高性能土壤固化剂在水利工程中的应用

张志国

【摘 要】施工企业通常在接收到一个工程项目之后对地质进行全面的勘测，从而设计有效的图纸，但是在地质勘测过程中，勘测员往往会遇到各种各样的土质，有些便于施工，而有些则非常不利于施工。随着社会的不断进步以及土木工程的发展，高性能土壤固化剂是当前最为常见的一种对土体结构进行加固的建筑材料，它的特点是稳定性高、高性价比、经济、施工方便等，它正在逐步被土木工程所广泛使用。尤其是在水利工程当中，土壤固化剂的应用能够帮助水利工程达到防渗、护坡的效果，从而充分发挥其作用。本文就高性能土壤固化剂在水利工程中的应用做简要分析。

【关键词】土壤固化剂；水利工程；应用

过去，我们在对水利工程的堤防进行加固处理的过程中，通常会采用加高或者加宽的方式，以此达到水利工程的施工设计要求。在防渗的处理上，通常会对堤基采用相应的截渗措施从而达到工程的设计要求。但是通过这些方法来对堤坡或者堤脚进行防渗加固处理时，往往会投入大量的财力，并且水利工程的位置也很难承受这样的加固处理。而土壤固化剂就是对土体结构进行处理，而且其具有经济环保、防渗抗压性能高等特性，根据其不断的改善与发展，相信在日后会代替混凝土等材料，以作为一种新型的建筑材料才进行工程的加固处理。土壤固化剂的使用非常简单，也就是根据土体结构的特性，在其中掺入适量的固化剂，然后将土壤与固化剂和匀并压实，这样就可以达到工程施工的要求。

1.高性能土壤固化剂的特点

高性能土壤固化剂由于具有经济环保、施工方便、成本低等优点被广泛应用到土木工程当中，尤其是在水利工程中，通过使用固化剂来改变土壤的结构，这样就可以是工程达到防渗漏的效果，并且保证了工程的质量。土壤固化剂由于具有非常多的优点而被土木工程所推崇，并且它也在逐渐替代过去的石灰、水泥等各种筑路材料，它能够有效的节约能源资源，具有经济成本低、环境污染少等特点。它是土木工程中实现可持续发展的新型技术之一。与传统的石灰、水泥相比，这种材料具有高性价比、经济和环境效益高等特点，并且它能够实现传统材料不能实现或解决的特殊问题，其运用范围非常广泛。目前已被运用在水利工程当中，以达到护坡、防渗的效果。

2.土壤固化剂的固化原理

土壤固化剂也就是根据土壤结构的特性，掺入适量的固化剂，以改变土壤的结构。它有利于将土壤中多余的水分通过结晶的方式固定下来，从而减低土壤表面的电流，增强土壤的电解质层的浓度，是土壤中的电解质颗粒凝聚起来，然后再填充土壤中的孔隙，最后再通过压实，从而使得土壤的密实度增高，稳定性增强，进而形成另一种土壤结构，此时的土壤就能够达到之前土壤达不到的密度，在工程中起到稳定的作用。土壤结构通过掺入土壤固化剂之后，其刚度、稳定性、剪力强度等都得到进一步的提高，这种不仅有利于充分发挥水利工程的质量，延长其使用寿命，还在一定程度上节约了经济成本，提高了工程的社会、经济、环境效益。

3.土壤固化剂的多重优势

对于需加固的土壤，根据土壤的物理和化学性质，只需掺入一定量的固化剂，经拌匀、压实处理，即可达到需要的性能指标。其特点是路用技术指标优良、工程造价低、施工方便、缩短工期，尤其是有利于生态环境保护。采用土壤固化剂可以替代大量的石灰、水泥、粉煤灰、碎石、砾石等传统筑路材料，节省资源、能源，节约土地，保护植被，大幅度减少二氧化碳等温室气体的排放量，有利于生态环境保护，经济、环境效益特别明显，是公路工程可持续发展的创新型交通技术之一。由于它比传统的水泥、石灰等土壤固化材料具有更好的性能和经济、环境效益。

3.1万能兼容

土壤的分析、实验是固化剂在应用中的繁杂前期，实验配比时间长，耽误工期影响施工，无论是粘土还是沙土、含高盐量还是有机质的土壤均能兼容，处理效果十分显著，是传统材料不能比的。

3.2远超国标

经过无数次专家试验和施工检测证明无侧限抗压强度、干密度、弯沉等各项指标远远超过国家标准。

3.3高斥水性

攻克了“防水、防翻浆遂：一固化剂真正的核心技术，这是大多数固化剂无法逾越的瓶颈，从而有效解决了基层因水浸泡下沉开裂的问题。

3.4节约工期

高性能的固化剂使原来的施工周期轻轻松松缩短到3—7天，有条件的地方碾压完毕即可正常通车。

3.5节约成本

节约大量外来路料的材料费、运杂费和施工、维护劳力费，可降低综合成本40～50%。

3.6施工简单

只要经过简单培训，应用传统的道路设计标准、简单的的施工流程、排水方式和施工方法即可。

3.7防热抗冻

优良的性能不受热、霜冻或潮气影响，抗冻能力极强，从而减少路面因低温缩裂、高温膨胀而损坏的现象。

3.8节能环保

传统筑路材料开采破坏植被，污染环境。尤其是石灰，水泥生产中要消耗大量的煤炭资源并释放大量的二氧化碳温室气体，加剧了全球温室效应。该技术减少了这些传统胶结材料的使用量，有利于节省资源和能源，有利于生态环境的保护。

3.9具有广泛的实用性

由于它比传统的水泥、石灰等土壤胶结材料具有更好的性能和经济、环境效益，还能解决水泥、石灰、粉煤灰等胶结材料在土壤加固时难以解决的一些特殊问题，具有独特的土壤固化效果和广泛的实用性，已经被广泛应用于公路的基层及底基层、建筑地基的处理等领域。

4.在堤防加固工程中的应用方法

4.1堤面道路

将土壤固化剂用于道路路基或路面，在国内外已有较为成熟的应用经验。固化堤面不仅可以方便交通和汛期抢险，而且可以防止雨水在堤顶渗透给大堤造成的破坏。

4.2护坡

护坡的主要作用是防止波浪对堤身的破坏，造成护坡破坏的主要原因有（1）护面材料的重量不足或厚度不够，不能阻止破碎波射流的冲击和坡面波动水流的冲刷，以及内压力的浮托作用；（2）坡面的保护范围不够，在边界处土料遭到冲蚀，以至于损及护面层本身；（3）堤身压实质量差，产生不均匀沉陷，引起护坡面板塌陷倾毁。在波浪较小地区，一般采用干砌石护坡；在波浪较大地区，多采用浆砌石护坡或预制的钢筋混凝土板铺砌；在护坡工程中采用土壤固化剂固化当地的土壤或天然砂砾石料，可以根据不同工况的需要制作护坡，从而达到防冲防浪的目的。制作护坡前，应进行坡面压实，斜坡压实可采用斜坡振动碾压实，也可采用电动打夯机夯实。坡面压实前应清除原坡面杂草、根系和表面腐植土层，测定原始干密度、含水量，作为护坡加固的参考依据。

5.总结

水利工程总会受到多种自然条件的影响其中就包括土质，造成的工作状态也复杂复杂，因此工程技术人员应有忧患意识，在设计和施工等主要环节，严格把好质量关。土壤固化剂作为一种新型的堤防加固材料，尚没有形成统一的行业规范，土壤固化剂在水利工程施工中应用及质量检验和控制方法，目前也没有统一的标准，因此采用土壤固化剂固化砂卵石料。

【参考文献】

[1]邵仁建，章伟平.土壤固化剂在渠道防渗工程中的应用[J].江西水利科技，2002，（02）.

[2]周定荣.新型混凝土修补材料──聚合物乳液在天生桥二级电站的试验和应用[J].水利水电技术，1996，（11）.