李 阳
天津市引滦工程隧洞管理中心 天津 300000
摘 要:水利工程具有一定的特殊性,在建成后往往需要长期运行,如果防渗加固设计不到位很容易出现渗漏透水等情况,严重影响水利工程的正常运作,并给附近居民的财产和人身安全造成一定威胁。所以,强化对水利工程的防渗加固设计非常必要。
关键词:水利工程;防渗加固;设计方法
1水利工程中应用防渗加固技术
水利工程是国民经济的重要基础设施,其不仅能够解决人们的用水难题,还能发挥抗旱、储水、防洪等功能,有效防止水资源浪费。受自然环境、施工技术等方面因素的影响,当前水利工程施工中存在的问题较多,水库堤坝频频出现渗漏现象,严重影响了水利工程正常作用的发挥。如果渗漏问题长期存在,还可能出现堤坝决堤的风险,给周边居民的生命财产安全造成巨大威胁。随着水利工程施工技术的不断进步,各种防渗加固技术应运而生,这些技术的成熟和应用,能够有效减少工程渗漏问题,提高工程施工质量,确保水利工程的正常运行。因此,在水利工程施工中,防渗加固技术所起到的作用非常关键,应在全国范围内予以大力推广和应用。
2水利工程险情分析
目前,在水利工程堤坝施工中最容易出现的危害类型包括开裂、滑坡、渗透等,在这些安全隐患中破坏性最大的当属渗透。渗透极具破坏性,具体表现形式为渗漏、管涌、流土和接触冲刷等,渗透破坏主要分为两种类型:淤堤身填筑密度和组成物均匀度未达到标准要求而出现的堤身险情,如堤身部分出现裂缝、孔洞或壤土砂化等,当组成堤身的壤土是粉细砂或砂壤土时,较容易发生此类险情;于堤身与堤基的接触带发生渗透,该部位容易发生险情的主要原因在于筑堤方法不当,在做基础处理工作时,未将杂物清理干净,导致组成该部位的物质较为混杂,堤身和堤基的接触不够紧密。
3水利工程中防渗加固设计方法
3.1设计原则
目前,在水利工程施工过程中最常用的防渗方法有两种,防渗墙技术和浆液灌注法。水利工程防渗加固的主要目的是杜绝堤坝发生渗透现象,同时降低浸润线。对于滑坡的处理则相对复杂,需要深入分析造成滑坡的各种因素,并通过以下方式解决:提高土体的强度指标,降低坝体的浸润线。假如坝基发生了渗漏,那么对上游的坝基应根据“截、铺、堵”的原则减少堤坝渗漏量,即通过修建防渗墙、铺盖或帷幕灌浆等方式减少渗漏量;对于下游的坝基应根据“导、减、排”的原则疏导堤坝压力,即通过导渗反滤体、减压井、排水沟等设施来疏导堤坝的压力。
3.2常用技术
3.2.1灌浆防渗加固
(1)低压速凝式灌浆法。该法需要结合管涌所处的位置,利用不同类型的钻孔机器进行钻孔,在钻孔内灌入浸水后可膨胀的材料。灌注浆液应在49kPa左右的压力下进行,主要目的是减缓水流的流速,提升管涌的整体阻力,有效防止水泥浆不受控制而随意流出的情况。最后,在钻孔中加入速凝剂,加速泥浆凝固,防止管涌现象的出现。低压速凝式灌浆法主要适用于高危水位条件下出现的管涌危情。
(2)帷幕灌浆法。该法的主要作用是对堤身进行加固,有效阻止堤身出现的渗漏问题。采用帷幕灌浆法时,应结合堤坝曲直度的不同,选用不同的钻具进行施工,主要目的是加固堤身,增强堤身的稳定性,防止出现渗漏的情况。灌浆时应采用自上而下的顺序,而且要少灌多复,也要结合具体的情况灵活调整。
(3)堤基的基础灌浆。对堤基灌注浆液时,通常采用高压填充的方式。该种灌浆方式主要用于解决因堤基基础不良而造成的管涌问题。用此法填充溶洞、蚁穴时,首先要在溶洞或蚁穴周围用30型钻机布孔,并灌入泥浆,做成包围圈,然后进行填充,直至填满为止。
(4)灌浆加固。
对于浆砌石重力坝,一般通过灌浆加固的方式进行防渗加固,该方法形成的防渗体能有效修补坝体的缝隙,起到良好的防渗、加固效果。一方面,可通过在坝上游面固结灌浆的方式,增强坝体承载力,提升坝体的性能。另一方面,可重新对坝面进行剔勾缝,再使用高标号预缩水泥对坝面做进一步勾缝处理,从而增强坝体的抗性和稳定性。
3.2.2防渗墙
(1)自凝灰浆防渗墙。随着水利行业的发展和进步,各种水利工程新技术不断涌现,如凝灰浆技术是在塑性混凝土防渗技术的基础上改进而来的,该技术把膨润土与水泥以一定比例进行配合,同时加入缓凝剂,将这些混合物在凝固前灌注到钻孔中进行有效填充,在浆液凝固后可大大增强墙体的防渗性能。
(2)高压喷射防渗墙。在灌注水泥浆液的同时,利用高压喷射的方式,使灌入的水泥与地层中的颗粒物质有效掺和,形成高压喷射式防渗墙,通过这种方式可有效增强堤坝的防渗性能,避免出现渗透现象。
(3)水泥土搅拌桩防渗墙。首先把水泥浆液射进土体中,然后利用深层搅拌桩机器实施堤坝作业,把土体、水泥搅拌均匀,在搅拌过程中,土体和水泥会发生一系列反应和变化,最后凝固形成墙体。该方法的优势在于造价较低,且设备便于携带。
3.2.3沉井基础法
沉井基础法在我国沿海地区的水闸工程中应用较为广泛,其不仅能够预防地基渗透变形,还能大大提高地基的承载力。采用该法时应注意以下要点:淤沉井基础的平面形状要尽量采用矩形,这样有利于井体浇筑后均匀下沉,平面的尺寸应大小适中,既不能太大也不能太小;于要处理好不同沉井之间的接缝,可通过板桩密封,达到止水防渗效果;盂合理确定井壁及隔墙的厚度,既要满足工程运行使用期间所需的结构强度,又要确保沉井下沉过程中能够顺利完成井口内土方的开挖和运输工作;准确验算沉井的自重,合理确定沉井基础的下沉系数,同时应保持井壁外侧光滑平整,以降低来自周围土体的摩擦阻力,确保井体顺利下沉;虞尽可能不对沉井进行封底,这是因为沉井的开挖深度通常比较大,很容易受到地下水的影响,进而影响防渗加固的效果。
3.2.4复合土工膜技术
在传统的水利工程施工中,使用较多的土工膜为无纺布和塑料薄膜,而随着科技水平的提高,近年来在水利工程中开始广泛使用复合土工膜技术。复合土工膜具有重量轻、延展性强、防渗性能好等优点,在水利工程施工过程中,应根据复合土工膜的特征,结合工程现场实际情况,合理选择复合土工膜的类型,以提高工程防渗加固效果。同时,在施工过程中应注意做好土工膜与防渗体之间的衔接处理,尽量不留缝隙,以提高工程整体防渗性能。
3.3注意要点
现代化水利工程施工不但要注重施工的效率,还应高度重视施工的质量。因此,在采用堤坝防渗加固技术时,切忌过于循规蹈矩,而要结合工程实际情况对施工方案进行灵活调整。一方面,在实施堤坝防渗加固技术前,要深入分析方案实施过程中的困难和优势,充分利用好已有的条件。另一方面,在应用堤坝防渗加固技术时,应积极开展大量的研究和调查活动,注重多种技术的综合应用,不要只局限在单一技术上。
4结语
随着社会经济的快速发展,在很多水利工程的运行过程中,仍不可避免地发生渗漏透水等问题,给水利工程的安全运行带来巨大隐患。因此,应不断改进和完善水利工程的防渗加固技术,有效提高堤坝承受河流冲击的能力。同时,要不断加强对水利工程中防渗加固技术的学习和研究力度,有效发挥防渗加固技术在水利工程中的重要作用,促进我国水利工程事业的健康可持续发展。
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