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摘要:现代社会,科学技术的快速发展使得各类技术均得到了广泛的应用,我国水力工程的施工质量也得到了很大的提高。但是现在水利工程仍然面临着诸多的问题,其中工程的渗透问题是比较常见和严重的问题。严重的渗透问题不仅会导致社会经济效益的巨大的损失,同时也会危及到水库周遭人民的生命和财产的安全。因此,防渗技术在水利工程施工中的应用就显得尤为重要。本文分析了防渗施工技术在水利工程中的重要性,探讨了水利工程中防渗施工技术的应用。
关键词:水利工程;防渗施工技术;应用;
我国有着丰富的水资源,水利枢纽工程分布也非常广泛。很多水利工程建设较早,难免会存在渗漏和建筑老化的隐患,所以,防渗技术的合理应用非常重要。
一、防渗施工技术在水利工程中的重要性
在水利工程的施工建设过程中,做好防渗工作是至关重要的一个环节。水利工程建设要求水利工程的质量除了要具有一定的抗震性和稳定性,还要防止渗漏现象的发生,同时,对于已经出现的渗漏现象要及时进行处理,做好应对措施。如果出现渗漏现象却没有处理好,将会对企业和社会的经济效益造成严重影响,还会对人民的生命财产安全造成严重的威胁。防渗技术的重要性表现在:做好防渗工作可以节约大量的水资源,可以提高水利工程的稳定性,防止水利结构遭到破坏,使水利工程可以正常运行。
二、水利工程中防渗施工技术的应用
1.防渗墙类型及其特点,对于防渗墙,通常有几大基本的要求:首先渗透系数低,其次应具有较好的柔性以及耐久性,最后还应保证墙体厚度尽量小,造价尽量低。渡槽需要经受昼夜温差以及四季交替,通常用来填充装配缝或伸缩缝的填缝材料都不具有太高的柔性,以至于对温度的变换不够适应。材料本身的特性导致其变形,从而使得槽角缝、装配缝、伸缩缝发生不同程度的开裂,最终表现为渡槽的侧漏。在通常的建筑过程中沥青油毡以及1O号和30号的石油沥青是最为常见的渡槽用于填缝的材料。而石油沥青油毡所做的防水层在夏秋两季受到环境影响和温度变化极易断裂。该材料在夏秋两季的实际表面温度高达60℃ 甚至更高,而此温度下,防水层几乎处于完全软化的状态,此时若是温度骤降,如遇水甚至暴雨,必将迅速变脆断裂,从而漏水。而混凝土、水泥砂浆等材料其抗拉强度远弱于抗压强度,在凝固的时候如果得不到及时的养护,极易发生水热化作用,然后产生一些细微的裂缝。防渗墙的成墙工艺基本上分为多头深层搅拌水泥土、薄型抓斗、锯槽法、倒挂井法、链斗法和射水法等几种。
(1)链斗法成墙工艺,由链斗式开槽机排桩上的旋转链斗取土,同时将斜放的排桩下放到成墙深度,开槽机前进开挖沟槽,并采用泥浆护壁,其浇筑混凝土方法类似锯槽法。链斗式开槽机的开槽宽度为16-50cm,深度可达10-15m。适应于粘土、砂土和粒径小于槽厚的、含量小于30%的砂砾石地层。
(2)多头深层搅拌水泥土成墙工艺,多头深层搅拌桩机一次多头钻进,把水泥浆喷入土体并搅拌,使土体与水泥浆液混合固结成一组水泥土桩,桩与桩搭接
形成水泥土防渗墙,目前最大成墙深度为22m,水泥土渗透系数<10cm/s,抗压强度>0.3MPa。其优点是施工简便、无泥浆污染、造价较低,适用于粘土、砂土、淤泥和砂砾层(砂砾直径小于5cm)。实践证明,多头深层搅拌水泥土防渗墙防渗效果明显,在地下防渗工程中质量可靠,投资最经济、最有效,具有一定发展前景。
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(3)锯槽法成墙工艺,在先导孔中,锯槽机的刀杆以一定的倾角一边作上下往复切割运动,一边以0.8-1.5m/h的速度(根据地层状况)向前移动开槽; 被锯切割下来的土体可由反循环或正循环方式的排渣系统排出槽外,并采用泥浆护壁。浇筑塑性混凝土,形成宽度为0.2-0.3m的防渗墙体。锯槽机由行走底盘、动力及传动系统、刀杆及支架加压系统、排渣系统、起重设施及电气控制系统组成;传动方式有机械式与液压式2种。以不同规格的刀杆进行组合,开槽宽度可达0.2-0.5m、深度达到40m。锯槽法的优点是连续成槽、工效高、墙体连续、质量好,并且成墙深,适应于粘土、砂土和卵石粒径小于100mm的砂砾石地层;还可以采用自凝灰浆、固化灰浆形成不同强度和抗渗指标的防渗墙。
(4)薄型抓斗成墙工艺,采用斗宽为0. 3m的薄型抓斗挖土开槽,泥浆护壁,浇筑塑性混凝土或用自凝灰浆形成薄壁防渗墙,最大成墙深度可达40m。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。
(5)射水法成墙工艺,射水法成墙的工艺已经在国内的各种重要堤防加固的工程中得到广泛的应用,它能够凝成深度30m,厚度0.22-0.45m的墙体,且可以保证极高的垂直精度,已经实现了非常好的社会经济效益。射水法适用的范围与锯槽法相似,主要采用的机械设备为:混凝土搅拌机、造孔机以及浇铸机。工作的大致步骤是先用造孔机以高度水流将土层进行切割,并用成型器来修整切
出来的孔壁,用泥浆护壁,同样的正反循环排渣系统排渣,完成槽孔后,浇筑塑性或水下混凝土,建成所需的薄壁防渗墙。
2.灌浆类型及其特点,土石坝坝体、坝基防渗处理中灌浆方法主要有均质土坝及宽心墙坝的坝体劈裂灌浆、高压喷射灌浆、坝基卵砾石层防渗帷幕灌浆等。
(1)高压喷射灌浆,高压喷射灌浆防渗是借助于高压水泥浆液射流冲击破坏被灌地层结构, 使水泥浆液与被灌地层土颗粒掺混, 形成壁状固结体而起防渗作用。根据被灌地层结构和防渗要求不同, 又分为定喷、摆喷和旋喷。高压喷射灌浆防渗处理的优点是:备简单、工效高、料源广、造价低, 搭接防渗的效果好。缺点是:机具较多、对地质条件的要求较高, 控制不好易在较大(>200mm)颗粒背后形成漏喷现象。
(2)土坝坝体劈裂灌浆,土坝坝体劈裂式灌浆是运用坝体应力分布规律,用一定的灌浆压力,将坝体沿坝轴线方向劈裂,同时灌注合适的泥浆,形成铅直连续的防渗泥墙,从而堵塞漏洞、裂缝或切断软弱层,提高坝体的防渗能力,并通过浆、坝互压和湿陷,使坝体内部应力重分布,提高坝体变形稳定性。针对裂缝的局部灌浆,在可能有裂缝的区域,均匀布置类似固结灌浆的灌浆孔群;对坝体施工质量差,甚至出现上下游贯通的横缝,一般应做全线的劈裂灌浆。我国广东省宝树水库用土坝坝体劈裂灌浆技术来解决土坝坝体的渗漏问题,结果表明灌浆后坝体密实度得到提高,渗透系数降低,背水坡湿润渗水现象消失,坝体渗流量减少7O%以上。
(3)卵砾石层防渗帷幕灌浆,卵砾石层的防渗帷幕灌浆大都采用粘土为主加少量水泥的混合浆液进行灌注, 不同于在岩石中灌浆。卵砾石层灌浆难以形成自立的钻孔, 故常采用套阀式灌浆、循环钻灌阀跟管灌浆、打管灌浆的方法。因受地质条件的限制, 不能有效控制浆液的填充范围, 为达到相对较高的防渗标准, 常需采用3排以上的灌浆孔。随着防渗墙技术的日益成熟, 目前较少采用该方法, 仅用于当灌浆作为补充勘探的手段, 同时兼顾防渗处理, 可以更加准确地针对发生集中渗漏的地点, 通过少量的灌浆使问题得到解决的情况下。
(4)控制性灌浆,这种方法是对传统工艺的调整,是一种改进型的工艺,主要是指在保证质量和效果的基础上通过对浆液压力和流量的控制措施,将灌浆范围有效地控制住。其具有节约时间和投资成本的优点。
总之,水利工程中的防渗处理技术和方法有很多,每种方法都有个自的优缺点。而目前,水利工程的防渗施工中最常用的施工技术为灌浆处理技术和防渗墙技术。我国水利工程的防渗施工处理中,可以采用这两种常用的施工技术,同时结合具体的工程状况,选用合适的施工材料以及技术。所以,我们有必要研究水利工程的防身处理技术,这样做做可以更进一步的发展我国的水利工程建设为我国的人民生活水平的提高和现代化建设做出更多的努力。
参考文献:
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论文作者:韩立国
论文发表刊物:《基层建设》2015年19期
论文发表时间:2015/11/6
标签:防渗论文; 水利工程论文; 防渗墙论文; 开槽论文; 浆液论文; 水泥论文; 泥浆论文; 《基层建设》2015年19期论文;