水利工程堤坝防渗漏技术研究
2020-07-14王红亮
王红亮
(保定市王快水库管理处,河北 保定 073000)
水利工程的经济效益可观,而且对当代社会体现了一定的公益性价值,特别是水库,它推动了我国国民经济建设的发展,而且还可以调节水量,做好抗旱防洪的工作,是我国人民赖以生存的基本水利设施。从社会的发展角度来说,社会的进步和水库的建设是分不开的。但是水库的堤坝受到洪水渗透问题的影响,让水库的堤坝的稳定性下降,严重者有可能造成严重的社会影响。因此,对于水库的防渗透技术进行研究,是非常有价值的,只有进行了合理的堤坝渗透处理,才能让水库的稳定性变得更好,才能让水库以及其他相关的水利工程可以安全运作。这是一项利国利民的工作。通过笔者调研,目前我国水库堤坝发生决堤的主要问题是堤坝的渗透管发生破损,让坝体承受着巨大的压力,让堤坝产生一些裂缝,最后让堤坝坍塌。渗透管破损是坝体坍塌的主要因素,这些因素让堤坝的安全性能变差,也影响了水利工程的运作。必须对这些问题进行解决,才能让水库能够正常的发挥它在水利工程中的作用,才能让我国的水利工程更好的为社会大众服务。
1 常用的水利工程堤坝防渗漏技术
笔者对目前水利工程界常常选用的防渗透技术,并且对他们的施工要点进行了分析。
1.1 灌浆防渗技术
它是一种低造价的防渗透技术,而且操作性强,目前在实际施工中被广泛使用。这种防渗透技术可以让坝体中存在的裂缝得到消除,而且在坝体的加固方面,也起到了一些作用。为了让施工成本进一步降低,施工者可以就地取材,在当地获取用来灌浆的材料,这样可以让施工的成本大大降低。在实际施工时,要根据大坝已有的裂缝情况,在设计灌浆孔时,要在平行坝轴线的位置设置。对灌浆孔和坝的要求也有具体规定,一般要选择2m,灌浆孔的深度一般设为8m,主孔和副孔之间的距离设为5m,这种孔道的设计是有一定科学依据的,可以将大坝内部的应力降低,而且可以让大坝对洪水的抵抗能力得到提高。
1)灌浆材料,灌浆材料的选用也是一个比较关键的问题,对于灌浆材料的选用标准,主要要选取具有可灌性,而且可固结性的材料,这样才能让灌浇液的抗渗透能力较强。一般为了节约施工成本,要在就地进行灌浆材料的选择,在土壤的选择上,一般选取粉质的土壤。为了让材料的防渗透技术更好,要组织防渗透帷幕(见图1),而且厚度不能小于0.15m,材料的容度不能小于1.6,要尽量选择渗透系数小的材料。鼓泡压密是灌浆的主要步骤,然后要经过劈裂和填缝两个步骤。
图1 铺设防渗膜
2)灌浆施工,工程的施工一般采用先两边再中间的施工过程。简单来说,就是在外围进行灌孔灌浆,在三天以后,再调整灌浆的水分,这样做的目的是让坝体受到均匀的内力。在中间孔的灌浆时,要采用间格成孔的方式,这是由于整体成孔会在后期造成坝体的穿孔,而间格成孔会让坝体的稳定性更好。
1.2 混凝土防渗的施工
所谓混凝土防渗施工,就是利用混凝土来达到坝体的防渗透效果,让水利工程能够顺利完成的一种现代化技术。一般混凝土防渗透墙有好几种形式,这些防渗透墙应该根据实际的现场特点,进行选择性的使用,下面对这几种技术进行一下简单介绍:
1)水泥搅拌桩防渗墙,这种墙体在作业前,必须将水泥和土用搅拌机进行深度搅拌,通过水泥的硬化作用和水化作用,形成水泥墙体,这种施工方法使用比较广泛,以长江大堤为例,使用的就是这种技术,它的施工比较容易,而且造价低,可以制作成30公分以下的墙体。水泥搅拌桩防渗墙施工流程图(见图2)。
图2 水泥搅拌桩防渗墙施工流程图
2)自凝灰浆防渗墙,所谓自凝灰浆,就是在膨润土和水泥之间使用缓凝剂,在凝固前,这种自凝灰浆可以作为大坝的护凝泥浆,在凝固后,可以起到一些防渗透作用,这种技术目前在我国还没有普及,在欧美西方国家多有使用。
3)高压喷射防渗墙,这种防渗墙技术顾名思义是一种采用高压射击而进行的施工技术,它通过在坝体的内部灌浆,然后让大坝的覆盖层和水泥砂浆结合,这种结合非常紧密,稳定性非常好。
4)垂直铺贴。所谓垂直铺贴,就是先利用挖槽机的辅助,然后进行钻孔活动,最后利用水泥砂浆进行防护,然后铺上防渗透膜,这种墙体是一种垂直状态下的铺贴。
1.3 水平防渗
所谓水平防渗,是在坝体靠近水的一面铺混凝土,或者是直接铺设防水膜,这样可以让坝体的流线长度降低,可以让施工变的更加安全。在具体的施工过程中,要利用黏土层或者混凝土层,必须将这些材料压实,因为他们的材质比较小,如果坝体已经出现了渗漏,就可以采用盖重法,让渗透问题得到解决,如果渗透的范围很大,就需要适当缩短压盖宽度,要将压盖的宽度控制在100m的范围内。
2 水利工程堤坝防渗漏技术的选用原则
水利工程的防渗透技术是维护大坝安全,防止大坝决堤的主要手段。在实际水利工程的建立中,施工和设计者要根据大坝的实际情况,选择合适的防渗透技术。在选择时,除了要考虑投入的成本外,还要考虑大坝已经被破坏的程度和被破坏的位置等因素,图3为选择堤坝的防渗透的原则和分类:除了这几种防渗方法,还可以在具体施工时,设计减压井,这样做的目的是让大坝的局部压力降低,在一定程度上是对防渗透技术的辅助。
图3 堤坝防渗透选择原则
3 结语
综上所述,我国的大坝防渗透技术已经有了一定的发展,而且也取得了一定的成就,但是在具体的施工工作时,还有一些不可预计的大坝渗透情况,这就需要水利工程设计者在施工中不断的总结经验,并且结合国内外先进的技术,对现有的防渗透技术进行优化。水利工作者在选择水利施工时,要根据实际情况,选择合适的施工方法,在施工时也要注意每种方法的优缺点。对于一些已经出现的大坝渗漏现象,必须及时进行补救,让大坝渗漏的风险降到最低。