水利工程防渗处理中的灌浆施工技术分析
2022-01-19王泽源
摘要:近年来,随着我国水利工程建设规模不断扩大,社会各界对水利工程施工过程中的技术要求也在不断提高。防渗漏处理是水利工程施工过程重要的技术,关系着整个水利工程施工质量,其中,灌浆施工技术是做好防渗漏的关键。本文对引起水利工程渗漏问题进行了阐述,分析了防渗漏处理中灌浆技术类型及施工前期准备工作,并对灌浆施工过程中常见问题及处理措施进行了探讨,希望能够为水利工程工作人员提供理论借鉴,提升防渗漏技术水平,促进我国水利工程建设进一步发展。
关键词:水利工程;防渗处理;灌浆施工技术
水利工程是我国应用于防汛、农业灌溉等方面重要的工程项目,不仅极大促进了我国农业发展,同时水利工程在水利发电、水资源合理利用、环境保护等诸多方面发挥着重要的作用,是我国国民经济基础建设的重要工程。水利工程中防渗漏技术十分关键,在防渗漏处理中灌浆施工技术关系着防渗漏处理的质量,因此,加强水利工程防渗漏处理中灌浆施工技术分析对于提高水利工程施工质量具有重要的意义。
一、引起水利工程渗漏问题的因素
水利工程渗漏问题十分常见,严重情况下会影响整个水利工程施工质量,无法发挥水利工程的功能作用,其影响因素分为自然因素和人为因素两方面。
首先,自然因素方面。自然因素是引起水利工程渗漏问题的主要因素,例如山体滑坡、地震等难以预料的自然灾害,以及极端恶劣天气引起的洪水、泥石流等问题,都会对水利工程的安全性造成巨大的威胁,使得水利工程坝体受到剧烈震动造成水利工程建筑物变形或者产生裂缝等,导致渗漏问题的发生。除此之外,随着水利工程使用时间的推移,水利工程建筑物也会逐渐老化,各方面性能出现不同程度的降低,对于外界因素抵御能力下降,也会产生渗漏问题;
其次,人为因素包括以下几点:第一,水利工程设计方案不科学,水利工程在进行设计方面没有完全考虑施工地点地理环境因素和气候条件等,导致由于设计方案不科学引起渗漏问题;第二,施工过程中施工单位选用了质量不达标的施工原料、施工人员操作不规范等问题也有可能引起后期的渗漏问题;第三,施工单位缺乏对施工的有效监督,造成出现施工问题无法及时发现,例如施工过程中存在裂缝等问题,如果对于这些问题没有引起重视或者没有及时发现,则会为后期水利工程出现各种问题埋下极大隐患[1]。
二、水利工程防渗处理中灌浆技术类型
水利工程防渗处理中常见的灌浆技术有防渗帷幕灌浆技术、高压喷射灌浆技术、坝体劈裂灌浆技术以及控制性灌浆技术几种类型,不同灌浆施工技术对水利工程施工环境以及防渗问题要求也不同,在实际的施工中还需要充分考虑施工环境因素和具体情况合理选择灌浆技术。
(一)防渗帷幕灌浆技术
这种灌浆技术适用于地质中含有较多岩石颗粒的地质环境,在具体施工中需要注意两点问题:一方面施工人员需要合理设置帷幕的深度和位置,确保帷幕与堤坝紧紧固定,以发挥帷幕的防渗效果;另一方面在进行灌浆时需要注意帷幕表面孔眼,根据数量可分为双排孔和多排孔。防渗帷幕灌浆技术就是将提前混合好的泥浆注入到这些孔眼中,泥浆主要原料是粘土和水泥,由于灌漿所需泥浆量较大因此需要根据施工需要提前准备好原料,保障灌浆施工的顺利进行。灌浆完成后两周之后还需要对施工质量进行检查,一般采取抽检的方式,抽检比例要高于10%,一旦发现存在灌浆孔密封质量问题时需要及时采取措施,确保帷幕防渗效果。在实际防渗灌浆技术中,防渗帷幕灌浆技术存在较多不足,通常情况下不会单独采用这种方式进行防渗处理,而是作为补充性施工技术配合其他防渗技术共同进行。
(二)高压喷射灌浆技术
相比其他灌浆技术而言,高压喷射灌浆技术防渗效果更好、操作更便捷,因此,目前我国水利工程防渗处理灌浆施工技术中主要以这种技术为主。其施工原理是利用压缩空气产生的强烈的冲击力将混合好的浆液喷射到水利工程堤坝结构中,针对堤坝软质岩浆可能存在的渗漏情况进行有效填补,通过高压喷射浆液会和堤坝中的土层混合到一起形成耐水性较好的固体。在灌浆施工完成后静置一段时间,然后对坝体进行检查,确保坝体软质岩浆以及出现裂缝的位置都被浆液灌满,保障坝体的防渗效果。长期防渗处理灌浆施工实践证明,这种灌浆技术操作十分简单,而且效率较高,还可以有效控制施工成本,适用于很多水利工程防渗处理。需要注意的是,高压喷射灌浆技术需要使用专业的设备,要求施工人员具备较高的专业水平,能够熟练操作施工设备,并且需要具备适宜的施工环境,在体积较大的构筑物中防渗效果较差。
(三)坝体劈裂灌浆技术
坝体劈裂灌浆技术是将坝体依据轴线劈开,在劈开的裂缝中灌入浆液,其原理是应用应力分布技术,在灌浆压力下以泥浆为载体,对堤坝劈裂进行有效控制,将所有与浆脉相通的缝隙、裂缝、空洞等利用浆液的流动性全部填充,最终形成密实的防渗固结体,达到防渗效果。在进行堤坝劈裂灌浆施工时,首先需要施工人员对堤坝进行勘察,找到渗漏位置进行标记,然后针对渗漏位置反复灌浆,形成多层防渗漏层,增强防渗能力,施工完成一段时间后,还需要对灌浆位置进行检查,查看粘土幕墙质量,确保没有质量问题。施工中需要注意的是要做好灌浆压力的控制,由于堤坝本身有应力作用,如果灌浆压力控制不好有可能损坏堤坝结构,甚至引发危险,控制好灌浆压力对坝体压密和回弹能起到良好的效果,待施工完成一段时间后坝体会达到良好的防渗效果。坝体劈裂灌浆技术主要应用于水利工程中坝体治理问题,针对有问题的坝体进行治理加固。
(四)控制性灌浆技术
控制性灌浆技术是以帷幕灌浆技术基础上对此进行了进一步改进,其原理是通过控制浆液压力和流量,对水利渗漏位置进行防渗处理。真正灌浆技术需要控制好浆液质量、浆液压力和浆液流量,以此达到较好的防渗效果。在进行控制性灌浆施工时需要施工人员严格按照施工作业控制好浆液压力,满足防渗设计标准[2]。
三、水利工程防渗处理中灌浆施工准备
首先,灌浆施工前期准备阶段。施工准备主要包括供风和供水两方面,供风指的是在进行灌浆过程中需要用到高压风技术,一般采用小型空压机设备进行供风,对于灌浆施工分支区段也可以采用集中供风系统,对此施工人员需要确保供风管道铺设旋转轴廊道墙壁上,满足灌浆过程中供风要求。供水方面,一般情况下水利工程项目中会有专门的供水设备,可以充分满足灌浆过程中的供水要求,对于一些特殊区域,专门的供水设备可能无法进行供水,可以采用抽水机进行抽水。因此在进行灌浆施工前需要做好灌浆施工计划,根据实际需求确定合适的供风供水方式,保障后期灌浆施工的顺利进行;
其次,根据灌浆施工实际需要,在合理的位置设置浆液配置池和废液回收池。浆液配置池用于灌浆施工中使用浆液的配置,在灌浆施工中需要大量的浆液,根据施工具体需求配置大小合适的浆液配置池,在施工过程中产生的废液要按照规定置入废液池,同时要注意施工方式,最大限度避免废弃浆液外泄或者对周围水资源造成污染等问题,可以在施工现场设置挡水堰,做好环境保护措施[3]。
最后,加强灌浆施工人员培训。灌浆施工需要施工人员具备较强的技术技能,因此,在进行施工前需要确保施工作业人员具备相应的灌浆作业技术,有一定的灌浆施工经验,在遇到问题时能够灵活应对。除此之外,还需要加强对施工人员责任意识培训,确保施工人员在进行灌浆作业时本着严谨认真的态度进行作业,严格按照规定流程和施工方案进行,避免由于人为疏忽或者技能问题造成灌浆施工不合格等问题,根据具体施工要求做好人员配置工作。
四、水利工程防渗处理中灌浆施工过程施工要点
水利工程防渗处理中灌浆施工过程中会遇到各种各样的问题,因此,需要在施工前期做好应急预案,根据以往施工经验以及实际需要施工的水利工程堤坝情况对有可能发生的问题制定科学的应急预案,保障灌浆施工的顺利进行。
(一)施工前现场勘察
水利工程防渗处理灌浆施工技术有很多种,对于施工技术如何选择还需要施工人员提前对施工现场仔细勘察,全面了解堤坝土质结构,分析渗漏位置缝隙大小,并对水利工程具体情况进行进一步了解,待全面了解清楚后再确定科学的施工方案,为后续打孔作业、灌浆施工等奠定基础,保证灌浆施工效果,避免由于灌浆施工不当对坝体造成损坏,影响整体建筑结构;
(二)加强灌浆施工过程监督
灌浆施工具有较高的技术性,其施工过程十分关键,关系着整个水利工程的稳固性,因此施工人员在施工前要做好技术交底工作,对施工方案有充分的了解,严格按照施工方案进行作业,施工过程包括打孔、浆液配置、灌浆、封孔几个主要环节,每个环节都需要认真对待[4]。
首先,打孔环节。打孔前,施工人员要根据施工區域地质结构特点确定所需要打孔的位置和数量,对可能影响打孔质量的因素提前进行排除,例如施工现场的杂物等,要提前清理干净,确保打孔地面干净整洁,在刚开始打孔阶段要注意孔与孔之间的距离尽量大,随着打孔工作的顺利进行逐渐增加孔的密度,如果遇到打孔突然停止则考虑是打孔精度有所偏差,要及时调整,确保最后打孔位置、数量以及质量符合规定标准,避免打孔问题影响后续灌浆施工;
其次,浆液配置。灌浆施工中用的浆液需要在施工现场的浆液配置池进行现场配置,在粘土和水泥等原料的选择上要做好质量检查,避免采用不符合标准的材料进行浆液配置,同时要根据实际施工要求制定合适的粘土、水泥配置比,在进行搅拌过程中要均匀搅拌,同时确保浆液制作与灌浆施工同步进行,根据实际用量进行配置,避免过早制作浆液造成浆液质量的下降,以保证浆液性能合乎使用标准,同时也避免因为浆液过多造成资源浪费[5];
再次,灌浆环节。影响灌浆质量的因素有很多,灌浆施工环节需要注意施工中的各方面情况,如果在进行灌浆环节发现管道漏水现象,施工人员应当立即采取措施做好补救工作,避免由于漏水问题影响灌浆施工。同时,施工现场地质情况也会影响灌浆施工的进行,如果施工现场地质属于可溶性岩石,这种情况下通常会受岩洞影响造成严重腐蚀,为灌浆工作增加难度。此外,水利工程在建设初期人工爆破行为也会对水利工程整体造成影响,可能引起渗漏问题,因此还需要做好前期勘察工作[6]。在灌浆施工环境最常见的问题就是冒水问题,如果在水利工程建设过程中遇到冒水情况,施工人员应当立即采取措施进行补救,最大限度降低冒水问题造成的不良影响,灌浆环节出现冒水问题往往与水利工程施工前期出现失误有一定关系,通常情况下会导致某一固定区域反复出现冒水,对此施工单位一定要高度重视,避免冒水问题进一步恶化对水利工程项目整体质量造成威胁,一旦冒水问题得不到有效控制很有可能引起水利工程项目主体出现大范围渗水,造成严重的后果。因此,针对冒水问题施工单位要对冒水位置、冒水量等进行仔细调查,可以采用水管进行引流将水引到安全区域,同时对冒水位置进行勘测,分析冒水原因,根据分析结果制定科学的补救措施。一般的冒水问题可以通过对冒水发生位置进行密封,同时进行反压灌浆可以有效解决。如果发现水利工程在建设施工中很多地方都出现了冒水问题,出现特大漏水问题,一般是因为施工现场地质问题,或者是施工技术出现了问题,这种情况下施工单位需要调整灌浆施工技术,根据实际冒水情况采取必要的措施,采取浓浆、水泥砂浆和间歇灌浆等不同的关键方式进行灌注,进一步优化灌浆施工技术,确保通过灌浆施工达到良好的防渗效果,按照规定标准完成灌浆施工;
最后,封孔环节。施工人员在完成灌浆施工后,还需要进行封孔,在封孔前施工人员需要对浆体情况进行检查,测量所灌浆液十分达到了施工标准,观察灌浆区域有没有吃浆现象或者下沉现象等,检查没有问题后再进行封孔,如果在检查过程中发现有缝隙没有完全填充,要对缝隙进行二次补救,并对灌浆区域进行防渗性能检查,发现任何质量问题都需要进行优化调整,待所有问题解决完成后,才算完成所有灌浆施工[7]。
五、结语
综上所述,水利工程建设是我国社会经济建设中重要的工程,对我国防汛、发电、农业灌溉等很多方面都起到了积极的促进作用,水利工程中渗漏问题是影响水利工程质量的常见问题,防渗灌浆技术的应用能够有效解决渗漏问题,保障水利工程的稳定运行。因此,施工单位需要提高对防渗灌浆技术的重视,根据水利工程渗漏具体问题制定科学的灌浆施工方案,降低水利工程渗漏问题发生概率,使水利工程充分发挥其功能价值,促进我国社会经济稳定发展。
参考文献:
[1]李波.水利工程防渗处理中的灌浆施工技术分析[J].智能城市,2021,7(10):145-146.
[2]赵本玉.水利工程防渗处理中的灌浆施工技术分析[J].居舍,2021(08):58-59.
[3]吴军.水利工程防渗处理中的灌浆施工技术分析[J].工程技术研究,2020,5(20):115-116.
[4]沈乃凤.水利工程防渗处理中的灌浆施工技术分析[J].珠江水运,2020(12):75-76.
[5]龚飞龙,袁丽丽.水利工程防渗处理中的灌浆施工技术分析[J].建材与装饰,2020(07):36-37.
[6]李照庆.水利工程防渗处理中的灌浆施工技术分析[J].科技创新导报,2019,16(36):37+39.
[7]海琴.水利工程防渗处理中的灌浆施工技术分析[J].建材与装饰,2019(29):281-282.作者简介:王泽源(1988— ),男,土族,甘肃临夏人,本科,讲师,研究方向:水利水电工程。