水库地区公路边坡加固及土质大坝防渗处理

发表时间:2020/3/3   来源:《基层建设》2019年第29期   作者:吴新华 付道领
[导读] 摘要:水库地区的公路工程边坡防护加固具有较大的难度,再加上土质大坝的防渗漏处理就更是难上加难。
        中国建筑材料工业地质勘查中心广西总队
        摘要:水库地区的公路工程边坡防护加固具有较大的难度,再加上土质大坝的防渗漏处理就更是难上加难。为了保证水库地区公路边坡加固及土质大坝防渗处理效果,本文结合实际工作中积累的经验,从地面排水、截水沟设计、坡面防护等角度对公路边坡加固技术进行分析,而后从土工合成材料应用技术、高压喷射灌浆技术等出发,研究了土质大坝防渗处理的有效手段。
        关键词:水库;公路边坡加固;土质大坝;防渗处理
        引言
        近年来,我国的公路工程建设取得了巨大的突破,水利工程的施工维护也成为人们关注的重点问题。但是问题在于,受到传统公路边坡加固及土质大坝防渗处理技术的错误影响,目前我国大部分水库地区公路边坡基础和大坝防渗效果都十分有限。在这种情况下,对本课题进行研究显然具有突出的实际意义。
        1水库地区公路边坡加固
        1.1地面排水
        地面排水设施可以分成边沟、截水沟、天沟、泄水沟等等,一般情况下加固措施可以分成土沟夯实、三合土加固等等。在一些地下水径流稳定、冬季气温较低的地区,工作人员还需要利用反滤层或者是垫层进行处理,在排水沟的内壁预先留出泄水孔,保证水流过大时地面排水结构的作用。在排水沟内水流速度在每秒钟四米以上的情况下,需要利用急流槽结构进行排水,此时需要严格控制急流槽的施工质量,确保其能够稳定的完成排水任务。
        1.2截水沟设计要求
        如果在路基土方挖掘一侧出现大面积的汇水问题,需要尽快设置和开挖截水沟。截水沟的作用在于能够第一时间排出地表积水,沟底纵坡需要大于0.5%,否则水流很可能在沟内聚集。在土质地段,工作人员需要结合地形设计截水沟的走向等,必要的转折部分需要以曲线进行连接,同时借助加固措施应对水流的冲击力,保证截水沟的稳定性。截水沟的断面一般需要设计成梯形,深度需要大于0.5米,而坡度大小则应该根据土壤的类型进行确定,以土壤不大面积脱落为宜。截水沟内部的水流需要排放到边沟以外的位置,一般可以借助本区域的地形走向排放到山坡一侧的自然沟内,如果附近有地表径流也可以将之引到桥梁结构附近。不能放任水流在山坡上不加控制的排放,否则很容易导致截水沟的出水口被冲垮。
        1.3坡面防护
        坡面防护主要是为了保证边坡的稳定性、避免其出现大面积的脱落,一般可以利用种植植被、铺设草皮、抹平表面等方式进行施工。举个例子来说,如果选用植被种植法进行防护,那么工作人员需要根据本地区的气候条件、水文条件等选择恰当的植物种类,同时需要选择那些枝繁叶茂、叶茎低矮的植被,否则其很难满足保持水土的要求。
        2水库地区公路边坡土质大坝防渗处理技术
        2.1水库土质坝边坡防渗墙技术
        混凝土防渗墙施工技术出现的时间并不长,但是确实目前世界范围内防渗工程中最常用的技术之一。混凝土防渗墙指的是在专用的造槽设备的作用下,依托于现有公路工程边坡结构或大坝结构进行造孔的一种技术,砂浆会从造孔内部灌注从孔底回流至地产,最终置换出土壤结构中原有的大量泥浆,形成稳定的混凝土墙体,最终达到防渗效果。土质大坝防渗墙结构和大坝地基相结合的情况下,工作人员需要在设计时实现设计出截水槽结构,从而确保防渗墙自身的稳定性。在施工过程中,需要安排工作人员将风化的岩石清理干净,并且利用不透水材料进行镶嵌,保证防渗性能。当然,这种防渗墙的性质没有固定要求,无论是刚性墙体还是柔性墙体,都能达到较好的防渗效果。

刚性墙体一般在工业建筑、民用建筑中比较常见,具有承重挡土的作用,而柔性墙体则常出现在水库堤坝基础上,在水库地区公路边坡土质大坝防渗处理中,柔性墙体更加常见。柔性墙体的主要优势在于能够适应不同的施工条件,能够满足复杂水文条件下大坝的加固需求;同时其施工产生的噪声污染问题比较小,也不会对地质结构造成破坏性的影响,只要保证墙体本身的质量就能够有效的防止水流渗漏。当然其也并非十全十美,受到技术水平的限制,过去的柔性防渗墙往往存在墙体开叉等问题。而随着技术的不断发展,时至今日防渗加固墙技术已经越来越成熟,射水造槽法、扣击挖掘技术等等都在有效的提升着水库土质坝边坡防渗墙技术的效果。
        2.2土工合成材料应用技术
        所谓的土工合成材料,指的是利用合成纤维、塑料、橡胶等材料作为原材料,利用抗氧化剂、色母等一系列配料制作而成的高性能防水防渗材料,根据不同的水力特性可以将之分成土工膜、土工复合膜、土工织物等三种。其中土工膜可以有效的发挥防渗漏作用,代替防渗结构发挥截水防渗的效果;而复合土工膜的优势在于运输方便、施工方便、便于连接、成本低廉、防渗效果好等等。同时,复合土工膜还具有更小的渗透系数,一般可以有效的控制大坝内部自由水面的高度,确保下游大坝的稳定性。土工合成材料一般具有过滤、排水、隔离和截水等功能。在土质大坝出现渗漏问题的情况下,利用土工合成材料进行铺设和加固,往往能够取得十分可观的防渗效果。在利用土工合成材料以及砾质粘土心墙做组合防渗体的情况下,土工合成材料又能够以其独特的抗拉能力解决土壤结构变化的问题,换而言之其既能保证水体的顺利流动、又能避免土壤的形变,有效的解决了土壤流失的问题。除此之外,土工合成材料还具有耐高压、抗腐蚀的优势,在土质大坝防渗漏处理的过程中使用土工膜,往往能够起到非常可观的效果。就目前来看,世界范围内的水利工程从业人员都对土工合成材料寄予了厚望,还在有越来越多的人选择投身其中进行进一步的研究。近几年,土工合成材料的种类越来越多、适用范围也越来越大,施工技术的合理性也愈发提高,在这种情况下,土工合成材料还在垃圾处理、园林工程防渗、机场工程防渗等方面发挥了不可替代的作用。
        2.3高压喷射灌浆技术
        这种技术是在上个世纪七十年代初就已经存在的一种防渗处理技术,其成型于日本,在当时具有突出的实用价值。高压喷射灌浆技术和常规的静压填充技术有着本质上的差别,其在常规静压填充技术的前提下,对孔洞设计方案进行了根本性的调整,借助钻孔设备进行打孔,而后将灌浆管放置到预计地层,利用水泥砂浆解决原有土壤结构的渗漏问题。高压喷射灌浆技术的优越性十分明显,比如说无需开挖地基即可进行防渗处理,就是其最突出的优点。在喷射灌浆技术的实际使用中,工作人员需要根据本地区土壤结构、地下水走向等等数据,选择具有代表性的场地进行高压喷射实验,而后利用实验结果进行分析,确定最佳的砂浆配比、压力数值。在灌浆的过程中,工作人员需要秉持着由下至上的原则,确保水泥砂浆能够充分的填满注浆结构,避免防渗墙体出现断裂等问题。同时,需要控制墙体折线的角度,一般以一百二十度为宜。
        结语
        水库地区的土质大坝渗漏问题十分常见,这不利于附近公路工程的稳定运行,也不利于通行人员的人身安全,所以我们有必要对水库地区公路边坡加固及土质大坝防渗处理进行分析。在今后的工作中,有关人员需要结合渗漏情况合理的选择处理技术,通过高压喷射灌浆技术、水库土质坝边坡防渗墙技术等技术,有效的解决公路边坡不稳定、土质大坝渗漏等问题。
        参考文献:
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        [3]孟岭涛.三门峡山口水库大坝土质防渗体填筑施工质量控制[C]..大坝安全与新技术应用.:中国水利水电勘测设计协会,2013:549-552.
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