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水库大坝工程防渗施工技术要点

2023-01-20胡金林

城市建设理论研究(电子版) 2022年36期
关键词:坝基防渗墙坝体

胡金林

江西省水利水电开发有限公司 江西 南昌 330000

水库是利国利民的工程,对于抗洪、抗旱都有着至关重要的作用。我国部分水库建设时间较长,因技术原因很多水库在使用过程中都存在着安全隐患,给水库的正常使用带来了影响[1]。水库因自然环境的影响,会出现渗漏、老化的情况,严重降低了正常使用年限。因此,需要加强水库大坝工程的施工技术,要结合建设地点,实施有效的防渗漏施工工艺,提高水库建设的安全性与稳定性,同时也增加水库的使用寿命,为我国农业建设提供巨大的助力,促进我国水利工程的持续发展。

1 水库大坝工程防渗技术的要述

1.1 水库建设简述

可以有效地解决抗洪、抗旱、灌溉等问题,对于我国的经济发展有着重要的作用[2]。但是,部分水库因建设时间较长会出现渗透的情况,如果水库出现渗漏,就会严重影响水库的正常使用,也会危及人们的生命安全。水库渗漏原因一般包含以下几点:坝基渗漏、坝体渗漏、闸体渗漏、以及水库与山体结合处出现渗漏、设计不合理、施工技术不足等,这些形成渗漏的原因多是在施工阶段没有有效的实施防渗漏技术,影响了水库的正常运转。

1.2 水库大坝工程防渗施工技术

水库大坝工程防渗施工技术主要包含:水库大坝水平防渗、垂直防渗。其中水平防渗主要是从水库的水平方向解决渗漏情况,并降低水平方向的渗漏问题。想要有效地实施水平防渗技术,首先要对水库的地基以及水库周边的地址进行勘探,再结合地基、周边地质、地下水、记忆水库的平面结构等情况,作出详细的分析同时制定方案[3]。还要把勘探的地质结果做出剖面图,在根据图纸确定水库的渗漏概率。想要实现这一点,首先要确定下层渗透坡降时,渗透坡降应当小于冲击层的坡降;另外还要保障地基的稳定性、保证地基上层覆土的稳定性和保证渗流量,从而确保降低其损失。

1.3 垂直防渗施工技术是从垂直方向解决渗漏

根据实际情况来说,用混凝土建设防渗墙有着显著的效果,防渗墙可以适应不同的地质条件,能有效地解决水库渗透问题。垂直防渗施工技术就是在水库大坝顶部与地基位置设置混凝土防渗墙,此外在大坝与防渗墙设施连接在一起后,要确保防渗墙底部与岩层相嵌合。在建设水库大坝过程中,施工管理人员要严格把控大坝防渗施工质量,才能保障水库大坝的防渗效果,在实施混凝土防渗墙过程中,要加强对防渗墙的链接设施进行管理,确保链接设施的稳固,提高水库大坝的整体质量[4]。

2 水库大坝渗漏原因分析

2.1 坝基渗漏

坝基渗漏就是水沿着坝基渗漏。传统的土石坝对于地基的要求不高,而地基的防渗处理直接影响着土石坝的安全。有些水库地基为透水岩土带,例如:胶结不好的砂砾石层、岩浆岩、玄武岩、石灰岩等,这些地质都会造成地基出现渗水,进而影响坝基出现渗水,危及整个水库的正常使用。这都是在建设水库过程中,没有进行合理的地质勘探或者发现后没有进行有效的解决措施,水库使用时间一长就会出现坝基严重渗水,坝基渗水在以前的水利工程建设中是常见的问题,基于此,要重视对水库地基的勘探工作,发现问题要及时解决,确保水库的正常使用以及整体质量,保护人们的财产安全。

2.2 坝体渗漏

坝体渗漏就是水库内部水通过大坝流出水库造成水量流失。传统的大坝都是用施工用土建设的,都知道涂料本身就有很强的渗水性,如果涂料坝体建设不合规范,在高水位的浸泡下,坝体的渗透点就会增大,不及时处理就会出现滑坡、坍塌的情况,涂料挤压而成的坝体缺乏安全性与稳定性,通常都会形成以下的过程:浸泡-湿润-出现渗透点-扩大渗透面积-流土-滑坡-坍塌。因此,要改变坝体的建筑材料,不要使用渗水性强的涂料。

2.3 闸体渗漏

闸体渗漏有以下几点原因:闸门出现破损、闸门周边出现渗漏、闸门因沉陷不均匀出现变形等。我国早期建设水库大坝工程,出现漏水的位置多数都是闸门。造成这一原因的首先是对闸门周边土质没有做好防渗施工,其次是没有对水库闸门定期维护或者是闸门质量不符合标准,最后是闸门沉降不均匀,导致闸门变形,进而出现水土流失的情况。

设计水平不足。在早期的水利工程建设过程中,往往都是因为设计水平不足而出现水库渗漏的情况。还有部分水库建设项目管理人员,为了加快施工进度,通常都会采用边勘探-边设计-边施工的工作流程,导致部分施工没有规范的图纸,在设计过程中也只追求效率,并且照搬国外的施工设计经验,在修建水库大坝过程中,只注重管道的使用,没有考虑到水库放水、检修等问题,导致防水管尺寸小,在放水阶段不能高效地解决放水问题,就会增加水库坝体的压强,最终出现渗漏的现象。还有的设计人员在设计大坝过程中,因一味地求快,进而导致大坝坝身过于单薄,或者坡度过陡,从而给水库的渗漏埋下隐患。

施工技术不足。在早期的水利工程建设中,由于施工人员技术不足导致水库大坝建设出现很多的安全隐患,其中渗漏问题尤为严重。首先,早期水利建设缺乏大型的机械设备,导致大坝的坝基、坝体碾压强度不够,就会出现水库渗水的情况[5]。其次,施工人员因缺乏施工技术,对于水库的地基处理、地基与地质接触面的处理都不到位,就会致使这些部位出现渗水,进而影响整个水库的质量。最后,水库大坝经过加高施工以后,新土与老土的接触面没有做防渗工艺,久而久之,大坝就会出现断层现象,导致大坝出现大坝水平渗漏。此外,防渗墙体未与地基和两次地质相嵌合也会出现水体渗透。这些都是在建设水库大坝过程中出现的施工问题。

地质原因。部分小型水库大坝建设由于经费不足,很多情况下,都会直接忽略地质勘探这项工作。基于此,就会有很多小型水库修建在胶结不好的砂砾石层、岩浆岩、玄武岩、石灰岩等地带。这些地带由缺乏良好的防渗水性,且本身岩层风化严重,久而久之就会出现书籍渗漏,更严重的情况下就会出现山体滑坡,造成水库大坝坍塌。还有些施工单位为了节约成本,对有问题的地质不作处理直接当做大坝坝体的一部分,这同样会造成坝体出现渗漏,影响水库的正常使用。

建设材料不符合标准。我国早期使用的水利建设材料都不符合施工标准,部分建筑材料都存在强度低、抗腐蚀性能差等因素,在建设水库大坝过程中,使用这样的材料可想而知会给水库的安全带来多大的隐患。因建筑材料不符合规范标准,所建立起来的水库就会出现渗透,老化的现象。而建设大坝坝基与坝体的材料通常都是含水量多的水稻土以及含腐殖质多的淤泥质黏土,这些涂料都有一个特点,那就是渗水性较强,用这些材料修建坝基与坝体,就会造成水库渗漏的现象,危及整个水库的安全。此外,在水库运行管理上也存在问题。很多小型的水库在修建完成以后,基本都处于一个长期无人管理的状态,这就会导致水库的闸门、设备等出现生锈、腐蚀的情况,如果水库周边出现干旱或者洪涝的情况,就无法正常使用这些设备进行开关水库,就会致使水库漏水,进而影响水库的正常使用。还有一些其他的原因,例如:蚁穴或者树洞也会造成水库的渗漏。以上这些有早期技术不到位、设备不完善、经验不足导致的水库渗漏,也有现在部分施工单位对渗漏不重视导致的。水库建设是利国利民的大事,因此要提高对水库渗漏现象的重视,加强施工技术与施工管理,确保水库建设的安全性与稳定性,提高水库的使用年限。

3 水库大坝工程防渗施工技术应用

3.1 提高对水库大坝的管理

在进行水库大坝施工过程中,首先要确保施工的资金。充足的资金能有效地保障施工项目的顺利开展,对于施工的质量把控也会起到至关重要的作用。水库建设不同于别的建设,水库建设周期很长,并且在修建完成以后还需要不断的进行维护,因此就需要有足够的资金。如果资金不充足,那在修建水库大坝过程中,就不能有效地保障水库的施工质量以及施工进度,对于水库后期的维护工作也会造成影响。基于此,在修建水库之前,需要确保资金的充足,如果水库隶属于当地的建设项目,除了国家的投入以外,还需要引入社会资源,只有资金充足才能保证施工的正常实施,才能保证后期水库的正常运行。对于水库的后期维护工作,可以定期找专业机构进行维护与检查,水库的部分隐患都存在于深处,需要专业人士定期检查,才能消除这些安全隐患,确保书库的正常使用。如果缺少专业人士的参与,有些隐患很难发现,日积月累下很难保证水库不发生渗漏等危险情况。因此,需要专业人士定期检查书库可能存在的安全隐患,并及时商定解决办法,同时也要把发生的安全隐患记录在册,确保在以后的水库建设中消除这些安全隐患,提高水库大坝建设的整体质量,促进水利工程的稳定发展。

3.2 运用施工技术加强防渗处理

运用高压喷射灌浆技术。高压喷射灌浆技术通常都是应用在砂砾层与粉土层的防渗中。在建设水库地基过程中,先用工具把地基与周围山体进行钻孔,在运用高压喷射设备以水束的形式向孔内灌入水泥浆,根据山体的深度、结构以及方向与水库地基相结合起来,让灌入的水泥浆凝结,进而提高土层的承载能力与防渗能力。高压喷射灌浆技术可以防止水泥浆流向周围,并且这种施工技术较快,可以提高水利工程的施工进度,但是,这种技术对于施工人员的专业能力有着很高的要求,因为这种技术施工速度快,需要施工人员能及时的确定并检查施工是否规范,因为高压喷射灌浆技术如果超过测试的深度以后,水束就会出现分叉的情况,就会降低地基与山体的连接强度,也会降低地基的防渗能力。

土工膜防渗技术。把土工膜铺设在坝基坝面上,在把水库周边的防渗水基础与顶端和其他防渗水设施紧密连接,形成一个全封闭的状态,就能有效地阻止水库渗水的情况。土工膜的防水性能较强,且成本便宜施工便利,是水利工程常用的施工材料。因土工膜的诸多特点,所以也研发了复合型土工膜,复合型土工膜一面可以防渗透,一面可以排水,也提高了水库建设。但是土工膜抗老化能力偏低,对于一些水资源不丰富的地区建议使用混凝土材料。综上所述,要根据实际情况合理使用土工膜或者复合型土工膜技术,及时使用广泛,也要因地制宜。

劈裂灌浆防渗技术。该技术是水库防渗施工中最常用的,该技术不但经济实惠、施工效率高,还具有手工便捷的优点。在水库进行防渗施工过程中,以水库的中心点为依照,合理设置灌浆洞孔,进而能有效地控制灌浆的压力。应用劈裂灌浆防渗技术可以提高水库的防渗能力。运用该技术要根据水库的不同位置,采取不同的施工方式,例如:坝基与坝体帷幕灌浆主要是采用缝隙,空洞灌浆的方式形成防渗层。这种灌注水泥浆的方法多是用于重力坝的施工中,在坝体的上游灌注泥浆,并填补坝体的缝隙增加坝体的强度,从而提升坝体的防渗能力。通过对坝体下游进行灌注泥浆可以提高坝体的稳定性以及抗冲刷的能力。如进行反向灌注泥浆可以提高坝体的支撑力。劈裂灌浆防渗技术可以解决实际渗漏的多方面要求,因此,要提高对该技术的使用能力,同时探究该技术存在的缺陷,及时进行补充,确保水库防渗技术得到有效地提升。混凝土具有良好的方式性能,应用混凝土建造防渗墙可以有效地解决水库地基与大坝顶部渗水的情况。混凝土防渗墙需要根据水库地基槽段进行施工。要根据现场实际情况将防渗墙与地基和大坝顶部进行紧密连接,同时要确保防渗墙与地基下的岩层相嵌合,形成密不通风的防渗体系。

此外,在修建水库大坝工程阶段,也要确保建筑材料的质量。要采用符合标准的材料进行施工,对于那些抗腐蚀性能、防水性能较差的材料坚决不用,不然会危害整个水库的安全稳定与使用年限,在选择材料室时,要严格按着国家标准进行选购,确保水库的强度与防渗能力。对于施工技术也要加强提高。很多施工人员缺乏专业技能,在进行水库大坝建设过程中,不能实施良好的施工工艺,从而给水库建设埋下了安全隐患。因此,水利建设部门也要重视施工人员的专业技能培训工作,同时也要引进具有优秀技能的人才加以培养,为水利工程的稳定发展建立良好的基础。最后,也要提高对水库大坝的管理力度,不能因为水库规模小就不安排专人进行维护,要重视每一座水库的后期维护工作,提高水库的使用年限,让水库发挥自身的价值,为周围民众提高有效地帮助。

4 结束语

水库大坝防渗施工是水库施工项目中最重要的,相关施工管理人员要提高重视程度,确保水库防渗能力。水库大坝具有抗洪、抗旱、农田灌溉的功能,对于民生来说具有重要的作用,水库防渗能力不足就会导致水库这些功能不能发挥自身的作用,还会危及水库周边的安全,同时也会造成水利工程建设的损失。基于此,在进行水库防渗施工过程中,要加强提高施工人员的专业技能,确保防渗施工不出现纰漏。对于防渗材料的选购也要符合规定标准,确保施工材料可以有效地提高水库的防渗能力。对于水库的防渗建设也要提高重视,无论是地基、坝体、坝面以及水库与周围山体的连接处都要进行防渗施工,确保水库的安全与稳定。

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