水利工程防渗处理中的灌浆施工技术分析 耿焱

发表时间:2021/1/25   来源:《基层建设》2020年第26期   作者:耿焱
[导读] 摘要:防渗漏技术是水利工程项目建设过程中最常用的施工技术之一,而灌浆施工技术作为防渗漏施工技术的重要组成部分之一,其施工质量的高低直接影响着水利工程项目整体施工质量的高低。
        博兴县水利局  山东滨州  256500
        摘要:防渗漏技术是水利工程项目建设过程中最常用的施工技术之一,而灌浆施工技术作为防渗漏施工技术的重要组成部分之一,其施工质量的高低直接影响着水利工程项目整体施工质量的高低。基于此,本文就水利工程防渗处理中的灌浆施工技术进行了探讨。
        关键词:水利工程;防渗处理;灌浆;施工技术
        1水利工程产生渗漏问题的原因
        1.1自然因素
        地震、山体垮塌、地表沉降等是导致水利工程出现渗漏问题的自然因素。由于大多数自然因素发生后都会导致水利工程的坝体、堤防等出现震动的问题。所以,一旦遇到恶劣天气且产生大量洪水、泥石流的话必然会对水利工程产生巨大冲击,导致水利工程强度下降而出现渗漏问题。
        1.2人为因素
        水利工程基础设计缺陷是导致渗漏问题发生的主要原因之一,水利工程建设过程中如果施工企业出于节约成本的目的,采用质量不合格的施工材料的话,不但会影响水利工程建设的整体施工质量,而且增加了渗漏问题发生的概率,对水利工程的安全稳定运行埋下了隐患。此外,施工人员在水利工程建设过程中出现的责任心不足或者施工工艺不达标等情况都有可能导致渗漏问题的发生。
        2水利工程防渗灌浆施工技术
        灌浆是通过钻孔(或预埋管),将具有流动性和胶凝性的浆液,按一定配比要求,压入地层或建筑物的缝隙中胶结硬化成整体,达到防渗、固结、增加强度的工程目的。灌浆按其作用可分为帷幕灌浆、固结灌浆、回填灌浆、接触灌浆、接缝灌浆、补强灌浆和裂缝灌浆等;按灌浆材料可分为水泥灌浆、黏土灌浆、沥青灌浆及化学材料灌浆等。不同的作用、配比及施工技术会有不同的灌浆种类产生,而近年来随着科技与施工技术的发展,比较常用的灌浆技术是高压喷射灌浆技术、劈裂灌浆技术、控制性灌浆技术及防渗帷幕灌浆技术。
        2.1高压喷射灌浆技术
        高压喷射灌浆技术是指利用高压射流的冲击力破坏被灌土体,使浆液与土粒掺和凝结,从而形成防渗板墙的一种施工技术。此施工技术也有三种方式,即定喷、摆喷、旋喷。定喷可形成薄板墙,适用于低水头的防渗工程;摆喷可形成较厚的板墙,适用于中低水头的防渗板墙;旋喷可形成桩柱状凝结体,主要适用于地基加固,同时也可适用于高水头的柱列式防渗墙。实践证明,高压喷射灌浆技术具有操作相对简单、施工效率高、成本控制较好等优点,但也要注意,采用高压喷射灌浆技术施工时,必须根据施工地点的实际情况确定施工参数,这对设计人员和施工人员的专业性及操作专业设备的技能掌握要求非常高,每个技术参数之间的关联性都会影响施工效果。另外,进浆量、进水量、浆液浓度也必须得到严格的把控,这样才能确保施工质量。
        2.2劈裂灌浆技术
        劈裂灌浆利用水力劈裂原理,在坝轴线上钻孔、加压灌注泥浆形成新的防渗墙体。堤坝体沿坝轴线劈裂灌浆后,在泥浆自重和浆、坝互压的作用下,成为与坝体结合的防渗墙体,堵截渗漏;与劈裂缝贯通的原有裂隙及孔洞在灌浆中得到填充,可提高堤坝体的整体性;通过浆、坝互压和干松土体的湿陷作用,部分坝体得到压密,可改善坝体的应力状态,提高其变形稳定性。劈裂灌浆具有设备简便、操作方便、可在施工地点就地取材、无环境污染以及造价成本低、防渗效果好等优点。劈裂灌浆技术适用范围广,能够对坝体内部进行应力调整,降低应力水平,解决坝体的渗漏和变形稳定问题,这是劈裂灌浆的技术优势。运用劈裂灌浆技术时应严格按照国家相关标准操作,否则不仅达不到预想效果,还可能引起坝体坍塌,发生安全事故,造成不可挽回的损失。


        2.3控制性灌浆技术
        控制性灌浆技术在水利工程中属于新兴施工技术,并逐渐普及。控制性灌浆技术的基础是瓦砾石层防渗帷幕灌浆技术,而控制性灌浆技术延续了瓦砾石层防渗帷幕灌浆技术的优点,又对其缺点进行了改进,使传统灌浆技术得到改变,并进一步完善了传统灌浆技术。控制性灌浆技术是在水泥砂浆或混凝土中加入控制液,以此控制水泥砂浆或混凝土的凝固时间,从而达到该技术核心即控制浆液流态、浆液凝固时间、浆体与渗漏水体三个方面。工程实践表明,控制性灌浆技术有效解决了串冒浆和压重不够等问题,能防止浆液大量流失,有效控制液压与流量,适用于复杂地层的防渗处理。控制性灌浆技术因其工艺简单、针对性强、工期短、工程质量高、成本低、堵漏加固效果好等优点,常用于工程中一些难以探查渗漏的部位。
        2.4防渗帷幕灌浆技术
        帷幕灌浆技术也叫止水帷幕技术,是将浆液灌入岩体或土层的裂隙、孔隙中,形成连续的阻水帷幕,以减小渗流量和降低渗透压力的灌浆技术。帷幕顶部与混凝土闸底板或坝体连接,底部深入相对不透水岩层,以阻止或减少地基中地下水的渗透;与其下游的排水系统共同作用,还可降低渗透水流对闸坝的扬压力。水利工程在采用了帷幕灌浆技术后,灌浆洞壁潮湿的现象得到明显改善,且无渗水现象的发生,对水利工程后期投入运营阶段的提前蓄水、按时发电打下了良好基础。20世纪以来,帷幕灌浆一直是水工建筑物地基防渗处理的主要手段,当地基出现渗漏时,帷幕灌浆技术是有效的应对策略,对保证水工建筑物的安全运行起着重要作用。而帷幕灌浆技术使用的设备、施工工艺也相对简便,对节约工程造价做出了贡献。施工过程中可能会出现绕塞返浆、串浆、浆液渗漏等问题,但随着经济与技术水平的提高,这些问题都会得到解决,能更好地在水利工程中发挥帷幕灌浆技术的优势。
        3灌浆施工技术的质量把控
        我国地域广阔、地质地貌多种多样,水利工程属于地上、水下结合建筑,灌浆技术的应用既可以有效处理大坝基岩,又能起到加固水下隧道墙体、防渗堵渗、衬砌回填、坝体接缝等作用。可见,灌浆施工技术对中国水利工程的建设具有非常重要的意义,因而在大力推广的同时,也应该更加重视质量的把控。
        灌浆施工技术的程序,根据实际情况一般可分为两种,逐段式灌浆法和一次灌浆法。遇坡度较大岩层施工时,大多采用逐段式灌浆法。逐段式灌浆法的操作是自上而下,对灌浆压力的要求较高,且钻孔的深度一般在3~6m,灌浆后必须保证浆液凝固达到要求;一次灌浆法与逐段式灌浆法基本相似,但要求不同,一次灌浆法深度比逐段式灌浆法深,一般在10m左右。
        水利工程的前期地质勘测工作尤为重要。勘测中如遇到可溶性岩石,那么附近可能有溶洞出现。而溶洞具有腐蚀性,应及时制订相应的应急预案和工程防腐蚀设计。若地质勘察时未发现问题,则应在主体施工前对土质进行采样分析,核对地质勘察报告,确保水利工程基础的稳定性。
        施工时如遇冒水情况,尤其是冒水点比较集中、频繁,地点比较固定时,通常是因前期施工不当而造成的质量问题,可能影响整个水利工程。为此,处理冒水问题时,要先对冒水区的水量大小进行勘测,然后使用孔口管引流,做好现场记录和相关密封工作。如在不同地点出现冒水现象,对于防渗灌浆技术也应做出相应的调整,在灌浆防渗工作完成后,使用防水材料将冒水点补好,防止二次冒水。
        4结束语
        水利工程作为我国社会经济建设中不可或缺的基础性工程,其在发电、航运、防洪、灌溉、养殖、生态农业等各方面都发挥着至关重要的作用。防渗灌浆施工技术的推广和应用,不仅确保了水利工程建设的顺利进行,降低了水利工程渗漏问题发生的几率,而且为我国社会经济的长期可持续发展奠定了坚实的基础。
        参考文献:
        [1]刘华.水利工程施工中的防渗技术[J].河南水利与南水北调,2019,4805:50+67.
        [2]陈锦华.水利工程施工中防渗技术解析[J].居舍,2019,36:48.
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