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Summary:防渗施工技术作为一种节水技术,也是水利工程施工重要构成部分,提升水利工程稳定性。本文则从实际出发分析防渗施工技术对水利水电施工重要性的基础上,探讨了如何做好水利水电工程如何做好防渗处理。
Keys:水利水电;防渗;施工技术
引言
水利工程作为一项民生工程,具有控制水流、防止洪涝灾害、调节和分配水资源的作用,肩负着消除水害和开发利用水资源的重要使命,其质量安全性关乎国家发展和社会进步。水利工程运行过程中面临的渗漏问题,不但降低了水资源利用效率,造成了严重的水资源浪费问题,还影响了工程效益的发挥,甚至缩短了工程使用寿命。为了提高水利工程的安全性和耐久性,满足人们的生产生活用水需求,应高度重视防渗技术在水利工程施工中的应用。
1、防渗技术对水利水电工程施工的重要性
通常情况下,在现代水利工程的建设过程中,相关人员需要在保障工程自身稳定性及抗震性等特点外,还要避免渗漏问题出现在具体的施工过程中,以
此避免由于水利工程自身质量问题对人们日常生活所造成的影响,保障人们自身生命及财产方面的安全。为此,在日常工作中应加强防渗施工技术的应用,以此对相应的施工环节进行规范,确保在最大程度上避免地基渗水现象的出现。同时,相关人员还需要通过对施工环节具体方案进行制定,并根据相关方案采取施工技术与措施,并加强施工设备的应用,确保在施工周期内完成水利工程的施工建设,同时,对施工的效率与质量进行保障,进而促进我国水利工程施工及运转过程的进步与发展。水利水电工程项目内容较多,而且在实际施工过程中已不再是独立的学科,而是要多方面共同参与设计和施工。但在当前水利水电工程中,渗漏问题是较为常见的问题,这主要是由于施工过程中一些环节和部位达不到标准要求,因此导致坝体和坝基大范围渗漏,给整体工程效益带来较大的影响,还会威胁到人们的生命和财产安全。因此,将防渗技术在水利水电工程施工中应用,可以有效地降低渗漏发生的概率,全面提高水利水电工程施工的质量,更好地发挥出水利水电工程的经济效益和社会效益,为现代社会经济的有序发展起到积极的推动作用。
2、水利工程渗漏原因
、外界环境因素
水利工程的施工条件较恶劣,易受环境因素的影响,大风、暴雨、山洪、泥石流等自然灾害增加了施工难度,严重影响了防渗措施的实施效果,从而给水利工程的质量安全留下隐患,不利于其稳定性和工程效益的发挥。
、施工因素
施工因素是导致水利工程渗漏问题的最主要因素。首先,施工过程中的人为因素,如施工人员的技术水平不达标、缺乏对主体工程的充分认识、没有严
格按照相关技术规程操作等,都会影响防渗技术的应用效果。其次,防渗材料的选择。没有严格根据工程等级、设计流量、气候特征、地质地形条件和防渗要求等选用防渗材料,或者选用的材料防渗性能不达标等,都会导致工程在后期运行中出现渗漏问题。再次,防渗技术的选用不恰当、不合理也是导致工程渗漏的重要因素。
、水利工程的结构因素
水利工程的局部结构决定了其主体结构,不同施工单位的施工工艺和防渗措施存在一定差异,导致其局部结构易发生变形而引发渗漏问题,如坝体的两个部位结构不同时易产生裂隙,从而导致发生渗水现象。此外,水利工程投入运行后,一直处于被水流的冲刷与浸泡状态,长此以往会破坏工程结构,进而引发渗漏水等问题。
、水利工程防渗技术现状
水利工程施工建设中,作为一项最基础的施工就是防渗技术。但是在实际的防渗技术应用过程中,还有很多问题存在。例如,缺乏一套完善的防水标准和措施,同时防渗漏在操作技术上有差异等问题,这些都严重影响水利工程的防渗技术应用。与此同时,水利工程施工过程中,对于前期的防渗技术没有加以关注,前期基础建设中没有应用防渗漏技术,导致了水利工程使用之后出现了老化,频繁发生渗漏问题,水利工程的正常使用受到了影响。就会时常出现渗漏,严重影响水利工程的日常使用。除此之外,作为水利建设单位,没有构建水利工程防渗体系,现行的体系存在漏洞,影响施工的开展和施工质量,进行建设过程中,水利工程尚未结合实际现状,也会影响到防渗技术的实际应用。
3、提高水利工程防渗性能的措施
、合理选择防渗材料
、传统防渗材料
常见的传统防渗材料主要有土石料、混凝土、沥青混凝土等。土料防渗的优点是易于施工、造价低,缺点是防渗效果一般、防冲抗冻能力弱、耐久性差,适用于气候温和地区流量小、坡降平缓的工程。石料防渗的优点是防冲刷、抗耐磨,缺点是工期长、不能开展机械作业、对参建人员的施工水平要求高,适用于石料(条石、块石、卵石)资源丰富的地区。混凝土防渗的应用最为广泛,包括现浇混凝土、预制块、预制板、钢筋混凝土和“U”形槽等,具有良好的耐久性、抗冲击性和防渗性能,但抗冻害性能较差。沥青混凝土防渗具有良好的柔韧性、防渗性能和抗冻害性能,但会污染生态环境。
、新型防渗材料
在水利工程建筑工程的施工过程中,通常会运用到多种材料进行防渗加固工作,不同的材料性能和效果也不尽相同。通过对现有防渗材料进行分析和讨论,通过查阅国内外的防渗材料发展现状,总结出几种新型的防渗加固新型材料,这些材料主要来源于化学领域的创新研发,与传统的防渗材料相比,具有更加卓越的防渗及加固的效果,具体的信息如下:一是聚氨酯注浆材料。这种材料在使用的过程中,将水作为固化剂,而使用水作为固化剂时,最突出的效果就是一旦出现了由于设施磨损等情况时,不会发生由于双重组分在外部影响下产生的比例失衡,进而影响防渗加固的效果,这种材料同时兼顾防渗和加固的作用,具有很强的实践意义;另一种新型材料是脲醛树脂注浆材料,这种材料具有很强的固化作用,且抗压能力超强,抗压强度达到了5MPa,而且使用该
防渗加固材料,可以通过使用的剂量控制施工的固化速度,具有很大的灵活性。上面提到的两种新型材料都具有很强的加固防渗效果,但是这里需要注意的是,由于这些新材料属于化学领域,特别是第二种材料本身附带较低的毒性,因此在进行水利工程的加固防渗工作时,必须要进行准确的计算,确保新材料的应用对于水利工程不会产生影响,如果应用于农田灌溉、民用水等水利工程中时,需要更加精密的计算和实践,确定材料的可使用性后在进行施工过程中的加固防渗工作。
、灌浆防渗技术
水利工程建设过程中,灌浆技术是应用较多的一项施工技术,尤其是防渗处理和坝基加固应用较为广泛。通常情况下,很多的水库和大坝进行完地基处理后,才能符合防渗的要求和各项标准。目前,随着我国水利建设的规模和数量不断地扩大,在水利工程建设中,灌浆技术发挥着重要的作用。灌浆技术在施工工序上较为复杂,其中会涉及很多施工材料。为此,进行防渗作业施工,要按照水利施工的实际情况开展作业。在现代灌浆技术中,水泥和黏土属于一项主体的材料,防渗施工中会应用到大量的水泥灌浆,不仅可以降低施工成本,还能提高水泥的硬性,确保防渗技术的质量。
、劈裂灌浆防渗
劈裂灌浆主要指利用高压液体冲击力,将已有堤防或者防渗墙功能缺失位置进行整体破坏,而后注入高强度浆液形成新的防渗墙,提升堤防防渗能力。
劈裂灌浆防渗的基础原理为由于坝体对称性,与非集中降雨时段坝体两端水位的对称性,坝体整体受力平衡,因此,劈裂时,裂缝会沿纵向垂直延伸而不是直接导致坝体出现裂纹。同样,在浆液灌注完成之后,也由于平衡力的存在,浆液凝
固进程中会承受四周的挤压力,进而使建浇筑墙体与原有墙体形成整体结构,不会形成局部缝隙,实现堤防防渗功能的增强。
劈裂灌浆防渗技术施工进程中是对坝体的先破坏、后修补,因此,施工进程中要注意:第一,分段展开施工,避免同时对坝体造成过大破坏,影响坝体稳定性;第二,劈裂时要注重保持裂缝的宽度,确保坝体的安全;第三,出于施工进程中坝体的安全性考虑,需要分次灌浆,理论上单孔灌注次数不得小于五次。此外。虽然理论上劈裂灌浆技术适用于多种情况,但其在实际施工中使用范围是受限制的,通常只应用在如下情况当中:第一,松堆土坝;第二,坝体浸润线过高;第三,坝体自身存在裂缝或者弱应力区;第四,施工处带有软弱带或者透水地层;第五,坝体遭受生物侵蚀严重,内部多洞穴。
、自凝灰浆防渗墙
此项技术的主要材料是水泥、膨润土,水泥、膨润土混合而成加入一定质量的缓凝剂,就能够成为“自凝灰浆”,是适用于防渗墙施工的主要材料。
在实际防渗墙施工过程中,自凝灰浆并不会单独作为一项技术应用在施工过程中,而是对不同的施工技术进行补充。比如,对泥浆护壁的防渗墙施工进行打孔时,将这种“自凝灰浆”作为保护层,待其自行凝固硬化之后,就形成了防渗层,使防渗墙的防渗性大幅提高。此项技术在欧洲西部地区的国家发展较早,应用也比较广泛,而我国目前只是在发展初期,相信以后也会有更广泛的应用前景。
、水平防渗加固
不同的坝体之间具有一定的差异,即使利用相同的处理工艺对坝体进行加固也需要根据具体的应用场景以及实际的施工需求,来对技术做出相应的调整,在利用水平防渗加固技术对坝体进行加固时也是如此。一般来说反滤沟导渗技术适用于坝体背面的大面积渗水,无法有效地进行截流临水测时,可通过综合分析的结论,对施工的加固点进行确认,此操作技术需要以高出背水坡溢出点的高度进行施工,从而保证坡面的稳定性。另外还可以选择透水压渗平台技术,该技术适用于具有结构问题的坝体,可以对坝体起到很好的加固效果,但是会在很大程度上增加工程的施工难度和施工的工程量,导致施工成本的上升。如果在实际的施工中需要控制堤坝的渗漏流量可以选择临水截渗技术,该技术的持续性比较好,能够实现较为稳定的加固效果。
、高压填充式灌浆加固
高压填充式灌浆加固法主要对堤基基础进行加固,能够有效地提升堤坝的稳定性,对堤基基础中的裂缝以及孔洞进行填充,提升堤基基础的强度,该加固技术也可以用于填充封堵,堤身的蚁穴以及溶洞。在应用该技术进行灌浆时,需要采用50mm的工程钻在需要加加固的堤断上进行钻孔,从堤坝顶端竖直向下钻孔,。一般来说孔洞的深度需要控制在两米左右。在灌浆的过程中,需要对压力进行有效的控制,~,套管需要延伸到填土层,需要保证堤身的干燥,在沙土部分的堤基需要灌入水泥浆,保证堤基的稳定性,需要将水泥浆灌入至土层,然后用黄泥浆对灌浆的封口进行封堵,该灌浆技术能够有效防止管涌问题的发生,对堤坝起到加固的作用。
、防渗墙技术
在水利工程防渗施工建设中,防渗墙技术的实际应用是一项基础的技术。防渗墙技术,主要是利用多层搅拌防渗墙技术,提升了整个防渗的性能。防渗墙技术是将水泥泥浆全部喷射到土体中,进行搅拌,让土体和水泥泥浆实现有效地融合,就会生成坚硬的水泥柱。水利工程建设过程中,采用多头深层搅拌防渗墙技术,防渗效果非常显著。这项技术的应用,主要是在黏土等防渗施工中应用较为广泛,可以大大提升防渗的质量。
4、工程实例
沟座水库工程建设内容有挡水建筑物,泄水建筑物,取水及冲砂建筑物、输水管道及水池工程等,挡水建筑物为碾压重力坝,,坝顶开敞式溢洪道,,取水建筑物为坝前设置取水口,把体内埋管形式,管道直径为900mm。,水池12座。
、土工膜施工
根据地形情况来看:整个右支沟地质环境较为复杂,左右两岸岸坡变化较大;局部岸坡为裸露的基岩,局部覆盖层较深,且坡度较陡,库盆宽度变化大,整体布局为:对岸坡整坪后坡度>1∶3的岸坡,采取岸坡修坡整坪后,用一层无纺土工布铺设作为土工膜支持层使用,再铺设复合土工膜,土工膜上部采用C15混凝土预制块作为保护层和压实盖重;对于岸坡修坡整坪后坡度<1∶3的岸坡,岸坡较为平缓,岸坡修坡整坪后,铺设20cm黏土作为支持层使用,顶部采用50cm细土压实盖重。
对整个渗漏库区,在支持层与土工膜防渗层之间设置反滤排水层,排水采取排水盲沟的形式,排水盲沟尺寸为50cm×50cm,排水盲沟内部采用砂卵石填充,
内设dn90pvc打孔排气管,排气管伸出压顶边墙顶部,顶部略高于坝顶高程,高于压顶边墙顶部的排气管采用C15混凝土进行外包,尺寸为40cm×40cm×80cm。
为防止右支沟库尾来水对土工膜的造成冲刷和尾水进入土工膜下部对土工膜造成顶托,沿库尾积水沟水流方向设置一消力池,该消力池池主要作用为引库尾来水入库。
、帷幕灌浆施工
、钻孔
先根据设计要求放出孔位,然后用XU-100型回转式钻机按照序次进行钻进,同时通过冲洗与压水到达设计要求的孔深,°,孔径在Φ75-110mm范围内。对于钻孔冲洗压力,一般按灌浆压力80%控制,待冲洗的回水达到洁净后持续10min方可结束。
、压水试验
每当钻进达到5m时就要进行一次简单的压水试验,持续压水20min,期间每5min测度一次压水流量,将最后一次得出的稳定流量作为依据对透水率进行计算。
、灌浆
在实际的灌注施工过程中,如果灌浆压力不变,而注入率不断减少,或注入率不变,但压力不断升高,则不可对水灰比进行改变;在某个比级的灌浆材料实际注入量达到300L或注入持续时间达到30min,同时灌浆压力与注入率都没有明显改变后,采用浓一个等级的浆液关注;如果灌入量>30L/min,则需要以具体情况为依据进行越级变浓。
、封孔
待全孔灌浆均完成后,通过压力灌浆进行封孔。在浆液达到凝固以后,对孔中的污水与浮浆进行清理,然后用标号为M20的水泥砂浆及时回填至密实状态。
5、结语
完善水利水电建设工程是为了我国经济的更好发展,工程建设质量对后期的人民生活有着巨大影响,一定要做好防渗堵漏技术的优化,据实际情况采用合适的技术修补,发挥防渗技术的最大效果。从根本上加强工程建设质量,推动社会生产生活的未来发展,经济发展放在重要地位。
Reference
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