后,发现防渗施工质量较好,保证了土体开挖的稳定性,且未对土体内部结构造成太大影响。
        结  语
        综上所述,文章结合理论实践,分析了水利水电工程中防渗处理与灌浆施工技术,分析结果表明,防渗漏施工是水利水电工程施工建设的关键内容,其施工质量直接决定了水利水电工程的总体质量和后期使用寿命。因此,在具体施工中,必须结合工程特性和现场施工实际情况,应用效果最好的防渗漏处理技术,为保证防渗漏施工效果,需要规范施工工序,并不断改进施工技术,才能保证水利水电工程施工质量,促使中国国民经济稳健增长。
        参考文献
        [1]李涛.水利水电工程施工环节中帷幕灌浆技术的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2018(13):98.
        [2]张庆福.水利水电工程防渗施工技术探讨[J].农村实用技术,2020(5):172.
        [3]杨东生. 关于水利工程施工中堤坝防渗加固技术的应用[J]. 甘肃科技纵横,2020,49(1):43-45.
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