防渗技术在水利工程施工中的应用

发表时间:2021/8/12   来源:《科学与技术》2021年第29卷3月9期   作者:孟祥灏 苏志亮
[导读] 水利工程是我国基础设施中的重要组成部分。要想确保水利工程项目的稳定性与安全性
       孟祥灏 苏志亮     
       中国水利水电第十一工程局有限公司   
       河南省三门峡市  472000
       
       摘要:水利工程是我国基础设施中的重要组成部分。要想确保水利工程项目的稳定性与安全性,须在实际施工过程中,做好防渗处理工作,以免对后期的工程应用带来不利影响。本文将以水利工程的施工作为切入点,从防渗技术的角度入手,分析水利工程中防渗施工的重要性,并探讨当下水利工程发生渗水现象的主要因素,列举出防渗技术的应用内容和方法,希望能够给相关施工人员带来一定的参考和启示,提高水利工程的质量和稳定性。
       关键词:防渗技术;水利工程
       引言
       水利工程的作用在于可以通过控制水流来防止洪涝灾害,同时还可以实现水资源的合理分配,中国的南水北调工程就是以调控水资源为目的的一项重要的水利工程,水利工程的质量在一定程度上决定着我国的民生建设和未来发展。当前水利工程经常出现渗水现象,造成水资源的浪费,影响了水利工程的工作效率,因此有关部门一定要结合当前的渗水技术做好水利工程防渗工作。
       1水利工程防渗施工技术的意义
       随着世界环境的恶化,地下水利环境也面临着各种各样的影响,人们明显感觉到自然灾害数量频繁,给居民的生产生活带来了严重威胁,如果不能在水利施工技术上有所进步和发展,就很容易影响人们的生活。从局部来说,难以维持局部环境的发展和稳定,从整体来说,很容易对地区的地下水利环境造成破坏,虽然我国在水利环境建设上已经采取了积极的措施,然而,防渗施工技术并没有进行优化和更新。因此,如何提高水利工程的防渗技术迫在眉睫。本文认为,水利工程防渗技术面临的问题主要集中在以下两个方面:一是水利工程的复杂性,由于水利工程本身是和水打交道的,要面临水压力和水资源的双重影响,大部分工程都处于水中,因此防渗便显得尤为重要。二是我国国土面积辽阔,水利工程既要考虑到地下水环境,还要考虑到降雨和洪涝灾害的影响,因此,只有先进的防渗技术才能够在水利治理上取得较好成绩。
       2水利工程的渗漏原因分析
       2.1施工方式不合理
       水利工程是一项非常复杂和高度系统化的工程,涉及的建设单位和专业领域相对较多。为保证工程进度,经常需要多个分项工程同步进行。由于不同分项工程的施工标准不同,防渗施工技术的应用难以形成统一的规范和标准,相关施工阶段的衔接也容易出现质量问题,导致水利工程的防渗能力不足。施工过程中如果不充分研究、分析地质和土壤条件,所选择的防渗施工技术将无法适应实际情况;施工时未能严格按照规范和质量标准进行,都会造成渗漏问题,影响水利工程的安全稳定性。
       2.2工程结构发生改变
       在水利工程施工过程中,施工单位如果不能控制现有施工材料的质量和施工技术的水平,则会导致工程结构在施工过程中发生改变,例如,连接部位出现裂缝,将会造成大量渗水。在水利工程的运行过程中,维修保养不到位、不及时处理小裂缝等原因,也会造成水利工程内部结构的改变,造成渗漏问题。
       2.3混凝土结构上的裂缝
       混凝土是构成水利工程基本框架的核心原材料,而项目建设也主要是以混凝土的架构为基础。这也就意味着,混凝土在浇筑的过程中也必然会受到温度等主客观因素的干扰,导致自身的结构出现不同程度的裂缝,而裂缝的类型大致包括温度裂缝、干缩裂缝和碱集料反应裂缝等。而裂缝一旦产生,就必然会影响混凝土自身的使用性能,削弱混凝土的硬度和强度,雨水的渗透和侵蚀就会变得更加容易,最终发生渗水现象。
       3水利工程中的防渗施工技术
       3.1头深层搅拌防渗墙技术
       防渗墙技术是水利工程中较常见的应用手段,其自身的应用需要依赖多头搅拌机的力量,在正式开始作业之前,施工人员往往会通过各种技术手段把混凝土送进土层的内部,然后再展开充分的搅拌,形成水泥桩。然后再以水泥桩为基点,把其余相似的物体共同连接到一起,形成一堵防渗墙,以解决水利工程的渗漏问题。通常情况下,多头深层搅拌防渗技术,在黏土砂土、砂砾层等防渗工程中的作用是较为突出的。相较其他的防渗技术来讲,多头深层搅拌防渗墙技术具有更加明显的优越性,价格更低,而且操作也更加便捷,所以也成为大多数施工单位的首选。但不可否认的是,这一技术的应用对施工人员也有着严格的要求,施工主体不仅要掌握设备的操作方法和操作技巧,而且还需要积累充分的实践经验,在操作的过程中严格按照宏观上的标准和规定进行。对此,施工单位也应当强化对施工主体的培训和教育,要严格约束施工人员的行为。
       3.2锯槽法成墙防渗技术
       水利工程防渗技术多种多样,然而不同地区有着不同的水文地质条件,在一些地方取得极大成功的同时,在另一些地方则会可能导致失败,其最根本的原因就是忽略了其客观条件。锯槽法成墙防渗施工技术,则是一种新的防渗技术,这一技术采用连续成墙的方法,大大提高了工作效率,而且整个墙体较为连续,质量好、防渗性高,其应用范围也较广,不仅可以在沙土和黏土中用用,还可以在砂砾石底层中应用。这种施工方法,先采用锯槽机以一定的倾角在先导孔中上下切割,在切割的同时向前移动开槽,采用正、反循环的方式将切割的土体,通过导管儿排除槽外,运用泥浆护壁的方法进行水下混凝土浇筑,最后形成一定宽度的防渗墙体,整个施工技术防渗性较好,强度高,成本也较高。这种成槽深度已经达到了40m~60m,其成槽机机械设备多样,循环泵机分为正反循环,泥浆制作方法也多种多样,逐渐发展成为水利工程、建筑工程等领域的重要防渗技术。
       3.3高压喷射灌浆防渗施工技术
       除防渗墙之外,高压喷射灌浆技术也逐渐发展成为水利工程防渗的重要技术,高压喷射灌浆防渗是属于灌浆技术的一种,这种技术的设备较为简单,成本较低,而且效率较高,制作方便,防渗效果较好。

然而,这种技术对水利工程的地质条件要求较高,如果地质条件不好,则很容易出现漏喷现象,这种技术是利用搅拌好的水泥浆液,通过高压水泥喷射枪,将水泥浆高压喷入地层,由于高压的作用将地层进行破坏,从而使水泥浆液和土体混合,水泥浆液固结之后,就可以形成一定的防渗效果的防渗墙体。高压喷射喷头按照被灌地层结构、和实际工程情况又分为三种类型:定喷、摆喷和旋喷。
       3.4土坝坝体劈裂灌浆技术
       这一技术的应用能够有效提高坝体自身的严密性和封闭性,在防渗施工中所发挥的作用是尤为明显的。在具体使用的过程中,施工人员首先应对水利工程的地层进行探究,计算出坝体的应力,然后分析坝体应力分布的区域,整理调查结果,按照坝体自身的轴线,用灌浆的压力完成布孔工作,然后在孔内注入浆液,对出现漏洞或者是裂缝的部位进行填堵,这样可以有效调节坝体应力的分布情况,确保应力分散的均匀和平衡,以此实现防渗的目的,加固水利工程的坝体。同时,值得注意的是,施工人员在运用土坝坝体劈裂灌浆技术的过程中,要结合实际大体的基本条件,还要分析裂缝的情况。如果仅仅是水利工程的部分区域出现了裂缝,那么只需要针对这一裂缝存在的部位应用相关技术即可。如果整个坝体的完工质量都有所欠缺,裂缝现象在多个区域都能被观测到,那么施工人员就应当采用全线劈裂灌浆的方法,处理不同区域的问题,要按照计划好的方向和路线,劈裂坝体,然后再向其中注入适量的泥浆,形成防渗泥墙。
       4水利工程防渗施工技术的应用缺陷
       4.1缺乏防渗质量监督制度
       在对水利防渗工程施工项目中,缺乏完善的防渗质量监督机制,有的水利建设由于管理者缺乏重视,在对施工防渗质量管理过程中,没有成立相应的防渗监督小组,对水利工程的质量监控较为疏忽,这种现象往往会导致水利工程施工监督机制不完善,有的水利工程施工建设中并没有将防渗技术和防渗材料公开,导致整个工程民众也缺乏监督的权力,最终导致施工外部监督不力,内部监督制度不足,所以这从很大程度上限制了水利工程防渗施工技术的应用。
       4.2施工技术方面的问题
       水利工程防渗施工过程并不是随意进行的,而是要考虑水利工程各个方面的影响,不仅要遵循水利工程建设的标准,还要合理化的选择防渗施工技术,一旦在防渗施工技术上没有达到预期标准,就很容易造成水利工程的安全隐患。然而由于我国面积辽阔,水文地质条件较为复杂,一些先进的水利防渗技术受到客观条件的制约,很难将先进的技术与客观条件完美地结合起来,一旦出现这种矛盾,不仅难以达到防渗效果,还很容易造成水利工程的蓄洪困难,输水困难。其次,水利工程使用寿命有限,随着时间的推移,会对水利工程进行重建或修补,此时如果合理的选择防渗技术,就能够延长水利工程的使用寿命,如果水利工程使用寿命较长,就可以使后续的修改、扩建工程变得较为容易。因此水利工程防渗技术主要有以下两个方面的问题,一是水利工程本身的防渗技术问题,二是水利工程的耐久性问题。
       5水利工程防渗施工技术的完善措施
       5.1加强施工管理
       加强施工管理,根据前文的分析,应对当前水利工程防渗施工技术进行缺陷分析,加强施工管理,提高水利施工团队人员对水利工程施工的重视,加强对施工团队人员的培养,让所有水利工程从业者认识到防水和防渗的重要性,并将其纳入水利工程施工的重点工作中去,水利工程各个部门也要宣传防渗施工技术的重要性,从而引起整个水利工程施工团队重视防渗技术,加强对施工条件的勘察,明确比较不同防渗技术的优缺点,根据现场的实际情况,选择合理的防渗技术,提高防渗质量监督。
       5.2加强内外部监督
       对于水利工程防渗质量监督主要分为两个层面,一个是内部监督,一个是外部监督,对于内部监督,主要是指水利工程施工团队在内部成立的防渗质量监督小组监督情况下进行施工,避免出现技术和质量问题,针对防渗内容和防渗环境做好施工记录。二是外部监督,需要向民众管束水利工程防渗的重要性,从而提高民众的监督能力,提高民众对防渗质量的监督水平,向民众灌输施工项目质量管理的重要性,灌输水利工程防渗施工的重要性,从而实现对水平防渗的外部监督。
       5.3创新施工技术
       对于水利工程来说,不同的防渗施工技术有着不同的适应情况,然而当前的防渗施工技术都有着其独特的优势和不足,如何选取防渗施工技术始终是水利工程工作者面对的难题。本文认为,在防渗施工技术选用上,要遵循以下原则:一是能够立足于工程的现场实际情况,根据不同的水文地质条件,做好地质勘探,根据实际地质环境选择合适的防渗技术。二是能够综合多种防渗技术,根据水文地质条件,将不同的防渗技术综合起来,采用多用防渗技术共同参与,从而提高防渗施工质量。三是能够创新施工技术,可以根据采矿、岩土、桥梁等相关专业的先进防渗技术,引入到水利工程施工中,也可以创新的防渗技术,立足于当前水利工程的新技术、新材料,创新出新的防渗技术,助力水利工程防渗施工。
       结束语
       综上所述,持续性推动防渗施工技术在水利工程中的应用是合理且必要的举动,这是降低维修成本的应有之策,也是发挥水利工程社会效益的有效措施。本文通过土坝坝体劈裂灌浆技术、高压喷射灌浆技术、多头深层搅拌防渗墙技术、锯槽防渗墙技术这几个角度论述了提高水利工程施工质量的方法和措施,充分结合了水利工程面临的重点问题,也探讨了造成渗水现象的背后原因,具有理论上的合理性与实践上的可行性,能够作为施工人员的参考依据。
       参考文献
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       [2]孙厚刚.防渗技术在水利工程施工中的应用研究[J].科学技术创新,2018(7):146-147.
       [3]王柏吉.防渗技术在水利工程施工技术中的应用[J].中国高新区,2019(13):160-160.
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