浅谈防渗技术在水利工程施工中的应用李玉荣

浅谈防渗技术在水利工程施工中的应用李玉荣

李玉荣祝伟庆

杭州大可建设工程有限公司311100

摘要:随着工程施工技术的快速发展,水利工程施工过程中防渗技术也得到了广泛的应用。但是,由于造成水利工程施工过程中出现渗水的原因很多,从而严重地制约了施工技术的飞速发展。因此,研究水利工程防渗技术就具有极为重要的现实意义。

关键词:水利工程;防渗技术;渗水因素

0引言

目前,水利工程的种类很多,其存在的问题也是多样的,其中最普遍、最主要的就属渗透问题。渗透问题不仅严重地影响着工程的正常使用,使水利工程不能发挥作用,还严重地威胁着工程下游住户的财产生命安全。因此,必须对出现渗透问题的水利工程采取有效、科学的加固防渗措施。然而随着科技水平的发展和社会的进步,对水利工程的施工质量和使用性能也提出了更严格的要求,因而,就很有必要对水利工程施工中防渗技术进行研究和分析。

1水利工程出现渗水的因素

1.1施工因素

在水利工程施工过程中,由于工程规模巨大,因此,目前在水利工程施工中通常会出现分包现象。而在采取分包形式进行水利工程施工时,能够在某种程度上加快水利工程的施工进度,但是由于不同施工企业的防渗技术和施工技术水平都存在较大的差异,进而致使水利工程各个施工工序间不能很好地衔接,这样将会给水利工程埋下巨大的施工安全隐患。特别是,在施工过程中因为模板的粘合不够牢固而造成水利工程存在不紧密等情况,从而致使水利工程施工过程中存在大面积的渗水。

1.2水利工程结构改变

在实际水利工程施工过程中,因为施工材料以及施工企业管理等因素常常会引起水利工程结构发生改变。所以,在工程施工过程中,施工材料变形是极为常见的现象。然而,水利工程结构发生改变,就会导致出现渗水现象。

1.3水利工程大范围渗水

目前在水利工程施工过程中,由于施工质量未达到施工设计的要求,也会致使水利工程存在大范围的渗水问题。当然,造成水利工程出现大范围渗水的原因有很多,通常包含水利工程施工企业的施工水平、施工材料的质量以及施工工艺等。

2水利工程施工中防渗技术分析

2.1灌浆技术

灌浆技术是目前水利工程施工过程中最常用的防渗技术之一。灌浆技术是依靠液压或气压,把泥浆等可以固化的物质传送到地层中,以改善地层的力学性质,提升地层的防渗能力。而灌浆技术通常包括以下几种:

2.1.1土坝坝体劈裂灌浆技术

在水利工程施工过程中,土坝坝体劈裂灌浆技术主要是解决坝体的渗透问题。这种技术主要是应用水坝坝体的应力规律,沿着水坝坝体的轴线来布孔,然后使用浆泵把浆液灌注到孔内。土坝坝体劈裂灌浆技术可以使坝体和泥浆产生互相挤压以及渗透作用,对坝体应力的分布情况也可以起到很好的改善作用,使坝体可以更加稳固。在使用土坝坝体劈裂灌浆技术时,需要依据坝体的条件以及裂缝现象的差异,采取具有针对性的解决措施。如果坝体裂缝是均匀的且分布在部分区域,可采取部分灌浆方式进行处理;假如坝体质量很差,还出现多种贯通性的裂缝,则可以采取全线劈裂灌浆方式进行处理。目前,在水利工程施工过

程中,土坝坝体劈裂灌浆技术得到了较为广泛的应用。就应用效果而言,土坝坝体劈裂灌浆技术具有较为明显的防渗效果,也大大提高了坝体的严密性。

2.1.2高压喷射灌浆技术

高压喷射灌浆技术,通常是利用钻杆端喷嘴喷射出来的高压泥浆,和土体混合均匀后形成一道水泥防渗加固体。在进行高压喷射过程中,水或浆液从喷嘴中喷射出来,并冲击土层,使土层和泥浆充分混合,在土体中逐渐形成凝固体。根据高压喷射方法的不同,高压喷射灌浆技术可以分为定喷、旋喷、摆喷等。采用高压旋喷灌浆技术形成的旋喷桩,可广泛地应用在深基坑加固防渗工程中;而采用高压摆喷灌浆技术以及高压定喷灌浆技术能够应用于板墙防水工程中。目前,在水利工程施工过程中,应用比较广泛的是旋喷灌浆技术,它主要适用在流塑、淤泥土层、软塑、粉土、黄土、可塑性黏土、粉土等土层中。在采用高压旋喷灌浆技术过程中,如果土层中的块石粒径太大,水流速太大或存在杂物时,需要提前进行喷射试验,以确保灌浆技术的适用性。高压喷射灌浆技术有连接性强、可控性好、施工灵活等特点,但该防渗技术对土层要求较高,因此在使用时需要慎重。

2.1.3卵砾石层帷幕灌浆技术

卵砾石帷幕灌浆技术和普通灌浆技术有所不同的是,它所使用的灌浆材料是水泥和黏土的混合浆液,通常适用在卵砾石层。因为在卵砾石层上钻孔非常困难,因此,可以使用打管灌浆或套阀灌浆方式。此外,为了能够使灌浆效果更为显著,一般使用的是三排以上灌浆孔形式。由于卵砾石层帷幕灌浆技术在实际水利工程施工过程中,极易受到卵砾石地层条件的限制,因此,在水利防渗工程中的应用范围非常有限。通常是把该防渗技术作为辅助防渗手段,这样既可以解决水利工程的防渗问题,又能够节约材料。

2.1.4控制性灌浆技术

控制性灌浆技术是一项较为先进的加固防渗技术,它主要是对传统灌浆方法的改进技术。一般情况下,控制性灌浆技术的施工材料主要是水泥,并依据地质条件的差异,选用一些针对性较强的材料作为辅助材料。根据地质条件的差异性,可适当的加入纤维、砂等材料,来改善水泥浆的物理性质,强化材料的抗冲击能力,提高防渗效果。该灌浆技术可以有效地控制水泥浆在土体中出现的扩张现象,并可以起到很好的防渗效果。目前,控制性灌浆技术广泛地应用于围堰、坝体和堤防基础当中,对于解决大空洞以及高流速、高水流条件下的渗透问题,其效果十分明显。

2.2防渗墙技术

防渗墙技术是水利工程施工过程中经常会用到的防渗技术,一般情况下,其墙体的厚度较小且柔性高。因此,当水利工程遭受到雨水侵蚀时,防渗墙的主要功能就是阻碍雨水侵蚀。但是,由于目前防渗墙的施工成本较高,因而,需要施工单位引进新型的施工技术,以增加防渗墙所需要的材料类别,降低防渗墙的施工成本。而现阶段防渗墙技术主要包括以下5种。

2.2.1多头深层搅拌防渗墙技术

多头深层搅拌防渗墙技术通常是利用多头搅拌机来进行多头并进,并将水泥浆喷射到土体内部,然后再进行均匀地搅拌,进而使得水泥浆和土体混合均匀,并形成一道水泥桩;然后再搭接各个搅拌桩,最终形成一道水泥防渗墙。在多头深层搅拌防渗墙技术使用过程中,由于水泥浆的渗透性较小,一般在10cm/s以下,因此可以起到有效的防渗作用。而在水利工程中,该防渗技术主要适用在黏土、砂土、淤泥层、砂砾层的防渗工程中。

该防渗技术的防渗效果较为明显,且施工便捷,成本低。因此,其在水利工程防渗中的应用较广泛。

2.2.2锯槽防渗墙技术

锯槽防渗墙技术通常是使用锯槽机器的刀杆以规定的倾斜角度,对土体进行上下反复切割,且边不断切割边向前开槽。一般锯槽机器的移动速率会控制在0.80~1.55m/h,而切割下来的土体则是采用循环排渣方法排出到锯槽外。在锯槽成型后再利用水泥浆来护壁,并向内浇筑混凝土,使其逐渐形成约0.20~0.30m的防渗墙。在使用锯槽防渗墙技术时,所使用的锯槽机器是由传动及动力系统、行走底盘、支架和刀杆的加压系统、起重系统以及排渣系统等构成。锯槽法所浇筑的防渗墙宽度大约为0.20~0.50m,深度可达到40m。在水利工程施工过程中,锯槽防渗墙技术主要是适用在砂土、黏土以及卵石粒很小的砂砾石地层。锯槽防渗墙技术具有机械化强、施工效率较高、连续成墙、成墙质量较高等优点。此外,锯槽防渗墙技术还能够依据不同水利工程的防渗要求,利用固化灰浆、自凝灰浆等不同材料,形成具有不同抗渗能力的防渗墙。

2.2.3射水防渗墙技术

在水利工程施工过程中,如需要使用到射水防渗墙技术时,就需具有浇筑机、造孔机、搅拌机工具等。射水防渗墙技术主要是利用造孔机喷射出高速、高压的水流来切割土体,并使用成型器上下反复修整平整,直至槽壁的光滑程度达到施工要求,然后一边循环出渣,一边使用泥浆来保护槽壁;在形成符合施工要求的槽孔后,用已经搅拌均匀的混凝土进行槽孔的浇筑,从而形成一道防渗墙。一般而言,射水防渗墙的厚度可达到22~45cm,深度能够达到30m左右。射水防渗墙技术主要适用在砂土、砂砾石以及黏土地层。近些年来,射水防渗墙技术在我国水利工程施工过程中的应用范围较广,它对于堤防工程具有较好的防渗加固效果。

2.2.4链斗法防渗墙技术

链斗法防渗墙技术主要是使用链斗开槽机器排桩上的旋转链斗设备来取土,把排桩倾斜放置到成墙指定深度后,使用开槽机边向前开槽,边使用泥浆来保护槽壁,然后再使用混凝土进行浇筑。一般而言,链斗法防渗墙技术的深度可以达到10~15m,其宽度一般在16~50cm。目前,链斗法防渗墙法主要适用在砂土层、黏土层以及砂砾石层中,但是要求砂砾石粒径一定要不超过槽宽,且砾石含量要控制在30%以内。

2.2.5薄型抓斗防渗墙

薄型抓斗式防渗墙主要是利用斗宽度为0.30m的薄型抓斗机器,进行孔洞开槽,然后利用泥浆来护孔壁,最后用混凝土进行浇筑。通常来说,薄型抓斗防渗墙的深度可以达到40m。薄型抓斗防渗墙法能够广泛应用在砂层、填土层、砾石层等,假如在水利工程施工过程中使用重锤,基本上就能够达到嵌入基岩约1m的要求。和其他防渗墙技术相比,薄型抓斗防渗墙技术在含有砾石、小石块、砂石的土层中更可以快速的成槽,且具有设备资金投入较少,成槽质量较高、泥浆消耗少等优点。薄型抓斗防渗墙目前在国内水利工程施工过程中的应用,是从大亚湾核电站防渗墙开始,其应用范围有限。

3结束语

综上所述,在水利工程施工过程中,防渗技术是一项比较复杂的技术,而目前很多水利工程都需要使用防渗技术,因此,对各种水利工程防渗技术进行系统、全面的研究是非常有必要的。虽然水利工程施工中防渗技术正在不断改进并完善,但水利工程中的渗水问题还依然存在,而在实际水利工程施工过程中具体采取哪种防渗技术、哪种施工工艺,不仅要结合工程实际需要,还需要广大技术人员不断地总结经验和更加深入的探索。

参考文献:

[1]王兆羽.关于水利工程施工中防渗技术的分析[J].中国新技术新产品,2014(17).

[2]王新.水利工程防渗技术的应用分析[J].黑龙江水利科技,2013(01).

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