王来硕,王烁
河南省濮阳市引黄工程管理处,河南 濮阳 457000
摘要:水利工程渗漏问题不仅影响了工程项目的正常运行,还威胁了下游住户的生命财产安全。因此,加强对水利工程施工防渗技术的研究,提高水利工程施工质量是十分必要的。
关键词:水利工程;防渗施工技术;应用
1防渗材料研究
(1)丙烯酰胺浆凝胶,简称丙烯,作为已经被广泛应用于坝基的防渗帷幕灌浆工程的防渗材料,材料与水相似,具有良好的可灌性和较低的粘度。选择丙烯作为防渗材料,可以控制丙烯的胶凝时间,发挥其封堵作用。同时,丙烯具有良好的强度和弹性,凝结成胶后会有轻微的弹性。膨胀达到封堵缝隙的效果,增加了的抗渗性。
(2)硅化灌浆材料。是一种将水玻璃作为防渗主要成分的坝基的防渗帷幕灌浆材料。选择该材料时,应根据防渗过程选择两种或单一溶液法;两种溶液法是将水玻璃和氯化钙溶液混合压入灌浆处的方法。两种液体混合后形成坚硬的石头,但硅酸盐溶液较厚,流动性差。
(3)环氧灌浆材料。是一种以环氧树脂为主体防渗材料配合加入一定比例的固化剂、稀释剂、增韧剂等其他能效的材料进行混合后形成的具有对坝基的防渗帷幕灌浆工程起到防渗作用的化工材料;环氧树脂作为环氧氯丙烷与双酚A或环氧氯丙烷与多元醇之间通过发生缩聚反应而生成的聚合物,其分子结构中含有两个以上的环氧基团。在环氧基团的影响下,这种材料用于防渗处理时具有附着力强、收缩率小、硬化后稳定性好等优点。后来,人们也尝试过处理渗漏裂缝,发现效果不错。
2垂直防渗
一般在水利工程中,为了达到拦坝截水的目的,人工坝体往往采用置换、充填或是压实、冻结以及化学方法等常用手段,在岩层中形成垂直向下的防渗墙或防渗帷幕。这种技术方法叫做垂直防渗;该工程常用的防渗方法有置换法、喷淋法和搅拌法三种。这三种方法都属于竖向防渗的通用形式。
(1)防渗置换法简称置换法,主要材料转换的方法将原有坝体的土体材料转换成为防渗材料,通过这种简单置换的方法可以修建形成密封不透水防渗墙,这种方法具有效果好、操作简便、成墙连续性好特点,但置换材料昂贵、实施成本相对高、工艺工程成本高的缺点。
(2)喷射法必须通过喷射机等机械设备实现,主要以喷射水泥等泥浆类防渗材料为关键,具体操作首先要破坏原有土体结构,然后通过喷射水泥浆修筑防渗墙,根据操作步骤可知,钻机钻孔、喷射设备等机械设备必不可少。喷射材料和喷射方式往往会根据土体的特性来选取,根据实践经验累积,粉末状态的土体例如:粉土、砂土等一般会优先选择定喷法最为适宜,颗粒状态的土体例如:砂卵石层、砂土、粘性土以及地下障碍物等质地较为坚硬的岩体一般优先选用摆喷法和旋喷法最为适宜。
(3)搅拌的方法通常是由混合注入泥浆水泥浆和松散土壤借助搅拌设备如深混合器,混合浇注泥浆的外表面和土壤桩作为大坝的结构的一部分。互相配合,最终通过相互重叠形成不透水的墙。该方法操作方法简单方便,设备选型简单,携带方便,施工效率高。同时,该方法对岩体无特殊要求,可适用于各种土体。
3水平防渗
(1)阻渗又称阻断防渗:以混凝土等材料为主浇筑的阻挡层作为技术屏障,达到防渗效果。该措施可以减少大坝的失水问题,是水库防渗领域的优选。另外,堵水防渗是间断式防渗方法,具有不可持续性,会彻底堵塞地下水与河道的关系。在实际项目选择中,应认真考虑应用条件。
(2)粘土防渗是近几年解决阻断防渗缺陷的新技术,该技术运用有机材料作为防渗层,因此,运用这项技术后不会彻底隔断地下水与河道之间的联系,但是目前对于有机物中污染元素的处理方式并不完善,所以,这个方法的应用应该关注的重点在有机物质的处理方面。
(3)复合土工膜防渗是综合上述各种方法的独特优势而形成的一种综合防渗技术。该方法具有运输方便、防渗效果好、不易污染、抗拉抗压强度高、重量轻、成本低等优点且较好地满足了大坝的防渗需要。
4其他防渗技术
排渗减压措施。该类措施通过主动地把建筑物及坝基的渗透水引导至下游,释放防渗体中的能量,减小渗流对家住五和坝基的渗透破坏。主要有水平排水层、排水减压沟、排水减压井三种类型。
反滤措施。该类措施通过设置反滤层,对渗流水起到滤土排水作用。反滤层一般由两至三层无黏性土料组成,且各土层颗粒粒径沿渗流方向逐渐增大。
联合防渗措施。在实际工程中常将水平防渗和垂直防渗两种措施联合起来,以达到更好的防渗效果。使用联合防渗措施的主要优点是当其中一种防渗措施不产生作用时,工程依然能够满足防渗要求。
5混凝土防渗墙技术
混凝土防渗墙技术是一种在松散透水地基中开凿槽孔,并在槽孔中浇筑混凝土,在地基中形成一道防渗墙体的技术。在地基开凿槽孔过程中,应及时的在开好的槽孔中注入泥浆,以防止孔壁坍塌的情况发生。混凝土防渗墙技术是目前水利工程中应用最为广泛的技术之一,特别是对于难以开挖的富含地下水的软弱地基,通过采用混凝土防渗墙形式的垂直防渗处理措施是当前防渗效果最好的方式。而且研究和实践表明,混凝土防渗墙可以与建筑物的防渗体相连接,截断了渗流通道,保证了水工建筑物安全,使水利工程效益得到最大程度的发挥。
6帷幕灌浆技术
灌浆是水利工程施工中地基处理的常用方法,根据目的不同可分为帷幕灌浆、固结灌浆、接触灌浆、接缝灌浆、回填灌浆等。其中帷幕灌浆是将浆液灌注入岩体或土层裂隙、孔隙内,进而形成连续的阻水帷幕,提高地基防渗能力的一种灌浆方式。帷幕灌浆通过截断岩体或土层中存在的渗漏通道,减少地基中地下水向坝体内的渗透并降低渗透水流对大坝造成的压力场。该技术作为一种成熟有效的地基防渗处理方法,在水利工程建设中得到了广泛应用。在帷幕灌浆设计中,首先需要确定基岩的防渗标准,进而机具防渗标准确定施工的必要性和范围。为了缩短工期提高施工效率,灌浆施工中应注意结合整个水利工程的建设布置,前期施工应为后续施工提供方便,例如以大坝灌浆施工为例,原则上应先进行坝基的固结灌浆,再进行帷幕灌浆、接触灌浆、坝体接缝灌浆等施工。
7结束语
综上所述,在水利工程建设期间,施工单位需要科学应用防渗施工技术,有效提高水利工程抗渗性能,保证水利工程建设质量。
参考文献:
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