摘 要： 近些年我國(guó)水利工程建設(shè)有了快速提升，在水利工程施工過(guò)程中最為核心的技術(shù)內(nèi)容就是做好堤壩的防滲加固。通過(guò)有效的防滲加固技術(shù)能夠確保工程的建設(shè)質(zhì)量，從而充分發(fā)揮水利工程的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益，推動(dòng)社會(huì)發(fā)展。本文主要闡述水利工程施工中堤壩防滲加固技術(shù)方面的內(nèi)容，希望能夠?qū)ο嚓P(guān)人士有所幫助。
關(guān)鍵詞： 水利工程; 堤壩; 防滲加固技術(shù);
《黑龍江水利科技》(月刊)創(chuàng)刊于1973年，由黑龍江省水利學(xué)會(huì);黑龍江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院;黑龍江省水利科技信息中心站主辦。
0、 引言
水利工程是我國(guó)最為重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一，直接影響著所在區(qū)域人們正常生產(chǎn)生活狀況。近些年我國(guó)持續(xù)加大水利投資規(guī)模，如圖1所示，充分說(shuō)明了我國(guó)對(duì)于水利工程建設(shè)的重視程度。
水利工程施工中最為重要的內(nèi)容之一就是堤壩防滲，這是確保水利項(xiàng)目安全正常使用的基礎(chǔ)。因此需要對(duì)水利工程施工中堤壩防滲加固技術(shù)進(jìn)行分析研究，采取合適的防滲加固方式消除滲漏隱患，延長(zhǎng)使用壽命，保證水利項(xiàng)目的使用性能。
1、 水利工程堤壩險(xiǎn)情分析
堤壩是水利工程項(xiàng)目中最為重要、最為關(guān)鍵的部分之一，但是堤壩的施工具有較大的難度，涉及到很多的復(fù)雜工藝，一旦堤壩施工質(zhì)量較差就會(huì)造成整個(gè)水利工程的質(zhì)量隱患。此種水利工程在投入使用后，堤壩由于長(zhǎng)期受到水流沖擊以及侵蝕就容易發(fā)生較大面積的破損。
從相應(yīng)參考文獻(xiàn)以及調(diào)查資料中可知，水利工程使用中最為常見(jiàn)的堤壩險(xiǎn)情主要有堤壩滲透、壩體滑坡、壩體裂縫等等，這些險(xiǎn)情嚴(yán)重影響著水利工程運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，水分會(huì)從壩體裂縫逐漸滲透到壩體內(nèi)部，能夠?qū)︿摻罨炷敛牧显斐筛g，直接影響水利工程的正常使用。
2、 水利工程施工中堤壩防滲加固技術(shù)
2.1 、堤壩防滲加固基本原則
水利工程施工中堤壩的防滲加固需要嚴(yán)格遵照相應(yīng)原則來(lái)進(jìn)行，避免總是按照傳統(tǒng)方式進(jìn)行。
第一，在正式進(jìn)行防滲加固工作前一定要充分搜集工程所在區(qū)域的地質(zhì)、水文、氣候等方面資料和信息。堤壩防滲加固施工中涉及到的內(nèi)容較復(fù)雜，受到的影響因素較多，所以要充分了解這些因素變化情況，為后續(xù)施工做好基礎(chǔ)準(zhǔn)備;
第二，堤壩防滲加固的有效實(shí)施一定要特別關(guān)注成本影響。避免水利工程防滲加固只從主觀意愿出發(fā)而不考慮成本問(wèn)題，避免出現(xiàn)嚴(yán)重缺失問(wèn)題，無(wú)法充分發(fā)揮堤壩防滲加固技術(shù)優(yōu)勢(shì);
第三，堤壩防滲加固過(guò)程中需要進(jìn)行階段性的測(cè)試分析。水利工程受到自然環(huán)境影響因素較多，所以為了確保良好的防滲加固效果，進(jìn)行相應(yīng)試驗(yàn)工作是非常必要的。要對(duì)防滲加固工程實(shí)施階段性測(cè)試，可以了解預(yù)期設(shè)定技術(shù)的實(shí)施效果，以便及時(shí)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。
2.2 、堤壩防滲加固技術(shù)的相應(yīng)措施
從目前來(lái)看，堤壩防滲加固技術(shù)最為常用的措施主要包括“灌漿防滲技術(shù)”以及“混凝土防滲墻技術(shù)”，具體如表1所示。
2.2.1、 灌漿防滲技術(shù)
第一，速凝式低壓灌漿法。速凝式低壓灌漿法主要應(yīng)用在水利項(xiàng)目高位水位下方發(fā)生管涌情況下，在實(shí)際操作時(shí)需要充分參考管涌所在區(qū)域的具體地質(zhì)情況，可以通過(guò)30型鉆機(jī)以及50型鉆機(jī)分別對(duì)粘土層以及砂礫層實(shí)施鉆孔。之后可以將浸水膨脹的物質(zhì)通過(guò)相應(yīng)壓力(一般在50kPa左右)注入到鉆孔當(dāng)中，之后將水泥漿以及速凝劑緩緩注入到孔中進(jìn)行封堵。
表1 堤壩防滲加固技術(shù)響應(yīng)措施
此種施工方式之所以向孔內(nèi)注入膨脹物質(zhì)，目的就在于降低管涌水流的速度，從而提升管涌的阻力，能夠有效防止水泥漿過(guò)程中隨著水流露出，同時(shí)在其中摻入一定量的速凝劑就可以進(jìn)一步加快水泥漿的凝固速度，能夠?qū)苡吭斐煽焖儆行Х舛隆?/p>
第二，帷幕灌漿法。此種方法主要是按照水利工程堤壩所具有的曲率情況，通過(guò)便捷式鉆具通過(guò)直線布孔或者梅花形布孔方式，從堤壩頂部順著堤壩軸線外肩1.5m位置實(shí)施鉆孔(孔距控制在3m)。在具體操作過(guò)程中，要充分考慮堤身的具體情況控制鉆孔深度，一般情況下控制鉆入基礎(chǔ)深度1-2m左右。要對(duì)灌漿壓力進(jìn)行有效控制，要采取少灌多復(fù)、從下到上的方式來(lái)進(jìn)行，這樣能夠有效避免堤壩灌漿施工中出現(xiàn)的相應(yīng)問(wèn)題(包括滑坡、串漿、冒漿、隆起等等)。需要注意的是，要順著水利堤壩軸向建立起水泥漿帷幕，可以提升堤壩穩(wěn)固性，能夠避免堤壩滲漏問(wèn)題，提升堤壩穩(wěn)定性。
第三，填充式高壓灌漿法。此種灌漿防滲技術(shù)主要用于水利工程堤壩溶洞、蟻穴、堤基基礎(chǔ)方面的防滲加固，填充式高壓灌漿法在處理堤壩基礎(chǔ)管涌等方面具有非常好的效果。在具體操作過(guò)程中，首先通過(guò)50m工程鉆機(jī)從需要灌漿堤壩的頂部位置實(shí)施鉆孔，要對(duì)鉆孔深度進(jìn)行有效控制，一般情況下鉆孔距離控制在1.5-2m范圍內(nèi)，鉆入砂層約1.5m左右即可。此種高壓灌漿方式所用壓力一般在127.5-166.8kPa范圍內(nèi)，從填土層到套管下側(cè)可以鉆斜孔或者水平孔，在其中埋設(shè)注漿管，在堤壩干燥一定程度后可以將水泥漿灌入到堤壩基礎(chǔ)的砂礫層當(dāng)中，最后通過(guò)黃泥漿實(shí)施封孔處理。
第四，灌漿加固法。此種灌漿技術(shù)主要應(yīng)用在漿砌石重力壩方面，例如支墩壩以及拱壩工程中。主要是對(duì)存在的縫隙以及漏洞進(jìn)行填充，同時(shí)對(duì)于堤壩的上游面實(shí)施必要的灌漿固結(jié)，以此種方式來(lái)提升水利工程堤壩的防滲能力以及穩(wěn)固性，確保堤壩具有較強(qiáng)的承載能力。若是堤壩下游面發(fā)生溶蝕物或者滲水的情況，那么也可以通過(guò)灌漿加固的方式對(duì)壩體的裂縫、漏水通道實(shí)施封堵，能夠有效提升堤壩整體的抗沖擊性能以及穩(wěn)固性。
2.2.2、 混凝土防滲墻技術(shù)
第一，高壓噴射防滲墻技術(shù)。利用高壓噴射技術(shù)，在軟基中鉆孔內(nèi)噴射水泥漿與被攪動(dòng)的砂礫土顆粒混合凝結(jié)硬化而建成的地下連續(xù)墻。高壓噴射防滲墻施工主要是通過(guò)單管旋噴注漿的方式來(lái)進(jìn)行，可以分為造孔以及噴射兩個(gè)主要工序，具體工藝流程為：放線—就位—鉆孔—下噴管—噴射以及提升—沖洗—移機(jī)等。
在施工前一定要對(duì)施工所在區(qū)域進(jìn)行試驗(yàn)，準(zhǔn)確確定施工參數(shù);高噴施工可以通過(guò)改變提升速度而固定其他參數(shù)的方式來(lái)進(jìn)行，其中最主要的操作就是通過(guò)干鉆法來(lái)確定不同地層的界面情況，這是防滲墻設(shè)置的關(guān)鍵所在。另外，一旦噴射過(guò)程中斷，要加強(qiáng)噴射孔的有效防護(hù)。高壓噴射施工對(duì)于施工區(qū)域沒(méi)有過(guò)多要求，很多場(chǎng)地空間相對(duì)狹窄、地下存在光纜或者管道的區(qū)域都可以采用此種方式進(jìn)行施工，但是其水泥用量較多，成本相對(duì)較高。
第二，自凝灰漿防滲墻技術(shù)。隨著水利行業(yè)的快速發(fā)展和進(jìn)步，行業(yè)中相關(guān)的技術(shù)也在不斷提升，自凝灰漿防滲墻技術(shù)就是其中一種。自凝灰漿主要是由水、水泥、膨潤(rùn)土、分散劑、緩凝劑等物質(zhì)混合而成，其中膨潤(rùn)土顆粒的表面積較大，具有較強(qiáng)親水性，是非常好的防滲材料，而在其中摻入分散劑能夠確保膨潤(rùn)土顆粒充分水化。在膨潤(rùn)土漿液中加入水泥的同時(shí)也要摻入一定量的緩凝劑，一定程度上延長(zhǎng)水泥的凝結(jié)時(shí)間(一般在30小時(shí)左右)，能夠確保整個(gè)施工區(qū)域的有效施工。水泥通過(guò)相應(yīng)的水化反應(yīng)不但可以有效轉(zhuǎn)化水分，同時(shí)所形成的水化物可以提升顆粒之間的膠結(jié)性能，能夠形成一種強(qiáng)度相對(duì)較低、變形量較大、不容易開(kāi)裂的塑性防滲材料，具有非常好的防滲作用。
第三，水泥土攪拌樁防滲墻技術(shù)。此種防滲墻技術(shù)主要用在細(xì)粒沙塵方面，其整體施工成本相對(duì)較低，所用設(shè)備攜帶便利。具體操作時(shí)先將水泥漿液噴射到土體內(nèi)部，通過(guò)深層攪拌樁機(jī)對(duì)堤壩實(shí)施作業(yè)，確保水泥和土體的充分、均勻融合，兩者之間發(fā)生相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)而凝固成為墻體，起到有效的防滲加固效果。
此種技術(shù)施工過(guò)程中要有效控制：采用P.O42.5等級(jí)的普通硅酸鹽水泥，且水泥土攪拌樁防滲墻的厚度≥0.25m;要控制水泥土攪拌樁防滲墻頂部低于設(shè)計(jì)堤壩頂高程0.5m，墻體深入渠底清基建基面高程以下不少于2m;確保水泥土攪拌樁樁體無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度≥0.5MP，樁體滲透系數(shù)≤10-6cm/s，破壞比降≥150;水泥土攪拌樁防滲墻水泥摻量和施工工藝要按照現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)性試驗(yàn)來(lái)確定;水泥土攪拌樁樁位中心偏差≤5cm，樁體垂直偏差≤1%;水泥土攪拌樁防滲墻施工最好安排在路面和防浪墻施工之前，渠堤填筑完成至少3個(gè)月以后來(lái)進(jìn)行。
3、 結(jié)束語(yǔ)
水利工程是最重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一，不但影響著人們正常的生產(chǎn)生活，同時(shí)影響著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。對(duì)于水利工程來(lái)說(shuō)，堤壩的安全性和穩(wěn)定性直接影響著整個(gè)工程的正常運(yùn)行，所以要加強(qiáng)其防滲加固控制。本文主要闡述水利工程施工中堤壩防滲加固方面的內(nèi)容，從“灌漿防滲技術(shù)”以及“混凝土防滲墻技術(shù)”兩方面闡述了具體技術(shù)內(nèi)容。通過(guò)本文的介紹能夠?qū)Φ虊畏罎B加固提供一定參考和幫助。
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文章名稱：堤壩防滲加固基本原則與具體措施
