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水利工程堤坝防渗加固施工技术

2022-12-17刘健

新型工业化 2022年4期
关键词:防渗墙坝体险情

刘健

北京通成达水务建设有限公司,北京,100000

0 引言

堤坝在水利工程当中发挥着至关重要的作用,其也作为建设水利工程的要点所在。但从根本上来说,堤坝工程在建设的时候具备较高的难度,加上涉及十分繁琐的工艺以及工序,因此其中任何一个环节有问题发生都有可能引发安全方面的事故。当下,我国水利工程建设工作开展的过程当中也逐渐显现出一些问题,从而影响其建设的质量。基于此,必须要注重深入研究堤坝防渗加固技术,从而保障水利工程施工的质量,通过此项技术的有效运用对施工技术不断优化,将安全隐患发生的概率降到最低。

1 水利工程堤坝渗漏的主要原因阐述

1.1 材料缺陷

目前大部分水利工程都选择进行石坝式堤坝的构建,这主要还是由于其具备优秀的力学性能,不仅如此,其还有着十分广泛的适用范围以及较佳的稳定性,建造不需要花费过多的成本,也与施工规定和标准完全相符。但随着时间的不断推移,堤坝结构在被水流不断冲刷的情况之下,岩石内部颗粒结构会有一定的变化发生,岩石结构也会遭到不同程度上的破坏,这也会对堤坝的结构性能带来十分消极的影响。而在这样的情况之下,如果水流给其带来强大的冲击力那么堤坝渗漏的情况就会发生,严重甚至会导致坝体出现塌陷的情况从而引发安全事故。不仅如此,如果所选用的材料不够优质,也会导致堤坝出现渗漏。

1.2 结构变形

相比普通的建筑工程来说,水利工程所处的是更加特殊的环境,这主要还是由于堤坝结构底部在长时间之内都在水体当中,很容易被上下温度差等一些因素影响。长此以往,就会导致坝体结构的形状发生改变,一旦变形过大那么就会导致堤坝结构出现扭曲的情况,从而对其结构的稳定性带来不利的影响,对此在进行水利堤坝施工、后续投入使用时除了要进行防渗加固技术的实施之外,还要及时观测其形变量。

1.3 技术缺陷

在一些水利工程当中,由于方案存在技术方面的问题,加上操作人员未能规范操作,因此导致堤坝结构质量无法达到预期的要求,质量也未能达标。基于此,在使用水利工程的过程当中,运行环境的复杂性以及长时间的水流冲击,堤坝结构会开裂,甚至会出现渗漏的状况。

2 水利工程堤坝防渗加固的重要性阐述

建设水利工程基础设施不仅可以防洪灌溉,还可以进一步满足社会公众用水的需求,防渗技术的效果直接决定水利工程运行的安全性以及有效性。我国科学技术水平不断提升的同时,也带动堤坝防渗加固技术的进一步发展。当下灌注浆液法以及防渗墙技术在建设水利工程的时候运用尤为广泛,之所以对其加以运用,主要就是将渗透的现象加以解决,并有效降低浸润线。如果未能及时采取防渗措施那么会直接影响水利工程后续的使用,严重会对社会公众的生命安全以及财产安全带来不利影响。基于此,要及时找出问题并分析制定解决的策略。对于下游的坝基也需要使用系列的防渗措施,疏导压力。而一切措施实施的关键都在于结合工程实际以及存在的渗透现象进行有效措施的采取,加固堤坝,防止其出现渗漏的情况。要想切实提升水利工程的稳定性,防止其破坏水利工程的结构,必须要运用防渗加固技术。否则一旦渗漏的情况发生,不仅会对坝体的稳固带来影响还会威胁周边群众的正常生活。

3 水利工程堤坝防渗加固施工技术运用时所需要遵循的原则

水利工程堤坝防渗加固施工的时候任何一个环节都不能忽视,否则就会对建设的质量带来严重影响。对此,在施工时必须要遵循相关的原则,对施工的要素以及关键点加以严格把控,促使水利工程质量达到优质的标准。在进行堤坝防渗加固施工时,需要对以下的原则加以遵循。

3.1 实用性原则

这一原则主要就是水利工程堤坝防渗加固施工技术可以满足预期的效果,促使防渗可以落实到实处。举例来说,对于渗透情况较轻的现象可以进行排水设施的构建,实施排流。对于具备较大应力的部位,可以对灌浆填充的方式加以运用,从而对这一部位实施加固操作,促使建设的稳定性有足够保障。

3.2 适用性原则

不同水利工程的实际情况以及工程建设的要求截然不同,对此,在施工工作开展的前期阶段必须要以工程实际作为出发点,所选择的堤坝防渗加固施工技术也要做到适宜。可以对施工实验的方式加以运用,对堤坝防渗加固施工技术进行有效的评估,确定其可行性以及适用性,也只有这样渗漏的情况才能降到最低。

4 堤坝工程出险种类以及施工方案

4.1 水利工程堤防出险的主要种类阐述

总的来说,水利工程地方出险包含三种类型。首先,是堤坝自身出现的险情,这主要还是由于堤坝自身结构不够密实,比如如果结构土壤有裂缝的情况出现,或者墙体出现脱皮的情况那么就会导致险情发生。其次,堤身以及堤基之间稳定性不够从而导致险情出现。其主要还是由于堤身以及堤基衔接的位置杂质比较多,因此两者之间的有效融合会受到不利的影响。最后,堤基自身所引发的险情,这主要还是由于在进行堤基修筑的过程当中未能运用科学的施工技术,或者所选用的材料不够合理,在修筑的时候也未能完全遵循相应标准。而在堤坝工程当中堤基是尤为关键的,只有其防水措施做到位才能确保施工的安全性,才能将险情出现的概率降到最低。

4.2 水利工程中堤防防渗施工方案的选择

对于上述当中三种类型的险情,在解决的时候方案也有一定差异。首先,针对第一种险情可以针对堤身来进行截渗墙、劈裂灌浆等措施的实施,也就是翻新堤身,或者对其加以重新修筑。针对第二种险情,可以选择成本低廉但是性能优异的材料来进行堤防截渗墙的设置,这样一来,工程成本不仅会大大缩减,还可以大大降低堤防渗水发生的概率。最后,针对第三种险情,对于堤身粒径比较粗的地质情况,在修筑时可以采取开槽式的方式,以此促使堤防工程自身特点得到进一步提升。不仅如此,还可以对排水减压的方式加以运用来保护堤身。

5 水利工程堤坝防渗加固施工关键技术

5.1 渗漏涌水处理技术

(1)导管注浆

如果堤坝仅仅只有局部有渗漏的情况发生,那么导管注浆法这一方式最为适宜,这主要还是由于这一方式的效果更为优异,因此其也被广泛运用于水利工程坝基渗漏以及坝肩渗漏的处理方面。一般情况下,相关人员可以将高聚物珠江材料布置在预留的位置区域,促使其进行膨胀,这样一来,土体空隙和接触缝隙的填充就会更为有效。经过实践表明,导管注浆的方式不仅使土地更密实,还有利于防渗体系稳定性以及坚固性的进一步提升,对于水利工程竣工之后投入使用起到积极的影响作用。

(2)膜袋注浆以及封堵管涌

这两种技术主要就是对膜袋膨胀的作用加以有效运用,在实际运用的过程当中,相关人员对于注浆材料的运用应当做到合理且适当,促使袋内膨胀之后再填充到管涌的入口位置。经过实践显示,运用膜袋注浆这种方式可以促使封堵更加便捷、快速,所取得的效果也尤为优异,对于水利工程堤坝防渗性能的进一步提高非常有帮助。

5.2 防渗墙技术

(1)高压喷射法

在加固水利工程堤坝并促使防渗实现时,建设防渗墙这一方式也较为有效。现如今,高压喷射法在运用的过程当中,主要就是运用高压喷浆相关的机械设备,此项技术主要就是通过高压喷嘴来进行水泥浆的喷射,也就是利用机械设备高压冲击力来将堤坝基部的覆盖物加以扰动,在喷射时,水泥浆会灌入到坝基根基当中,将其与沙砾以及沙土共同搅拌,待凝结之后防渗墙会在堤坝根基部位形成,从而促使防渗作用发挥出来。在水利工程堤坝防渗施工工作开展时,此项技术的运用不仅可以缩减成本,且对于施工技术没有较高的要求,加上此项技术具备非常好的防渗漏效果,因此其运用尤为广泛[1]。

(2)水泥搅拌桩法

此种方法的原理相对来说较简单,主要就是对搅拌水泥时所产生的化学反应加以有效运用,也就是利用水泥在凝结过程当中其会愈发坚硬这一特点,在水泥和土充分混合之后就会具备非常强的坚固性,也会形成堤坝防渗墙。这一项技术经常被运用于土质地基,以及填充沙砾的地基当中,也有利于大幅度提高防渗墙的防渗性能。不仅如此,此项技术也可以大大改善地基的基础质量,也可以就防渗墙整体性能加以满足。混凝土防渗墙造价比较低且具备绝佳的防渗效果,随着时间的不断推移,防渗墙的渗透系数会日益降低。对此,必须要对施工的质量加以严格把控,避免坝身渗漏情况发生。不仅如此,此项技术无论施工工艺还是所使用的机械设备都是比较常见和简单,库水位即使在短时间之内突然下降,心墙的下游面也不会有顶托的作用。

(3)混凝土防渗墙技术

在选择水利工程堤坝防渗加固技术的过程当中,必须要对构建混凝土防渗墙进行综合考虑和全面斟酌,这一处理方式非常关键,且对于防渗以及加固而言优势也十分明显。在构建混凝土防渗墙的时候,需要与水利工程项目的特点相结合。除此之外,还要全面且深入地分析堤坝的具体结构,对防渗加固的处理需求进行参考,从而对高压喷射混凝土、自凝灰浆以及垂直铺塑等系列措施加以运用,确保所构建的混凝土防渗墙可以达到优异的效果。从目前来看,水泥土搅拌桩防渗墙的构建运用十分普遍,这主要还是由于其结构稳定性较为优异,可以起到堤坝加固以及优化的作用,但需要注意,在控制时所选用的材料必须要做到合理且优质[2]。

(4)低压快凝处理技术

水利工程堤坝防渗加固施工处理工作开展的过程当中,如果所面临的管涌任务为抢险任务,可以运用低压快凝的方式,从而妥善解决问题并处理渗漏的情况。落实到实际,首先在于对处理材料进行选择,在选择的过程当中要遵循合理、科学的原则。比如要优化选择进行填充的材料,保障填充材料之后其可以逐渐变大,简而言之,就是在泡水之后其阻力会大大提高。这样一来,泥浆外流的速度就会大大放缓,防渗加固的条件就会更为理想。为了促使凝结效果在短时间之内达到最佳,还需要进行速凝材料的添加,促使凝固更快,将其运用到抢险当中效果可以达到最佳。运用此项技术,可以在低压条件下促使泥浆的运用实现最佳的效果,也正因如此,在处理水利工程堤坝渗漏情况时,此项技术得到全面的应用[3]。

5.3 灌浆技术

(1)劈裂式帷幕灌浆技术

此项技术最大的优势就在于其在加固堤身以及有效避免渗漏有非常好的效果,不仅有利于提高堤坝的质量,堤坝的坚固度也会大大提升,以此来有效避免渗漏的情况发生。在防渗施工工作开展的同时,由于坝体的曲直程度有所不同,因此在钻机的选择方面要与坝体曲直程度相结合。

(2)灌浆加固技术

在浆砌石重力坝当中经常会运用到灌浆加固这一项技术,此项技术主要就是在油面上进行灌浆操作,从而起到加固堤坝的目的。不仅如此,此项技术还可以有效控制裂缝以及漏洞,避免其继续蔓延,从而对坝体进行加固,促使其防渗性能得到进一步的提升,对此堤坝的承载力也会大大增强。换言之,如果坝体不具备较高的稳固性,那么水平孔以及斜孔发生的概率就会大大增加,很容易堵塞坝体空间,给水利工程带来消极影响。在这样的情况之下,技术人员可以运用反向灌注的方式,最大限度上提高坝面的抗冲刷力。

(3)水平防渗加固技术的应用

在水平防渗加固技术当中加固形式的选择要结合大坝的实际情况。第一,对于大坝存在大面积渗漏的情况,在进行加固的时候其对于防渗技术有非常高的要求,对此施工人员需要对水量进行有效测量,与实际情况相结合来运用防渗技术。第二,基于全坝分析,对于大坝存在结构问题的情况进行压力渗透平台技术的有效实施。尽管建筑效果好且有明显的加固效果,但建筑量会大大增长,施工时难度也比较高。第三,要对存在较大渗透率的大坝加以控制,这一方面可以运用水侧拦截技术,促使防渗加固连续性有足够的保障,也确保其稳定性可以得到进一步的提高,促使技术价值全面发挥[4]。

6 结语

现如今,很多水利堤坝都需要采取防渗加固处理,在处理的过程当中施工方式也较为多样化,因此要结合实际来进行对应方案的制定。不仅如此,还应当给予堤坝防渗加固足够的重视,及时排查险情,促使此项技术水平提高,这样一来在使用期限之内堤坝的安全性和稳定性都可以达到最佳。

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