水利工程施工中堤坝防渗加固技术的应用研究
摘要
关键词
水利工程;堤坝;防渗加固技术
正文
水利工程作为一项惠民工程,为提高水利工程建设质量和运营安全,应做好堤坝防渗加固处理工作。基于水利工程所在地区东港市气温条件、地质条件、水文条件等资料,筛选可靠防渗加固技术,不仅可以提高加固后堤坝完整性和稳定性,而且能够减少后期养护成本,创造更多社会效益与经济效益。
1水利工程堤坝防渗加固难点
基于以往工作经验可以得知,东港市水利工程堤坝防渗加固活动的作业难点如下:①地质条件较为复杂,12条河流源来自境内北部山区,为季节性直接入海河流,并且该地区地质条件复杂程度较高,涵盖多种类型土壤、岩石、地下水,这也对水利工程防渗加固工程设计与施工产生直接影响。②施工技术要求较高,东港市年平均气温8.4℃,结冻期147天,为避免低温带来的结构冻裂问题,在防渗加工施工中将应用到质量要求较高的施工技术,如灌浆施工技术、防渗墙施工技术等。这些技术对人员专业能力要求较高,人员工作经验、专业能力都将影响技术应用质量。③防渗加固工程在作业期间,需投入较多经济成本,如何均衡工程经济效益、安全效益,也是工程作业期间需重点考虑的内容。④需进行长期维护与监测,在防渗加固工程完成施工后,还需对其进行长期监测与维护,以保证堤坝安全性,如何科学拟定巡检、监测、维护计划,也是工程作业时需重点关注的内容。
2堤坝防渗加固技术应用价值
首先,结合东港市气候条件、地质条件等资料,水利工程堤坝防渗加固施工,能够提高水利工程安全性与稳定性,减少渗漏带来的负面影响,延长水利工程的使用寿命。其次,借助先进防渗加固措施,能够防止地下水和地表水渗透,以此来减少河道内水体资源流失,使水利工程处于正常运行的状态。例如,对于承担水运任务的水利工程,堤坝防渗加固水平的提升,能够减少河道枯水期水分流失,以保证水运活动的有序推进。最后,减少水利工程后期维护成本,结合当地基础条件采取恰当防渗加固技术进行施工,提升整个结构的抗冻性、抗裂性,使其可以在较长时间内维持稳定运行状态,降低水利工程养护成本。
3水利工程施工中堤坝防渗加固技术应用要点
3.1帷幕灌浆技术
图一帷幕灌浆技术示意图
如图一所示,该技术在应用中的加固原理,是在坝体地基当中进行钻孔,随后向钻孔当中注入特定灌浆材料,使其可以充分填充地基当中的裂隙,等待其凝结后可形成连续且稳定的防渗帷幕。技术具体应用步骤如下:①根据地质勘探数据,确定灌浆孔位置与深度,通常灌浆孔深度应超出稳定基层标高0.5m以上。②将钻机安装在既定位置,钻杆中心与控制点偏差不超过5mm,保持匀速钻孔,达到既定标高后进行清孔,清孔后底部淤积物厚度不应超过10cm。③钻孔内安装灌浆管、止浆塞,将拌和好的泥浆通过灌浆管注入钻孔内,注入速度控制在12L/s左右,注浆压力在0.3MPa-0.5MPa,确保泥浆的均匀灌注。④钻孔溢浆时停止继续注浆,维持该压力5min-10min后,对灌浆孔进行封堵,对灌浆位置进行养护,以得到相应结构。此技术在应用中具有承载性强、防渗效果良好、适应性强等优势,同时也存在应用成本较高、技术要求较高、受地质条件影响较高等不足,主要适用于地质基础较为稳定的堤坝基础防渗工程。
3.2灌浆加固技术
该技术的加固原理,是利用一定压力将灌浆材料压入坝体裂缝当中,等待其凝固后,可以恢复和提高结构整体性与稳定性。在技术具体应用中应遵循以下步骤:①对于坝体裂缝表面灰尘、油污等杂质进行清理,利用吹风机、打磨机处理较大裂缝边缘和内部,利于灌浆活动的进行。②根据坝体裂缝分布情况,在裂缝两侧、端部进行钻孔,相邻孔间隔不低于1.0m,钻孔直径不低于90mm,保证浆液的顺利注入。③完成钻孔、清孔作业后,利用封缝材料对裂缝两端进行封闭,避免灌浆时出现材料流失问题。④灌浆设备完成调试后,将灌浆材料注入裂缝当中,灌浆压力在0.3MPa左右,直到裂缝完全充满并从另一侧溢出。④按要求进行养护,养护周期不低于5d,等待其充分固化后,利用回弹法、超声检测法等技术检测灌浆效果,对质量不达标的部位进行及时返工,以提高整个结构的稳固性。该技术在应用中具有操作简单、结构使用寿命较长、环境影响较少等优势,同时存在固化周期较长、内部隐蔽裂缝处理质量低等不足,主要应用在坝体裂缝修复工程中。
3.3填充式高压灌浆技术
图二填充式高压灌浆技术示意图
该技术加固原理在于,借助高压泵将拌和好的化学灌浆材料注入混凝土裂缝或孔隙当中,在高压泵压力作用下,灌浆材料会通过渗透、扩散、填充等路径充填裂缝,从而实现结构的密封和加固。该技术在应用中的注意事项如下:①需清理干净裂缝内杂物,坝体裂缝宽度不低于5cm。②高压泵工作压力不低于0.3MPa,钻孔直径不低于80mm。③灌浆材料水灰比不低于0.5,注浆后养护周期不低于6h,若裂缝长度和深度较大,养护周期应超过3d。该技术在应用中具有渗透性强、耐久性强、施工效率高等优势,但是技术对人员专业水平要求较高,并且成本投入较高,主要应用于坝体表面裂缝的防渗加固处理。
3.4低压速凝式灌浆技术
该技术在应用中主要作为一种应急处理方法进行使用,实践中作业人员需精准定位坝体孔洞位置,借助综合物探的方法,确定孔洞范围。将适量遇水膨胀物质(如水玻璃、膨胀剂、水玻璃等)放入到孔洞当中,使其可以在短时间内快速膨胀,实现孔洞的快速填充。在技术具体应用中,需要在初期保持高流量(不低于20L/s)注入,以此来提高整个管道阻力,使其可以逐步修复孔洞,避免堤坝病害的进一步扩大。需要注意的是,施工人员需确定物质类型后再开展注浆作业,并做好压力控制工作,使整体压力控制在0.5MPa以下,等待孔洞完成临时封堵后,也会利用填充式高压灌浆技术、劈裂式帷幕灌浆技术等手段对孔洞周围进行加固,进一步提高整个结构的稳固性,延长水利工程的使用寿命[1]。
3.5劈裂式帷幕灌浆技术
该技术的基本原理,是利用高压直接将灌浆材料压入到坝体土层当中,借助高压力将土体劈裂,以形成连续的浆液帷幕,起到提升土体强度、降低坝体渗透性的作用。该技术在应用中的注意事项如下:①钻孔间距不低于1.0m,钻孔深度应超过稳定地层0.5m以上。②所拌和泥浆水灰比不低于0.5,启动灌浆泵后,初始压力控制在0.2MPa左右,等待浆液稳步在土层扩散后,逐渐将灌浆压力控制在0.5MPa左右[2]。③整个灌浆活动需要对压力波动情况进行科学控制,以保证浆液均匀扩散。等待灌浆量达到设计要求后,继续稳压5min。④完成养护后,利用钻孔取芯、压水试验等方法检验灌浆效果,确保帷幕的完整性和防渗效果。该技术在应用中,适用于多种地质的坝体加固,如砂砾石层、砂层等,以提高施工技术的应用效果。
3.6水平防渗加固技术
该技术作为一类防止土壤水分渗透的防渗加固手段,在应用中会在坝体中布置一层或多层不透水材料,以阻断坝体表层水分垂直或水平流动,起到保护坝体的作用。该技术在应用中,经常使用到的防渗材料包括塑料膜、土工布、粘土毯等,施工前需进行场地清理,场地表层标高误差不超过5cm,确保防渗材料与基层的紧密贴合。并且在施工技术应用中,防渗层之间的接缝宽度不低于20cm,起到良好的防渗漏作用。进行覆土回填时,需要在防渗层上覆盖保护层,如砂石或土壤,回填时应做好压实处理,以提高施工后整个结构的抗渗性。该技术在应用中具有防水效果良好、施工过程简单、维护成本较低等优势,同时也具有施工难度较高、材料更换频率高等不足,在多种土木工程中拥有良好应用价值[3]。
3.7混凝土面板加固技术
该技术在应用中,会通过在堤坝上游铺设混凝土面板的路径,提高整个结构抗渗性和抗冲击性。该技术在具体应用中,需结合实地勘察资料确定混凝土面板尺寸、厚度、配筋方案。按要求做好场地清理、基础处理、模板安装等工作,为下阶段施工活动的进行提供可靠依据。在混凝土浇筑活动中,应保持浇筑过程的连续性和密实性,振捣时间不超过30s,以保证浇筑后整个面板的平整性。等待浇筑活动结束后,需按要求进行养护,养护时间不低于7d,在发现质量问题后也需及时进行返工,待其质量满足要求后才可进行使用。混凝土面板应用期间需做好定期检查与维护,以提高整个结构的稳定性与抗渗性[4]。
结束语
综上所述,在水利工程施工活动中,堤坝防渗性能的提高,能够有效提高水利工程的安全性与稳定性。实践中,施工人员需结合实际情况,筛选可靠防渗加固技术,以提高堤坝防渗加固质量,降低堤坝养护成本的同时,延长堤坝使用寿命。
参考文献
[1]刘利.水利工程施工中堤坝防渗加固技术[J].水上安全,2024(18):175-177.
[2]曹建伟.水利工程施工中堤坝防渗加固技术[J].中华建设,2024(09):127-129.
[3]高武林.水利工程施工中堤坝防渗加固技术的应用研究[J].价值工程,2024,43(24):139-142.
[4]顾振汉.水利工程施工中防渗和加固技术研究[J].农业灾害研究,2024,14(05):272-274.
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