水利工程土石坝防渗施工技术分析

发表时间:2021/6/17   来源:《工程建设标准化》2021年4期   作者:文风
[导读] :水利工程建设施工比较复杂,涉及到多种堤坝类型的选择问题,而土石坝是其中比较常见的坝型之一,

        文风
        贵州省水利水电勘测设计研究院有限公司(贵州 贵阳550002)
        摘要:水利工程建设施工比较复杂,涉及到多种堤坝类型的选择问题,而土石坝是其中比较常见的坝型之一,针对水利工程土石坝防渗施工开展技术研究,显然具有一定的现实意义,它能够保证水库工程的应用质量。在今后的发展中,施工单位必须要明确土石坝渗透变形的形式,并对混凝土防渗墙、高压喷射灌浆防渗、劈裂灌浆防渗、帷幕灌浆防渗等一系列水利工程土石坝防渗施工技术要点进行研究,提升土石坝防渗施工的质量。
关键词:水利工程;土石坝;防渗施工技术
引言
        水利工程项目当中的土石坝具有结构简单、原材料价格较低、施工流程快捷等一系列优势,且对施工位置周边的水文地质条件没有过高要求,施工人员可利用当地现有的土石料进行施工,综合效益比较可观。但是与此同时,土石坝也存在一定的不足之处,即渗漏问题比较严重,如果不能对土石坝渗漏问题进行处理和控制,水利工程的正常使用将会受到影响,因此必须要对本课题进行进一步研究。
1土石坝渗透变形的形式
        第一,流土。土石坝发生渗漏的情况下,其中的泥土颗粒会随着水流的冲刷而被带走,同时水坝表层会发生隆起现象,结构稳定性会大打折扣。从实际情况来看,施工时使用的土壤粘度不足可能会造成土石坝渗漏问题,在导致渗流现象的同时,还会造成土体断裂、土体掉落等一系列问题。第二,管涌。管涌现象比较常见,通常出现在土石坝地基结构等位置,主要是由于粘性过低的土壤颗粒受水流渗透作用而持续从孔洞涌出而导致的一种现象。随着管涌时间变长,土石坝内部微小颗粒被逐步带走,致使坝体内部空洞越来越大,土石坝内部结构的稳定性将会逐步降低,最终发生严重的结构变形。第三,接触流土。土石坝结构的结构紧密性不足,因此相邻土层接触面也会发生水流渗入现象,渗透系数较大的土层很容易被渗透进而发生损坏问题,给水利工程堤坝结构造成严重的影响。第四,接触冲刷。土石坝一经建成,往往会在十几年甚至几十年时间内持续承受水流冲刷,而在这个过程中其结构必然要发生一定的变化,有经验的工作人员可以通过土石坝冲刷情况判断其大致使用时间。从实际情况来看,土石坝中发生渗流现象的位置,很容易发生小颗粒土石料流失的问题,这可能会导致土石坝渗透变形等一系列问题,进而影响到土石坝结构的正常使用和稳定性,工作人员需要根据土石坝的渗透坡降情况、渗流现象位置、土石料的稳定性情况等,准确判断土石坝接触冲刷程度,从而有效避免土石坝结构松动、渗漏进一步加重等问题,确保土石坝能够正常发挥作用。
2土石坝防渗技术
2.1混凝土防渗墙
        混凝土防渗墙是一种常见的防渗结构,施工人员可利用造孔设备进行施工,在土质松散且透水的地基上进行造孔,并利用水泥砂浆稳定结构,通过制造出来的孔洞向其中灌注混凝土,形成结构稳定的连续防渗墙,达到阻隔坝体流失、避免土石坝地基渗漏的作用。从实际情况来看,混凝土防渗墙技术已经比较完善,能够适应砂层、淤泥层等多种特殊土壤结构,在土石坝的防渗透施工当中发挥了重要作用,同时它还能够适应复杂地形并进行妥善施工,具有技术先进、施工速度快、防渗效果优异等一系列优势特征,在应用中得到了一致认可。当然,施工人员在实际施工中应考虑接缝质量问题,以确保混凝土防渗墙结构的稳定性。


2.2高压喷射灌浆防渗
        高压喷射灌浆防渗施工需要依靠钻探机进行,施工人员需要根据施工设计方案,把带有合金喷嘴的注浆管下放到特定位置,利用高压泵向其中灌注水泥砂浆等,使原有的、不稳定的土体结构被更加稳定的水泥砂浆固结体代替。水泥砂浆和土壤颗粒之间连接所形成的固结体具有整体性和连续性,具有防渗漏、连接坝体材料的作用。从目前来看,高压喷射灌浆防渗技术已经在很多方面得到了妥善应用,尤其是在处理软土地基问题的过程中,高压喷射灌浆防渗技术的应用价值得到了广泛认可。当然,这种技术也有一定的问题,即其并不能在土质过硬的位置发挥作用,只适用于砂土、淤泥、软弱黏性土和粒径不超过5cm的砂卵石等地质。
2.3劈裂灌浆防渗
        劈裂灌浆防渗技术与高压喷射灌浆防渗技术有一定的相似性,同样是使用高压泵向土体当中注入水泥砂浆,从而达到改变土层原有的结构性质的作用。但是劈裂灌浆防渗技术主要是利用水泥砂浆和土层裂缝的有效结合,形成具有防渗功能的防渗墙结构,避免土石坝发生结构变形等质量问题。劈裂灌浆防渗技术具有一定的先进性,在实际应用中发挥积极作用,得到了一致认可和关注,能够在粉细砂与黏土层当中实现劈裂灌浆,具有原材料获取难度低、施工便利性突出、施工成本比较低、防渗漏效果优越等一系列优点,值得进一步推广和应用。
2.4帷幕灌浆防渗
        帷幕灌浆防渗技术指的是,在特定压力条件下把水泥砂浆压入土石坝结构或土石坝地基当中、使各部分土体之间原有的缝隙被砂浆填充,从而在胶结作用的影响下形成连续的防渗帷幕,进而达到防渗漏的效果。根据实际使用情况来看,帷幕灌浆防渗技术具有极佳的应用效果,能够在局部透水性较强的岩体防渗工程中发挥不可替代的作用。虽然该技术目前在水利行业应用广泛且效果良好,但对前期地质勘测工作要求很高,设计方提交的布孔位置、形式、间距、深度都会直接影响到工程后期的应用质量。
2.5套井回填黏土防渗
        套井回填黏土防渗同样比较常见,在利用这种技术进行施工的过程中,施工人员可利用冲爪机进行造孔,把土石坝渗漏的土石料取出以后,及时利用黏土进行回填,并借助压实技术对其进行处理,形成具有防渗漏功能的黏土防渗墙结构。套井回填技术的应用,从根本上保证了土石坝防渗漏效果,能够对险堤险坝进行妥善的防渗处理,主要能够在坝高较小的均质坝与宽心墙坝结构当中发挥作用,防渗漏效果非常好。
        除此之外,土工膜防渗施工技术也在水利工程土石坝防渗处理当中发挥着作用,虽然土工膜材料相对脆弱,需在施工过程中做好土工膜的保护工作,但和上文当中的一些传统技术比较起来,具有施工工艺简单、快捷、性价比高的特点,也能够长时间发挥防渗作用。
结语
        时代在发展、社会在进步,我国的水利工程施工技术不断迎来新的突破,特别是水利工程土石坝防渗施工技术,更是在短短几十年时间内不断更新换代,目前常用的混凝土防渗墙技术、高压喷射灌浆防渗技术、帷幕灌浆防渗技术、套井回填黏土防渗技术等,都能解决土石坝渗漏问题,保证土石坝结构长期稳定地发挥作用。在今后的工作中,施工人员需要进一步探究水利工程土石坝防渗施工技术,并对其进行有效创新,使中国水利工程防渗处理质量更上一层楼。
参考文献
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