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水利工程施工中堤坝防渗加固技术应用及质量控制

2021-02-21李波杨德国赵东宇

新视线·建筑与电力 2021年8期
关键词:加固技术水利工程

李波 杨德国 赵东宇

摘要:水利工程是重要的基础设施,对工程质量有很高的要求。堤坝渗漏是比较常见的水利工程质量问题,导致堤坝渗漏的原因较为复杂,堤坝是很多水利工程中的重要组成部分,对水利工程的结构安全以及水利工程功能的发挥均具有较大影响。堤坝具有较长的轴线,且水利工程的坝基情况复杂,难以对堤坝状态进行有效的监测,导致其经常会出现渗漏问题,给水利工程整体结构的安全性和稳定性带来较大的风险。因此,应对堤坝渗漏的主要原因进行深入的分析研究,结合水利工程的实际情况采取有针对性的对策。

关键词:水利工程;堤坝渗漏;加固技术

1水利工程堤坝渗漏问题的主要原因分析

1.1地质条件不良

一些水利工程在选址时没有对工程区域地质结构进行认真的勘测,会造成堤坝处于不良地基上,有时在施工中未能对不良地基进行有效的加固处理,是造成堤坝出现渗漏的主要因素。地质条件不良会对坝基结构的安全性和稳定性产生较大的影响。

1.2设计缺陷

设计人员对工程区域的地质水文条件缺乏充分的了解,所掌握的勘测数据不准确不全面,在坝体防水设计等方面存在缺陷,导致水利工程的堤坝出现渗漏问题。同时,有一些设计人员在堤坝设计方案中,管径尺寸、边坡坡度以及溢洪道设置等相关设计参数计算不准确或者取值不合理,也可能导致水利工程在投入运行后出现排水能力达不到实际要求等问题。

1.3施工材料性能缺陷

一些水利工程在堤坝的施工过程中没有按照设计标准对施工材料的质量性能进行严格的检测控制,或者片面追求降低施工成本而采用了质量性能不合格的施工材料,难以满足水利工程建设的实际需要,且水利工程堤坝长期处于不良工况条件下。因此,其在受到腐蚀后就可能造成堤坝渗漏。

1.4施工质量缺陷

在一些水利工程的堤坝施工过程中,施工质量控制措施不到位,对施工操作缺乏严格的管理监督,都会导致坝体填筑厚度以及强度不符合施工要求;没有对坝体连接处进行科学有效的防渗防水处理,在分层分段施工中存在衔接不严密等现象。同时,一些水利工程在建成投产后,为适应新的需要又进行了扩建工程,但在施工中未能对加高部分进行妥善的处理,会导致新老土体存在明显分层或者在两侧坡交接部分未能有效衔接。此外,蚁灾以及运维缺失等因素也可能导致水利工程堤坝出现渗漏问题。

2堤坝渗漏问题的有效对策分析

2.1应用坝基岩溶处理技术解决堤坝渗漏问题

处理没有有效封堵堤坝基岩渗水通道而造成的渗漏问题时,可以采取级配料灌浆工艺。在应用此项技术处理堤坝渗漏时,应根据坝体基岩渗漏通道的具体大小、渗漏量以及流速等参数合理确定级配料的粒径,以保障块石能够被固定在渗漏通道内,以发挥降低流速的作用。同时,应选择不同粒径的块石或者碎石等作为级配料以充填封堵渗漏通道。此外,还应科学控制水泥浆配比,通过水泥浆灌注使级配料相互胶结、能够紧密贴合于裂隙壁,以提高封堵处理效果。

2.2堤坝防渗加固技术

2.2.1堤坝覆层渗漏

为了提高堤坝的防渗性能,防止其出现渗漏问题,应采用高压喷射灌浆技术对堤坝覆盖层进行处理。高压喷射灌浆技术主要是通过钻孔喷浆方式将浆液灌注至覆盖层内以形成具有较高整体性和防渗性能的防渗体系。该技术的施工操作较为简便,且施工成本相对较低,对堤坝的扰动较小,因此,高压灌浆技术在水利工程中得到了广泛的应用。

2.2.2堤坝接触带渗漏

同样可以采用高压灌浆等技术方法。在应用高压灌浆技术时,原地层结构中存在的孔隙在高压作用下被破坏。此时,灌注水泥浆后所形成凝结体能够对渗漏部位进行有效封堵处理。该技术能够对水泥浆进行定向局部喷射,且可以通过摆喷以及旋喷技术在接触带处施作防水帷幕结构,将坝体与基岩有效阻断,从而达到防渗处理的目的。

2.3应用临水截渗技术解决堤坝渗漏问题

临水截渗也是水利工程堤坝渗漏处理中的重要技术手段。临水截渗技术主要利用抛石方式对堤坝迎水面进行加固,以达到消杀水势的目的。在施工实践中,还可以采用彩条布以及土工膜贴面截渗处理方式,根据水库水位深度的不同,采用相应的处理方式。例如,当水库水位相对较浅时,应在水面下填筑围堰,并用土袋对渗漏部位进行封堵。

2.4应用振动沉模技术

解决堤坝渗漏问题随着防渗技术的发展,目前也可以采用振动沉模技术设置垂直防渗板墙,以达到防渗处理的目的。该技术能够形成无接缝无开叉、具有较高防渗性能的板墙帷幕,还能够挤压密实板墙兩侧土体,进一步提高渗漏处理效果。

3质量控制措施

3.1堤坝险情预防

在正式施工前,做好地质勘察与现场实地考察工作,全面掌握水文地质条件,判断水利堤坝是否存在渗透、滑坡和开裂险情,针对可能出现和已存在的险情,在施工方案中采取相应防治措施,对初步施工方案进行优化设计。例如,针对分布砾石层与砾石颗粒直径过大地层的水利工程,应用开槽法以及盖重排水减压处理地层,必要情况下采取反滤保护措施。同时,针对严重老化与结构力学性能大幅下滑的水利堤坝,提前对堤坝结构进行加固处理,如加厚堤坝坝身,也可选择采取翻挖法对堤坝进行二次填筑处理。

3.2强化注浆材料性能

在早期建成的水利工程中,普遍使用水泥砂浆作为注浆材料,水泥砂浆的可控性、抗渗性与力学性能有所不足,难以满足现代水利工程的堤坝防渗加固施工需求。因此,企业应做好注浆材料选材工作,优先使用新型的高聚物注浆材料,如聚氨酯注浆材料,增强注浆可控性。根据相关调查结果显示,在使用水泥砂浆等传统注浆材料开展劈裂灌浆作业时,浆液在土体中呈现柱形以及球形的扩散状态,不易控制。而在使用高聚物注浆材料时,通过增大注浆压力,控制浆液自孔壁垂直劈裂土体结构,在土体结构中扩展形成片状楔形体,在注浆孔周边对称形成竖直裂缝,最后形成片状浆脉。

3.3工艺过程质量控制

在水利堤坝防渗加固施工期间,为及时发现与解决突发状况和质量通病,确保技术方案得到有效执行,取得预期的防渗加固效果,因此,必须提高对工艺过程的质量控制力度,全面掌握防渗加固技术的操作要点。例如,在劈裂式帷幕灌浆施工期间,施工人员持续观测灌浆情况,动态化调整注浆压力值与浆液稠度,解决出现的冒浆、串浆问题。如在出现串浆问题后适当增加灌浆量,采取间歇灌浆方式应对冒浆问题。

结语

堤坝渗漏是水利工程中比较常见的质量缺陷问题,其对水利工程的运行安全以及整体结构的稳定性都会产生不利的影响。导致堤坝渗漏的原因有很多,应从设计、施工以及后期的运维等多方面进行全面且深入的分析,准确把握渗漏问题成因,为采取相应的处理对策提供可靠的参考依据。在堤坝渗漏处理中,合理选择处理工艺,积极采用先进的技术方法确保水利工程安全。

参考文献

[1]堤坝防渗设计在水利工程中的应用[J].蒋光灿.河南科技.2021(07).

[2]水利工程堤坝防渗漏技术研究[J].李红华.湖南水利水电.2021(03).

[3]堤坝防渗加固施工技术探析[J].赵茜.建材与装饰.2020(05).

[4]水利工程堤坝防渗加固施工技术及完善措施[J].赵茜.安徽建筑.2020(02).

[5]灌浆技术在农业水利工程堤坝防渗施工中的应用研究[J].宋成鑫.科学技术创新.2020(14).

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