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摘要:防渗工作是水利工程中非常重要的工作之一,如果防渗处理不到位,就会影响到水利工程的正常运行,甚至会引发严重的安全事故,威胁下游人民的生命安全和财产安全。因此,我们必须高度重视水利工程的防渗工作,切实应用科学、先进、有效的防渗处理措施,解决渗透问题。本文首先进行了概述,然后,对灌浆防渗和防渗墙施工处理技术进行分析,旨在与同行共同交流,相互促进。
关键词:水利工程;防渗施工处理;灌浆防渗;防渗墙
渗透问题是水利工程中最常见的问题之一,主要表现在一些修建年代久远的水利工程上。防渗问题是影响水利工程使用功能正常发挥的重要问题,应采取行之有效的方法才能解决。
一、概述
随着国民经济的发展,我国的水利工程建设取得了良好的发展,为国家经济建设发挥了巨大的作用,作出了不可磨灭的贡献。特别是在防洪抗旱、农田灌溉、生活用水、工业用水等方面,发挥了极其重要的作用。从我国的水利工程来看,大部分是上个世纪60年代、70年代修建的,时间比较久远,加上当时各种条件的限制,导致各种病险问题频发,并呈现出日趋严重的趋势。其中,最为普遍和严重的问题就是坝体开裂,多处渗漏,这些问题如果不加以重视,及时有效地解决,就可能导致水库坝体老化破坏的进程加剧。因此,在水利工程的防渗施工中,应根据问题的实际情况,采取相应的方法。在水利工程中,最常用的防渗处理方法就是两种:灌浆处理和防渗墙。
二、灌浆技术在水利工程防渗中的有效应用
(一)灌浆钻孔施工技术
第一,严格按照孔斜率要求进行钻孔施工。灌浆孔必须保持其垂直度,孔壁应均匀。当孔之间的距离较小时,特别应对钻孔进行倾斜度测验,不合格应及时进行整改。第二,严格遵循钻孔顺序,确保钻孔施工质量。无论是采用固结灌浆孔,还是采用的帷幕灌浆孔,皆都应按照逐步加密的原则进行施工。首先实施第一序施工,然后,再按照第二、第三的顺序施工。这样做的好处是,可以将前一序孔作为参照标准,可以引导和检查后序孔的施工。最后,还应对灌注孔实施压水测试。如果吸水率没有达到要求,应继续整改,直到合格为止。
(二)灌浆方法
目前,在水利工程中采用的灌浆方法比较多,其主要有:防渗帷幕灌浆、高压喷射灌浆、坝体劈裂灌浆及控制性灌浆。
1、防渗帷幕灌浆。
随着水利工程建设事业的发展,防渗技术也得到较好的发展,并日趋成熟,目前,帷幕灌浆法在水利工程防渗中应用得并不多。这种灌浆方法中,主要采用的是粘土浆液和少许的水泥混合料。因位在卵砾石层实施防渗帷幕灌浆的话,很难形成较好的钻孔,加上受施工环境条件的限制,无法对填充浆液的范围进行有效地控制,因此,为了达到较好的防渗效果,必须进行打管灌浆,借助循环钻灌阀实施跟管灌浆及运用套阀式实施灌浆等,且通常需要钻上3排以上的灌浆孔。
2、高压喷射灌浆在水利工程防渗中的应用
高压喷射灌浆是指借助高压设备喷射出高压浆液,使被灌注地层变得破碎,同时,顺势用水泥浆液进行冲填,被灌地层上的土颗粒马上与水泥浆液混合在一起,迅速凝结从壁状的固结体,从而能大大的增强地基的防渗性能,使地基具有更强的承载能力。高压喷射灌浆一般可分成三种:旋转喷射、摆动喷射和定点喷射。这种灌浆防渗方法所需要的设备比较简单,且造价经济实惠,材料来源广泛,防渗效果好,但是,也存在一些缺点,所被灌地质条件的制约因素较大,且灌浆过程及成效的可控性较差,通常容易出现漏喷等现象。
3、坝体劈裂灌浆
第一,这种灌浆方法是:对坝体的应力分布进行研究,根据其分布特点,使用一定的压力,沿着轴线方向将坝体劈裂,同时,把泥浆灌进劈裂处,使泥浆与坝体充分结合,形成牢固的防渗泥墙,实现堵塞裂缝、漏洞的效果,使坝体防渗能力得到明显的提高。
第二,用这种灌浆方法,在浆液和坝之间的互压作用下,在两者之间产生的湿陷作用下,能够使坝体重新分布其内部应力,同时,使坝体的稳定性更强,抗击变形的性能更强。此种灌浆方法在宽心墙坝和均质土坝中应用的最为广泛。
第三,在使用此种灌浆方法的时候,应根据水利工程出现渗漏的实际情况,确定采取比较合适的防渗技术。当坝体工程质量不高,甚至有横缝出现在坝体上游和下游之间时,应进行全线性劈裂灌浆。当坝体之存在局部裂缝时,只要在相应的地方设置灌浆孔群,再进行灌浆,就能达到防渗的目的。
4、控制性灌浆
这种灌浆方法是在传统工艺的基础进行的调整,属于改进类型的施工工艺。主要是方法是以确保防渗质量,取得良好防渗效果为前提,同时,严格科学地控制浆液的压力大小和流量情况,能够节约施工时间,降低施工成本。
三、防渗墙处理方法
这种防渗方法主要适用的情况是:墙体厚度不大、耐久性能优良、柔性比较强、渗透系数不高、单位面积施工成本低。其主要方法有以下几种:
1、射水法成防渗墙
第一,这种方法主要是适宜粘土、砂土的地层中。这种成墙工艺一般常用的是三种设备,即造孔机、浇注机和混凝土搅拌机。第二,其中造孔机的工作方法主要是用喷射出高压水流,对土层进行破碎,利用正、反循环的方式,进行上下运动,切割修整孔壁;第三,浇注机的作用是,在形成槽孔后,把混凝土浇筑在槽孔中,使之形成防渗墙。这种防渗墙的厚度是0.22毫米~0.45毫米,深度能够达到30m,成墙的垂直精度能够达到1/300。这种防渗方法在1998年洪灾后的水利工程修建中被广泛地应用且取得较好的经济效益。
2、薄型抓斗
薄型抓斗主要适用于粘土、砂土及卵石和砂砾的含量与粒径在一定范围内的土层中。挖土开槽用的薄型抓斗宽度一般为0.3m。薄型抓斗成墙工艺主要指在其挖土开槽时采取泥浆护壁,并同时浇筑塑性混凝土或自凝灰浆形成最大成墙深度可达40m的薄壁防渗墙。
3、锯槽法
锯槽法成墙工艺主要是指:锯槽机的刀杆在先导孔中,以一定的倾角进行上下反复切割运动,并向前移动开槽,采用泥浆护壁,正循环或反循环对切割下来的土体进行排渣,同时在已形成的孔槽内注入塑性混凝土,形成宽度在0.2m~0.3m的防渗墙体,达到防渗目的。锯槽机是由行走底盘、电气控制系统、排渣系统、动力及传动系统、起重设施、刀杆及支架加压系统组成。锯槽法具有不间断成槽、质量好、墙体连续、成墙深等优点。
4、多头深层搅拌水泥土
这种成墙方法主要适用于粘土、砂土、淤泥和直径小于5cm砂砾层。主要是使用多头深层搅拌机进行一次多头的钻进方法,同时,将水泥浆喷入土体中,并将土体与水泥浆进行混合和搅拌,固结成防渗墙体。多头深层搅拌水泥土成墙工艺形成的水泥土渗透系数小于10cm/s,抗压强度大于0.3MPa,且最大成墙深度为22m,具有施工方便简单、成本低、无污染等优点。
总而言之,水利工程防渗施工是一项关系着工程稳定、安全的工程。在水利工程中,做好防渗处理的方法非常多,但是,每种防渗方法都有自身的优势和缺陷。因此,在进行水利工程的防渗处理中,应结合实际情况,采取相应的防渗措施,不断创新防渗施工工艺,提高防渗施工水平。
参考文献:
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《浅谈水利工程防渗施工处理技术的有效应用》
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