防滲加固技術(shù)水利工程論文
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1堤壩工程出險(xiǎn)種類及施工方案
1.1水利工程堤防發(fā)生滲透等險(xiǎn)情的類型
水利工程堤壩出現(xiàn)險(xiǎn)情包括滑坡、滲漏、裂開(kāi)等類型，由于滲透引起的破壞主要體現(xiàn)在滲透引發(fā)的大面積的滲漏、管涌、部分泥土被沖走、嚴(yán)重沖刷、接觸流土等。堤防滲透出現(xiàn)的險(xiǎn)情主要有三種情況：第一，由于堤壩本身在施工過(guò)程中，混凝土等填充物密實(shí)度不夠、不結(jié)實(shí)、不均勻；第二，由于堤壩在水利工程施工過(guò)程中沒(méi)有很好地清理壩基，壩基和大壩相接處的砂石或者一些混合物質(zhì)非常雜亂；第三，壩基出現(xiàn)險(xiǎn)情，這主要是壩基本身的結(jié)構(gòu)造成的，有些堤壩的土質(zhì)里面有大量透水性很強(qiáng)的砂層和砂壤土層，這是造成堤壩險(xiǎn)情的最重要的原因。
1.2對(duì)水利工程施工過(guò)程中防滲施工方案的選取
第一，要對(duì)堤壩的壩身進(jìn)行防止?jié)B漏處理，通過(guò)設(shè)置防滲墻、鉆孔灌漿、擴(kuò)大裂縫灌漿等方式，建立防滲體。在一定條件下還要進(jìn)行加厚幫堤，對(duì)壩身的填充材料進(jìn)行重新填充構(gòu)筑等。第二，設(shè)立堤壩截滲墻，主要通過(guò)使用薄墻以及低廉的材料，從而使工程造價(jià)顯著降低。當(dāng)前經(jīng)常使用開(kāi)槽的方法、擠壓法、深沉法建造墻體都能達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)，這里面使用深沉法打造墻體，是有較低的造價(jià)，在墻里的深度不大于20厘米，效果最好。如果使用高噴的方法打造墻體，成本造價(jià)相對(duì)較高，但是有些地方由于受到施工場(chǎng)地的限制，尤其在一些不寬敞的地方，而且施工場(chǎng)地有很多障礙物時(shí)，使用此方法效果最好。第三，一些地層中砂礫含量大、礫石塊徑也很大的情況下，使用沖擊鉆并結(jié)合開(kāi)槽的其他形式進(jìn)行，這樣也會(huì)使成本有很大提高。
2.1堤壩防滲處理
我國(guó)對(duì)防滲的原則和措施經(jīng)常使用防滲墻和灌漿的方法對(duì)滲漏進(jìn)行處理，有時(shí)使用減低浸潤(rùn)線的方法或者使用加大重量和采用防滑樁等方法，進(jìn)一步提高堤壩抗滑動(dòng)的能力，加大抗滑動(dòng)的安全系數(shù)。當(dāng)然，進(jìn)行堤壩滑坡的處理方法非常復(fù)雜，要認(rèn)真觀察和分析產(chǎn)生滑坡的原因，并采取相應(yīng)的辦法對(duì)癥下藥地解決問(wèn)題。如加大壩體的穩(wěn)定性和牢固性，采用復(fù)合土工膜或者土工膜進(jìn)行防滲漏處理，在施工材料中加進(jìn)去加筋材料，進(jìn)一步提高混凝土的穩(wěn)定性。通常采用的方法是上游一般用帷幕灌、鋪設(shè)防滲墻堵住、攔截等方法，下游經(jīng)常使用疏導(dǎo)、減壓、排出的辦法，建造減壓井、修建排水溝等進(jìn)行壩體壓力減小，從而起到防滲的處理方法。
2.2堤壩灌漿防滲的方法
2.2.1劈裂式帷幕灌漿法。
為了對(duì)堤壩壩身進(jìn)行穩(wěn)定加固，可以使用劈裂式帷幕灌漿的方法，使堤壩滲漏清除。具體做法是：依照堤壩的直和彎曲情況，使用輕捷簡(jiǎn)便的鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔，鉆孔時(shí)可使用直線或梅花形狀，沿著堤壩的某一中心線，由壩堤的頂部到堤壩外側(cè)1.5米的位置實(shí)施鉆孔，各空中間的距離大約3米，鉆孔的深度要根據(jù)壩身的具體情況而定，可以把壩身鉆透后再進(jìn)行填土或者鉆入1～2米較為合適。進(jìn)行帷幕灌漿時(shí)，要從下到上，少灌多次進(jìn)行，水泥漿液要由稀薄到黏稠，逐漸進(jìn)行，并且逐漸加大壓力，靈活應(yīng)對(duì)。
2.2.2低壓速凝式灌漿法。
在一些高危水位的抗洪搶險(xiǎn)中，尤其是由于堵塞而發(fā)生管涌，可以使用低壓速凝式灌漿法。依據(jù)堤壩管涌出現(xiàn)的位置以及堤壩是否是黏土層還是砂礫層的具體情況，可采用相應(yīng)型號(hào)的鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔，并向孔內(nèi)放入浸水后容易發(fā)生膨脹的大米、豆子之類的東西，從而增大產(chǎn)生管涌的阻力，使出現(xiàn)管涌時(shí)的速度變慢，不至于水泥漿液隨著水流流出。再用不大于50kPa的壓力慢慢對(duì)著鉆孔注入混有速凝劑和水玻璃的水泥漿液，以使水泥加快凝固，盡快阻塞管涌。
2.2.3高壓填充式灌漿法。
這種方法只是用在堤壩壩基的基礎(chǔ)灌漿，也可用于因?yàn)槲浵伋惭ㄈ芏吹墓嗳?。在進(jìn)行基礎(chǔ)灌漿時(shí)，可以使用50米工程鉆機(jī)從壩堤頂部需要灌注的位置進(jìn)行鉆孔，各鉆孔之間的距離可以在1～2米，鉆孔的深度可以通過(guò)基礎(chǔ)壩基然后進(jìn)入砂石層大約2米的位置最好。然后用128.60～167.50kPa進(jìn)行高壓灌漿，套管一定要保持干燥，并要放置到填土層，基礎(chǔ)部分的砂礫層要用水泥漿灌注，再逐漸向土層提高，再用黃泥漿把鉆孔封住。這種高壓填充式的灌漿方法，對(duì)治理由于壩基不牢固引發(fā)管涌，對(duì)蟻穴、溶洞的灌漿都起到很大的作用。
2.2.4建造防滲體。
對(duì)于使用水泥漿液砌石的重力壩，在堤壩的上游表面進(jìn)行加固灌漿，從而使?jié)B漏涵洞或縫隙進(jìn)行填堵，使堤壩壩體得到更好的加固，也使防滲能力得到進(jìn)一步加強(qiáng)，保證堤壩壩體的完整性和防滲能力增強(qiáng)。在壩體下游表面進(jìn)行加固灌漿，尤其是堤壩的壩體表面出現(xiàn)漏水或者有混濁物流出，以至于出現(xiàn)水平小孔或者傾斜孔，可以使用埋設(shè)水泥漿管進(jìn)行灌漿，使壩體的涵洞和裂縫產(chǎn)生堵塞，從而影響壩體的穩(wěn)定性和抗沖刷能力。這種施工工藝對(duì)拱壩及支墩壩體工程非常適合，使用這種方法時(shí)要求壩體前面沒(méi)有水，要重新在壩體表面剔除縫隙，再用高標(biāo)號(hào)的水泥漿液或者防水材料和高標(biāo)號(hào)的水泥砂漿配制的漿液進(jìn)行嵌縫，從而提高壩體的穩(wěn)定性和牢固性。
2.3混凝土防滲墻技術(shù)
2.3.1高壓噴射防滲墻。
通過(guò)高壓噴射對(duì)壩基的覆蓋層進(jìn)行沖擊，然后把水泥漿液充分灌注到壩基的下面的土層里面，使其與土層顆粒充分融合，從而構(gòu)筑成防滲墻。
2.3.2自凝灰漿防滲墻。
使用膨潤(rùn)土、水泥、緩凝劑等制造成自凝灰漿，在凝固的時(shí)候可以當(dāng)作凝固時(shí)鑿孔壁的水泥泥漿，在完成后自然凝固，從而起到防止?jié)B漏，強(qiáng)化孔壁的作用。這項(xiàng)技術(shù)在國(guó)外得到廣泛應(yīng)用，在我國(guó)只是剛剛開(kāi)始運(yùn)作。
2.3.3垂直鋪塑。
通過(guò)使用鏈斗式的挖槽機(jī)，把挖出的槽渣通過(guò)鏈斗運(yùn)出，這樣槽孔的連續(xù)性就形成了，再用水泥漿液加固槽孔壁，待水泥槽成型后再在上面把防滲薄膜鋪設(shè)上，然后再進(jìn)行黏土回填。槽的深度不能超過(guò)15厘米，寬度大約在15～30厘米之間。這種方法對(duì)沙化土層較為適宜，施工效率也很高。
3結(jié)語(yǔ)
我國(guó)的很多水利工程堤壩都存在著滲漏現(xiàn)象，要及時(shí)進(jìn)行防滲處理，所以對(duì)水庫(kù)堤壩防滲加固技術(shù)的提高非常重要，對(duì)我國(guó)水利工程的發(fā)展起著很重要的作用。
作者：王展霞 單位：沂水縣水利局
