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堤坝防渗加固基本原则与具体措施
发布时间:2019-12-19

  摘    要: 近些年我国水利工程建设有了快速提升,在水利工程施工过程中最为核心的技术内容就是做好堤坝的防渗加固。通过有效的防渗加固技术能够确保工程的建设质量,从而充分发挥水利工程的经济效益和生态效益,推动社会发展。本文主要阐述水利工程施工中堤坝防渗加固技术方面的内容,希望能够对相关人士有所帮助。

  关键词: 水利工程; 堤坝; 防渗加固技术;

  Abstract: In recent years, China's water conservancy project construction has been rapidly improved. The core technical content in the construction of water conservancy projects is to prevent seepage and reinforcement of dams. Through the effective anti-seepage reinforcement technology, the construction quality of the project can be ensured, so that the economic and ecological benefits of the water conservancy project can be fully utilized to promote social development. This article mainly describes the aspects of seepage prevention and reinforcement technology of dams in the construction of water conservancy projects, and hopes to be helpful to relevant people.

  Keyword: hydraulic engineering; dam; anti-seepage reinforcement technology;
 

堤坝防渗加固基本原则与具体措施
 

  0、 引言

  水利工程是我国最为重要的基础设施之一,直接影响着所在区域人们正常生产生活状况。近些年我国持续加大水利投资规模,如图1所示,充分说明了我国对于水利工程建设的重视程度。

  图1 近些年水利管理固定资产投资规模
图1 近些年水利管理固定资产投资规模

  水利工程施工中最为重要的内容之一就是堤坝防渗,这是确保水利项目安全正常使用的基础。因此需要对水利工程施工中堤坝防渗加固技术进行分析研究,采取合适的防渗加固方式消除渗漏隐患,延长使用寿命,保证水利项目的使用性能。

  1、 水利工程堤坝险情分析

  堤坝是水利工程项目中最为重要、最为关键的部分之一,但是堤坝的施工具有较大的难度,涉及到很多的复杂工艺,一旦堤坝施工质量较差就会造成整个水利工程的质量隐患。此种水利工程在投入使用后,堤坝由于长期受到水流冲击以及侵蚀就容易发生较大面积的破损。

  从相应参考文献以及调查资料中可知,水利工程使用中最为常见的堤坝险情主要有堤坝渗透、坝体滑坡、坝体裂缝等等,这些险情严重影响着水利工程运行的安全性和稳定性,水分会从坝体裂缝逐渐渗透到坝体内部,能够对钢筋混凝土材料造成腐蚀,直接影响水利工程的正常使用。

  2、 水利工程施工中堤坝防渗加固技术

  2.1 、堤坝防渗加固基本原则

  水利工程施工中堤坝的防渗加固需要严格遵照相应原则来进行,避免总是按照传统方式进行。

  第一,在正式进行防渗加固工作前一定要充分搜集工程所在区域的地质、水文、气候等方面资料和信息。堤坝防渗加固施工中涉及到的内容较复杂,受到的影响因素较多,所以要充分了解这些因素变化情况,为后续施工做好基础准备;

  第二,堤坝防渗加固的有效实施一定要特别关注成本影响。避免水利工程防渗加固只从主观意愿出发而不考虑成本问题,避免出现严重缺失问题,无法充分发挥堤坝防渗加固技术优势;

  第三,堤坝防渗加固过程中需要进行阶段性的测试分析。水利工程受到自然环境影响因素较多,所以为了确保良好的防渗加固效果,进行相应试验工作是非常必要的。要对防渗加固工程实施阶段性测试,可以了解预期设定技术的实施效果,以便及时进行优化调整。

  2.2 、堤坝防渗加固技术的相应措施

  从目前来看,堤坝防渗加固技术最为常用的措施主要包括“灌浆防渗技术”以及“混凝土防渗墙技术”,具体如表1所示。

  2.2.1、 灌浆防渗技术

  第一,速凝式低压灌浆法。速凝式低压灌浆法主要应用在水利项目高位水位下方发生管涌情况下,在实际操作时需要充分参考管涌所在区域的具体地质情况,可以通过30型钻机以及50型钻机分别对粘土层以及砂砾层实施钻孔。之后可以将浸水膨胀的物质通过相应压力(一般在50kPa左右)注入到钻孔当中,之后将水泥浆以及速凝剂缓缓注入到孔中进行封堵。

  表1 堤坝防渗加固技术响应措施
表1 堤坝防渗加固技术响应措施

  此种施工方式之所以向孔内注入膨胀物质,目的就在于降低管涌水流的速度,从而提升管涌的阻力,能够有效防止水泥浆过程中随着水流露出,同时在其中掺入一定量的速凝剂就可以进一步加快水泥浆的凝固速度,能够对管涌造成快速有效封堵。

  第二,帷幕灌浆法。此种方法主要是按照水利工程堤坝所具有的曲率情况,通过便捷式钻具通过直线布孔或者梅花形布孔方式,从堤坝顶部顺着堤坝轴线外肩1.5m位置实施钻孔(孔距控制在3m)。在具体操作过程中,要充分考虑堤身的具体情况控制钻孔深度,一般情况下控制钻入基础深度1-2m左右。要对灌浆压力进行有效控制,要采取少灌多复、从下到上的方式来进行,这样能够有效避免堤坝灌浆施工中出现的相应问题(包括滑坡、串浆、冒浆、隆起等等)。需要注意的是,要顺着水利堤坝轴向建立起水泥浆帷幕,可以提升堤坝稳固性,能够避免堤坝渗漏问题,提升堤坝稳定性。

  第三,填充式高压灌浆法。此种灌浆防渗技术主要用于水利工程堤坝溶洞、蚁穴、堤基基础方面的防渗加固,填充式高压灌浆法在处理堤坝基础管涌等方面具有非常好的效果。在具体操作过程中,首先通过50m工程钻机从需要灌浆堤坝的顶部位置实施钻孔,要对钻孔深度进行有效控制,一般情况下钻孔距离控制在1.5-2m范围内,钻入砂层约1.5m左右即可。此种高压灌浆方式所用压力一般在127.5-166.8kPa范围内,从填土层到套管下侧可以钻斜孔或者水平孔,在其中埋设注浆管,在堤坝干燥一定程度后可以将水泥浆灌入到堤坝基础的砂砾层当中,最后通过黄泥浆实施封孔处理。

  第四,灌浆加固法。此种灌浆技术主要应用在浆砌石重力坝方面,例如支墩坝以及拱坝工程中。主要是对存在的缝隙以及漏洞进行填充,同时对于堤坝的上游面实施必要的灌浆固结,以此种方式来提升水利工程堤坝的防渗能力以及稳固性,确保堤坝具有较强的承载能力。若是堤坝下游面发生溶蚀物或者渗水的情况,那么也可以通过灌浆加固的方式对坝体的裂缝、漏水通道实施封堵,能够有效提升堤坝整体的抗冲击性能以及稳固性。

  2.2.2、 混凝土防渗墙技术

  第一,高压喷射防渗墙技术。利用高压喷射技术,在软基中钻孔内喷射水泥浆与被搅动的砂砾土颗粒混合凝结硬化而建成的地下连续墙。高压喷射防渗墙施工主要是通过单管旋喷注浆的方式来进行,可以分为造孔以及喷射两个主要工序,具体工艺流程为:放线—就位—钻孔—下喷管—喷射以及提升—冲洗—移机等。

  在施工前一定要对施工所在区域进行试验,准确确定施工参数;高喷施工可以通过改变提升速度而固定其他参数的方式来进行,其中最主要的操作就是通过干钻法来确定不同地层的界面情况,这是防渗墙设置的关键所在。另外,一旦喷射过程中断,要加强喷射孔的有效防护。高压喷射施工对于施工区域没有过多要求,很多场地空间相对狭窄、地下存在光缆或者管道的区域都可以采用此种方式进行施工,但是其水泥用量较多,成本相对较高。

  第二,自凝灰浆防渗墙技术。随着水利行业的快速发展和进步,行业中相关的技术也在不断提升,自凝灰浆防渗墙技术就是其中一种。自凝灰浆主要是由水、水泥、膨润土、分散剂、缓凝剂等物质混合而成,其中膨润土颗粒的表面积较大,具有较强亲水性,是非常好的防渗材料,而在其中掺入分散剂能够确保膨润土颗粒充分水化。在膨润土浆液中加入水泥的同时也要掺入一定量的缓凝剂,一定程度上延长水泥的凝结时间(一般在30小时左右),能够确保整个施工区域的有效施工。水泥通过相应的水化反应不但可以有效转化水分,同时所形成的水化物可以提升颗粒之间的胶结性能,能够形成一种强度相对较低、变形量较大、不容易开裂的塑性防渗材料,具有非常好的防渗作用。

  第三,水泥土搅拌桩防渗墙技术。此种防渗墙技术主要用在细粒沙尘方面,其整体施工成本相对较低,所用设备携带便利。具体操作时先将水泥浆液喷射到土体内部,通过深层搅拌桩机对堤坝实施作业,确保水泥和土体的充分、均匀融合,两者之间发生相应的化学反应而凝固成为墙体,起到有效的防渗加固效果。

  此种技术施工过程中要有效控制:采用P.O42.5等级的普通硅酸盐水泥,且水泥土搅拌桩防渗墙的厚度≥0.25m;要控制水泥土搅拌桩防渗墙顶部低于设计堤坝顶高程0.5m,墙体深入渠底清基建基面高程以下不少于2m;确保水泥土搅拌桩桩体无侧限抗压强度≥0.5MP,桩体渗透系数≤10-6cm/s,破坏比降≥150;水泥土搅拌桩防渗墙水泥掺量和施工工艺要按照现场生产性试验来确定;水泥土搅拌桩桩位中心偏差≤5cm,桩体垂直偏差≤1%;水泥土搅拌桩防渗墙施工最好安排在路面和防浪墙施工之前,渠堤填筑完成至少3个月以后来进行。

  3、 结束语

  水利工程是最重要的基础设施之一,不但影响着人们正常的生产生活,同时影响着社会经济发展。对于水利工程来说,堤坝的安全性和稳定性直接影响着整个工程的正常运行,所以要加强其防渗加固控制。本文主要阐述水利工程施工中堤坝防渗加固方面的内容,从“灌浆防渗技术”以及“混凝土防渗墙技术”两方面阐述了具体技术内容。通过本文的介绍能够对堤坝防渗加固提供一定参考和帮助。

  参考文献

  [1]陈虹.水利工程堤坝防渗加固施工技术分析[J].科技经济市场,2019(10):15-17.
  [2]谢同.水利工程施工中堤坝防渗加固技术的运用研究[J].内蒙古水利,2019(08):18-19.
  [3]李岩.水利工程施工中堤坝防渗加固技术的运用[J].吉林农业,2019(09):88-91.
  [4]王诗蕊.水利工程施工中堤坝防渗加固技术的应用[J].科学技术创新,2019(09):18-19.

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