中国水电建设集团十五工程局有限公司 陕西省商洛市 726000
摘要:水利水电工程学科是在水的自然特性研究之基础上,以工程或非工程措施调控和利用水能资源的工程科学。水利工程是我国基础的工程之一,对我国国民经济有着重要作用,目前,我国不断加大对水利工程的建设,在该工程的施工过程中,容易出现渗水的现象。为此,施工人员需采取有效的技术,将其应用在施工中,加强对渗漏现象的处理,完善施工的内容,结合实际情况做出具体分析,并不断研究施工的防渗技术,有效促进后续施工作业的顺利开展。
关键词:水利水电;防渗墙;工程;存在问题;对策
引言
在对水利水电项目进行施工时,很多情况下因为受到诸多因素的影响,使得工程建设中容易发生渗漏现象,为了有效解决此类问题,相关工作人员要充分应用防渗墙技术,在提高建筑结构承重与抗洪能力的同时,延长了使用的寿命。
1水利水电防渗墙工程存在的问题
首先是钻探布孔的密度不合理。依据相关要求,在初设环节,土石坝布孔间距在50~100m范围内,堤防工程则是100~500m,这样的布孔方案不够合理。在防渗墙施工的过程中,发现实际的地质条件和勘察报告结果有较大差异,这样就在很大程度上增加了工作难度,使得最终的施工成果无法得到有效保障。其次是相关工作人员的专业技能不够。就现目前而言,一些水利设计单位中,没有配置足够的技术人员,实际在对工程进行设计的过程中,很多人员身兼数职,这样就很容易使得整个设计方案不够精良,可操作性有待提高。
2水利水电防渗墙工程存在问题的对策
2.1灌浆施工技术
结合水利工程施工的实际情况,还可采用灌浆的施工技术,在该技术中还存在多种技术,如,高压喷射、坝体劈裂等。其中高压喷射是较为基础的技术之一,该技术在实际应用中,依靠较大的压力进行使用。通过高压喷射可有效将浆液喷射到具体的裂缝中,并使其逐渐固化,可有效增强其稳定性。同时在该技术中,喷射的方式还存在着不同之处,有定喷、旋喷等对重方式。施工人员需根据具体渗漏的位置进行准确判断,继而选择合理的方式,有效起到防渗的作用。同时在水利工程施工中对于渗漏现象还可使用坝体劈裂的技术,该技术是通过将浆液灌入到孔内,从而提高坝体的强度,有效对坝体中存在的裂缝进行充分修补,避免再次出现渗水的现象,不断加强结构的稳固性。除了以上两种方式之外,在实际施工中,还经常采用石层帷幕的技术,将水泥等材料的进行混合,形成帷幕结构,可将其充分的应用在工程施工中。在该技术应用时,其材料中包含卵烁石,具有较强的硬度,有效起到防渗的效果。因此,施工人员在实际施工过程中,需对出现渗水的原因展开分析,了解渗漏的具体情况,以此选择合理的防渗技术,更好的实现水利工程防渗的目标。
2.2造孔成槽
造孔成槽是水利水电工程中塑性混凝土防渗墙施工质量和工期的重要工序。槽孔施工需分段进行。在保证造孔、墙体施工安全和质量的前提下,根据现场地质、水文条件、单槽孔制作时间、墙体结构、施工机械及混凝土供应、搅拌及运输能力等综合因素,将槽孔进行分段建造。槽长一般为6~8m,在分段过程中,需减少墙段的接缝,尽量增加槽的长度,以加快施工速度,保证施工安全。沟槽段的施工方法有抓取法、钻孔抓斗法等,其中抓取法因其工作效率高而成为常用的成槽方法。制孔过程中常用的施工机械为冲击钻,型号分为CZ-20、CZ-22等,在槽孔施工时,中心线一般与防渗墙轴线重合,槽壁保持平直,避免偏斜。开孔成槽时,避免废渣、杂物落入槽孔内影响泥浆性能。槽内泥浆面低于槽顶0.3~0.5m,避免发生泥浆的离析、沉淀等现象。
2.3高压摆喷灌浆加固原理
为确保高压摆喷顺利实施,三重管高压摆喷桩施工就是利用已经完成的钻孔,利用高喷台车下喷射管至设计处理的深度后,开始送水、送浆、送气。水、浆、气三种材料,通过安装在钻杆杆底端的特殊喷嘴,向周围地层中高压喷射出固化浆液。同时钻,高压浆液喷射过程中,钻杆均匀以固定的速度提升和固定的角度边摆,喷嘴射出高压射流,使一定范围内的地层结构被破坏,并使破坏的底层强制与固化浆液混合在一起,混合料凝固后,就在土体中形成具有一定强度和形状的固结体。
2.4坝体防渗漏处理施工技术
修筑防渗墙是防止坝体渗漏的一种施工技术。为提高坝体抗渗及抗剪能力,可以修筑混凝土防渗墙,以达到加固坝基及防渗目的。防渗墙的修筑应充分考虑坝体自重、水的冲击力两者所产生的双重作用,做好受力分析,以防发生变形,严格控制施工质量,确保修筑的防渗墙安全可靠的同时充分发挥其防渗功能。此外,高喷射灌浆防渗墙的修筑也是一项成熟的施工技术,具有施工周期短、防渗效果佳、直接改变渗漏部位结构等优点而广泛应用于小型水库的除险加固中,该技术的应用应结合坝体实际情况来进行设计,对深度和宽度的选择应合适,以确保施工技术质量,发挥防渗墙除险加固作用。
3聚合物防渗墙抗震抗裂性能分析
聚合物防渗墙是一种超薄柔性防渗墙,其弹性模量与土的弹性模量非常接近,与土体变形协调,墙宽仅1~3cm。无论是静力工况还是地震荷载作用下,坝体的拉应力均小于混凝土防渗墙的拉应力,水库大坝在地震活动中可以利用柔性防渗墙。为了分析聚合物防渗墙在重力、静水压力和地震荷载作用下的静动力特性,本文以某水库大坝工程为例,计算聚合物防渗墙、塑性混凝土防渗墙和普通混凝土防渗墙的静力特性和最大应力分布。该坝体为均质土坝,坝顶长约340m,坝基由优质粉砂、细砂、云母石英片岩组成,地质条件良好。新建大坝采用聚合物灌浆防渗墙,聚合物灌浆防渗墙方案为:距坝上游轴线0.5m,墙厚2cm,坝顶高程77.15m,防渗墙长度215m。本文利用ALGOR软件对土石坝进行网格划分,并且在以下两种工况条件分别对聚合物防渗墙、塑性混凝土防渗墙和普通混凝土防渗墙进行计算分析:工况Ⅰ:土石坝自重和静水压力下的应力分析工况Ⅱ:地震荷载作用下土石坝动应力分析在有限元模型分析中,将邓肯-张非线性模型应用于大坝材料。在静动荷载作用下,聚合物防渗墙的内应力值远小于普通混凝土防渗墙和塑性混凝土防渗墙。塑性混凝土防渗墙的内部应力几乎超限,聚合物防渗墙在工况Ⅱ下仍有较大的安全裕度。塑性混凝土和普通混凝土防渗墙均超过破坏极限,而聚合物防渗墙却远未达到破坏极限。
结语
综上所述,在对水利水电项目进行施工的过程中,防渗墙质量会在很大程度上影响到整个水利建设的安全性。目前防渗墙工程中容易出现的那些问题,正是大多数项目使用效果不佳的主要原因,所以,需要采取有效的措施来强化监管力度,尽可能将各项问题扼杀在摇篮中。这样不仅能够提高防渗工程施工的质量,还能增强整个水利水电工程的性能,从而推动行业的健康发展。
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