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【摘 要】 如果堤坝出現问题,导致的灾害给国家造成的经济损失是不可估计的。其中堤坝工程在建设中主要存在的问题是堤坝的渗漏,因此,我们必须要加固堤坝,防止堤坝的渗漏。
【关键词】 水利工程;堤坝;防渗加固
引言:
我国自新中国成立以来,社会发生了很大的变化,与此同时水利事业作为社会发展中不可缺少的基础设施也呈现出巨大的发展态势。时至今日,我国水利工程建设几乎遍布全国各个江河湖海。在水利工程建设中,不同地理位置所建设的水利工程的结构、功能性质都不尽相同。为此,在堤坝防渗加固技术的选择中,我们必须要有目的的去进行分析,选择出合理、可靠、科学且经济性较好的加固技术方案,以保证工作的科学性、经济性和社会性。
一、水利堤坝建设存在的问题
随着我国的发展,科学技术的发展,在水利工程建筑方面的技术同样得到了发展。但是在水利工程中堤坝的建设方面还是存在着这问题,而这些问题造成的安全隐患可以分为以下几方面:第一,虽然我国科学技术在发展,但是在建设水利工程的堤坝当中,其抗洪能力还是没能提高,甚至还有降低的趋势。第二,在我国,基本上水利工程堤坝都存在这渗漏的问题,这是由于我国在堤坝防渗工作做得不到位,并且存在着不足,严重的堤坝会发生漏水的问题,这就造成了很大的安全隐患。第三,堤坝暴露在大自然中,必然会受到来自大自然的灾害,例如,风浪的侵袭、白蚁的蛀蚀等等,别看这些很微小但对堤坝造成的危害却是非常大的,不仅可以使堤坝的抗洪能力降低,还带来了非常大的安全隐患。虽然我国在近几年中,对水利堤坝的加固方面的科学技术有所提高,但是在实践方面却没有足够的经验,再好的技术不能运用到实践中,也只是一种摆设,没有使用价值。并且在管理方面还存在着很多的漏洞,管理人员没有专业的管理水平,对堤坝的建设和维护中不能起到很好的作用。
二、堤坝工程渗漏问题产生的原因
1、自身问题。在工程施工建设的过程中,因为堤坝本身施工材料不达标、施工技术不科学、施工方案不严谨、管理策略不到位而引发的工程质量问题。同时由于堤身在构成中物质组成的不均匀、建筑材料密实度不够合理而引发的堤坝主体结构上存在着一定的裂缝。这些裂缝受到水力冲击而进一步的极大和深化,从而使得整个结构产生了渗漏现象。这些问题的出现主要表现在散浸、裂缝、蜕皮、漏洞、麻面等。
2、堤基本身隐患。堤基可谓是整个堤坝工程中的支撑环节,它的作用不言而喻。但是由于在过去工程施工建设中,大部分工作人员对于基础工程的重要性认识不够,使得在堤基施工中存在着重大不科学问题,如堤基存在着透水性较强的砂层、砂土层,从而导致了渗透问题的出现。
3、水利工程中堤防防渗施工方案的选择。在我国的堤防工程施工建设中,由于各地水利工程结构、功能以及要求的不同,堤防工程的施工技术、施工方法也不尽相同。为此在堤防工程防渗加固施工方案选择的过程中我们必须要根据工程实际特点来进行分析,因地制宜的选择出科学、合理的防渗施工方案,以保证工程经济性与社会性。
三、关于堤坝工程除险种类及其施工方案的探究
在堤坝工程应用过程中,其堤防除险模块涉及的种类非常多,比如开裂情况、滑坡情况、渗透破坏情况等,都影响了水利工程堤坝防渗模块的正常开展。通过对堤防渗透破坏险情的分析可以得知,受到堤身自身的性质影响,堤身物质内部的填筑密度是不均匀的,比如有些堤段的壤土都是粉细砂,其内部存在孔洞、缝隙等,具体表现在堤身的脱坡情况、漏洞情况及其散侵情况等。受到堤身及堤基接触带的影响,在筑堤过程中,堤身堤基的接触带物质比较复杂,受到堤基险情的影响,存在较强烈的透水性,这与砂壤土层是密切相关的。
为了满足当下工作的需要,实现堤身防渗处理模块的优化是必要的,这涉及多种防渗加固技术的应用,比如截流墙技术、劈裂灌浆技术等,通过对这些防渗模块的协调,有利于堤身的自身填筑性。在工程造价控制过程中,进行堤防截流墙的应用是必要的,这需要良好的建筑材料的应用,实现工程造价的积极控制。这离不开一系列的施工方法的应用,比如开槽法、深沉法等,深层法具备良好的工程效益,这与其较低的工程造价是分不开的,特别有利于一定墙深的应用。受到施工环境的影响,比如场地有较多的地下阻碍物,进行高喷法造墙模块的应用是比较好的。相对于一些砂砾含量比较高的地层,进行冲击钻的应用是必要的,这可以进行相关开槽方式的协调,实现造墙成本的控制,保证堤防工程综合效益的优化。
四、堤坝防渗处理原则
通常情况下,堤坝防渗采用灌浆或防渗墙措施来对渗透进行处理或者降低浸润线,采用防滑桩或压重等措施来使抗滑稳定性安全系数得到提高。在处理滑坡的时候比较复杂,要从滑坡的起因着手来解决问题。最好的途径是降低坝体浸润线或提高土体强度指标。近几年,伴随土工合成材料的迅速发展,用土工膜或复合土工膜防渗和用加筋材料提高土体稳定性应用的非常广泛。通常在处理坝基渗漏的时候都是根据上游“铺、截、堵”,下游“导、减、排”的原则。所谓铺、截、堵就是修建铺盖、防渗墙和帷幕灌浆等以减小渗漏量;导、减、排是修建导渗反滤体、减压井、排水沟等以降低扬压力。
五、堤坝灌浆防渗的几种常用的方法
(一)堤坝加固技术
根据水坝不同的部位进行不同的施工方法,坝体、坝基帷幕灌浆主要充填漏洞和缝隙,防渗裁漏,通过灌浆加固,形成防渗体。此方法适用于浆砌石重力坝。坝上游面固结灌浆,堵塞漏洞和缝隙,加固补强坝体和提高防渗性能,以进一步提高坝体的承载能力和完整性。坝下游面追踪固结灌浆,在下游坝面有漏水或溶蚀物出逸的地方,造成水平孔或斜孔,埋注浆管进行灌浆,以堵塞漏水通道和坝体空洞、裂缝,加固坝体,增加坝面稳定性和抗冲刷能力。这种反向灌浆工艺,非常适合拱坝和支墩坝工程,对重力坝工程只有搞清扬压力并设排水孔也可采用。采用这种方法时最好是坝前无水。坝面重新剔勾缝,剔缝后,用高标号水泥砂浆、干硬性预缩水泥砂浆或用防水材料配制高标号水泥砂浆勾缝,提高坝面防渗漏能力及坝体稳定性、整体性和抗冻融、抗风浪淘刷能力。此方法即“前堵、中截、后追踪”灌浆治漏加固法。 (二)劈裂式帷幕灌浆法
在二十世纪七十年代“劈裂帷幕灌浆法”正式被使用,而首次使用的地点为乌江渡水电站。该防范于在它之前的方法相比有着很大的优点,比如,提高了其钻灌效率,质量好、成本低,并且还有效的缩短了工期。且伴随这一项技术在不同的地区的广泛应用,积累了大量的工作数据,使其得到了改进。劈裂帷幕灌浆法是对导致堤坝安全隐患的原因进行分析,并且把断裂力学和水力劈裂原理作为理论依据的,对整个堤坝的受力情况将浆液作为能量载体进行分析,灌注到坝体中,在坝体中让浆液形成一道防渗帷幕,从而缓解堤坝的渗漏问题。由于浆液属于液体,因此由浆液形成的防渗帷幕能够随着坝体的质量好坏,而进行自我调整。
(三)低压速凝式灌浆法
在低压速凝式灌浆法工作模块中,进行高危水位的抢险措施的应用是必要的。这得针对其管涌的具体情况,对相关钻机型号进行选择,在工作模块中,有效注入孔内膨胀物质,对压力进行控制,确保水泥浆的有效灌入,实现管涌内部阻力的控制,确保管涌内部水流速度的控制,防止水泥浆流出,这就需要应用速凝剂,保证水泥浆工作模块的优化。
(四)高压填充式灌浆法
高压填充式灌浆在堤基基础灌浆比较常用,同时也用于堤身蚁穴、溶洞的填充。用于基础灌浆时,要用50m工程钻机在需灌的堤段从堤顶钻孔,孔距1.5~2.0m,孔深以钻入基础穿过砂层进入砾石层2m左右为宜。通常灌浆时的压力为127.40~166.60kPa,套管下到填土层的堤身要保持干燥,基础部分砂砾层灌入水泥浆,之后逐步提升到土层,用黄泥浆封孔。该灌浆法主要是用来对由于基础不良而引起的管涌进行治理。用于填充蚁穴、溶洞时,灌浆用30型钻机先在蚁穴或溶洞周围布孔灌入泥浆,形成包围圈,之后再予以填充,直至填满为止。
六、结语
现如今,水利工程建设已经成为我国发展的基本设施,然而水利工程很容易受到外界因素的损害从而产生渗漏现象,其中包括自然因素和人为因素。因此,提高水利工程堤坝防渗加固技术,对我国水利工程意义重大。
参考文獻:
[1]包礼海.浅议堤坝灌浆防渗加固技术[J].中国高新技术企业,2009,22:141-142.
[2]陈功民.水利工程中堤坝灌浆防渗加固技术[J].河南科技,2010,10:17.
[3]彭远华.试论水利工程堤坝防渗加固技术[J].黑龙江科技信息,2013,28:205.
【关键词】 水利工程;堤坝;防渗加固
引言:
我国自新中国成立以来,社会发生了很大的变化,与此同时水利事业作为社会发展中不可缺少的基础设施也呈现出巨大的发展态势。时至今日,我国水利工程建设几乎遍布全国各个江河湖海。在水利工程建设中,不同地理位置所建设的水利工程的结构、功能性质都不尽相同。为此,在堤坝防渗加固技术的选择中,我们必须要有目的的去进行分析,选择出合理、可靠、科学且经济性较好的加固技术方案,以保证工作的科学性、经济性和社会性。
一、水利堤坝建设存在的问题
随着我国的发展,科学技术的发展,在水利工程建筑方面的技术同样得到了发展。但是在水利工程中堤坝的建设方面还是存在着这问题,而这些问题造成的安全隐患可以分为以下几方面:第一,虽然我国科学技术在发展,但是在建设水利工程的堤坝当中,其抗洪能力还是没能提高,甚至还有降低的趋势。第二,在我国,基本上水利工程堤坝都存在这渗漏的问题,这是由于我国在堤坝防渗工作做得不到位,并且存在着不足,严重的堤坝会发生漏水的问题,这就造成了很大的安全隐患。第三,堤坝暴露在大自然中,必然会受到来自大自然的灾害,例如,风浪的侵袭、白蚁的蛀蚀等等,别看这些很微小但对堤坝造成的危害却是非常大的,不仅可以使堤坝的抗洪能力降低,还带来了非常大的安全隐患。虽然我国在近几年中,对水利堤坝的加固方面的科学技术有所提高,但是在实践方面却没有足够的经验,再好的技术不能运用到实践中,也只是一种摆设,没有使用价值。并且在管理方面还存在着很多的漏洞,管理人员没有专业的管理水平,对堤坝的建设和维护中不能起到很好的作用。
二、堤坝工程渗漏问题产生的原因
1、自身问题。在工程施工建设的过程中,因为堤坝本身施工材料不达标、施工技术不科学、施工方案不严谨、管理策略不到位而引发的工程质量问题。同时由于堤身在构成中物质组成的不均匀、建筑材料密实度不够合理而引发的堤坝主体结构上存在着一定的裂缝。这些裂缝受到水力冲击而进一步的极大和深化,从而使得整个结构产生了渗漏现象。这些问题的出现主要表现在散浸、裂缝、蜕皮、漏洞、麻面等。
2、堤基本身隐患。堤基可谓是整个堤坝工程中的支撑环节,它的作用不言而喻。但是由于在过去工程施工建设中,大部分工作人员对于基础工程的重要性认识不够,使得在堤基施工中存在着重大不科学问题,如堤基存在着透水性较强的砂层、砂土层,从而导致了渗透问题的出现。
3、水利工程中堤防防渗施工方案的选择。在我国的堤防工程施工建设中,由于各地水利工程结构、功能以及要求的不同,堤防工程的施工技术、施工方法也不尽相同。为此在堤防工程防渗加固施工方案选择的过程中我们必须要根据工程实际特点来进行分析,因地制宜的选择出科学、合理的防渗施工方案,以保证工程经济性与社会性。
三、关于堤坝工程除险种类及其施工方案的探究
在堤坝工程应用过程中,其堤防除险模块涉及的种类非常多,比如开裂情况、滑坡情况、渗透破坏情况等,都影响了水利工程堤坝防渗模块的正常开展。通过对堤防渗透破坏险情的分析可以得知,受到堤身自身的性质影响,堤身物质内部的填筑密度是不均匀的,比如有些堤段的壤土都是粉细砂,其内部存在孔洞、缝隙等,具体表现在堤身的脱坡情况、漏洞情况及其散侵情况等。受到堤身及堤基接触带的影响,在筑堤过程中,堤身堤基的接触带物质比较复杂,受到堤基险情的影响,存在较强烈的透水性,这与砂壤土层是密切相关的。
为了满足当下工作的需要,实现堤身防渗处理模块的优化是必要的,这涉及多种防渗加固技术的应用,比如截流墙技术、劈裂灌浆技术等,通过对这些防渗模块的协调,有利于堤身的自身填筑性。在工程造价控制过程中,进行堤防截流墙的应用是必要的,这需要良好的建筑材料的应用,实现工程造价的积极控制。这离不开一系列的施工方法的应用,比如开槽法、深沉法等,深层法具备良好的工程效益,这与其较低的工程造价是分不开的,特别有利于一定墙深的应用。受到施工环境的影响,比如场地有较多的地下阻碍物,进行高喷法造墙模块的应用是比较好的。相对于一些砂砾含量比较高的地层,进行冲击钻的应用是必要的,这可以进行相关开槽方式的协调,实现造墙成本的控制,保证堤防工程综合效益的优化。
四、堤坝防渗处理原则
通常情况下,堤坝防渗采用灌浆或防渗墙措施来对渗透进行处理或者降低浸润线,采用防滑桩或压重等措施来使抗滑稳定性安全系数得到提高。在处理滑坡的时候比较复杂,要从滑坡的起因着手来解决问题。最好的途径是降低坝体浸润线或提高土体强度指标。近几年,伴随土工合成材料的迅速发展,用土工膜或复合土工膜防渗和用加筋材料提高土体稳定性应用的非常广泛。通常在处理坝基渗漏的时候都是根据上游“铺、截、堵”,下游“导、减、排”的原则。所谓铺、截、堵就是修建铺盖、防渗墙和帷幕灌浆等以减小渗漏量;导、减、排是修建导渗反滤体、减压井、排水沟等以降低扬压力。
五、堤坝灌浆防渗的几种常用的方法
(一)堤坝加固技术
根据水坝不同的部位进行不同的施工方法,坝体、坝基帷幕灌浆主要充填漏洞和缝隙,防渗裁漏,通过灌浆加固,形成防渗体。此方法适用于浆砌石重力坝。坝上游面固结灌浆,堵塞漏洞和缝隙,加固补强坝体和提高防渗性能,以进一步提高坝体的承载能力和完整性。坝下游面追踪固结灌浆,在下游坝面有漏水或溶蚀物出逸的地方,造成水平孔或斜孔,埋注浆管进行灌浆,以堵塞漏水通道和坝体空洞、裂缝,加固坝体,增加坝面稳定性和抗冲刷能力。这种反向灌浆工艺,非常适合拱坝和支墩坝工程,对重力坝工程只有搞清扬压力并设排水孔也可采用。采用这种方法时最好是坝前无水。坝面重新剔勾缝,剔缝后,用高标号水泥砂浆、干硬性预缩水泥砂浆或用防水材料配制高标号水泥砂浆勾缝,提高坝面防渗漏能力及坝体稳定性、整体性和抗冻融、抗风浪淘刷能力。此方法即“前堵、中截、后追踪”灌浆治漏加固法。 (二)劈裂式帷幕灌浆法
在二十世纪七十年代“劈裂帷幕灌浆法”正式被使用,而首次使用的地点为乌江渡水电站。该防范于在它之前的方法相比有着很大的优点,比如,提高了其钻灌效率,质量好、成本低,并且还有效的缩短了工期。且伴随这一项技术在不同的地区的广泛应用,积累了大量的工作数据,使其得到了改进。劈裂帷幕灌浆法是对导致堤坝安全隐患的原因进行分析,并且把断裂力学和水力劈裂原理作为理论依据的,对整个堤坝的受力情况将浆液作为能量载体进行分析,灌注到坝体中,在坝体中让浆液形成一道防渗帷幕,从而缓解堤坝的渗漏问题。由于浆液属于液体,因此由浆液形成的防渗帷幕能够随着坝体的质量好坏,而进行自我调整。
(三)低压速凝式灌浆法
在低压速凝式灌浆法工作模块中,进行高危水位的抢险措施的应用是必要的。这得针对其管涌的具体情况,对相关钻机型号进行选择,在工作模块中,有效注入孔内膨胀物质,对压力进行控制,确保水泥浆的有效灌入,实现管涌内部阻力的控制,确保管涌内部水流速度的控制,防止水泥浆流出,这就需要应用速凝剂,保证水泥浆工作模块的优化。
(四)高压填充式灌浆法
高压填充式灌浆在堤基基础灌浆比较常用,同时也用于堤身蚁穴、溶洞的填充。用于基础灌浆时,要用50m工程钻机在需灌的堤段从堤顶钻孔,孔距1.5~2.0m,孔深以钻入基础穿过砂层进入砾石层2m左右为宜。通常灌浆时的压力为127.40~166.60kPa,套管下到填土层的堤身要保持干燥,基础部分砂砾层灌入水泥浆,之后逐步提升到土层,用黄泥浆封孔。该灌浆法主要是用来对由于基础不良而引起的管涌进行治理。用于填充蚁穴、溶洞时,灌浆用30型钻机先在蚁穴或溶洞周围布孔灌入泥浆,形成包围圈,之后再予以填充,直至填满为止。
六、结语
现如今,水利工程建设已经成为我国发展的基本设施,然而水利工程很容易受到外界因素的损害从而产生渗漏现象,其中包括自然因素和人为因素。因此,提高水利工程堤坝防渗加固技术,对我国水利工程意义重大。
参考文獻:
[1]包礼海.浅议堤坝灌浆防渗加固技术[J].中国高新技术企业,2009,22:141-142.
[2]陈功民.水利工程中堤坝灌浆防渗加固技术[J].河南科技,2010,10:17.
[3]彭远华.试论水利工程堤坝防渗加固技术[J].黑龙江科技信息,2013,28:205.