防滲技術在水利工程中的應用

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防滲技術在水利工程中的應用

摘要:防滲技術,是現代水利工程建筑的主要技術之一,它與水利工程建設的穩固性、承載力等方面均有密切聯系?;诖耍疚囊詮V東省源天工程有限公司提供的資料為參考依據,著重對防滲技術在水利工程中的應用要點進行探究,以達到合理發揮技術優勢,保障水利工程建設質量的目的。

0引言

水利工程建設防滲工作,是水利工程管理的主要環節,它可有效解決水利工程應用中居于滲水、防護結構開裂的問題,提升水資源人工開發應用的質量。研究發現,合理把握現代水利工程建設中防滲技術的應用要點,不僅可以提升水利工程建設效率,也可以降低水利工程建設成本,減少后續工程運維投入。由此,關于防滲技術在水利工程中的應用探究,將為水利工程建設工作全面開展提供方法引導。

1水利工程建設中出現滲漏問題的原因

水利工程建設過程中,由于工程開發的外部條件和內部條件完善程度差異,造成工程建設后極有可能會出現滲漏問題,對水利工程后續開發、應用產生影響。筆者結合當代水利工程建設的實際情況,將出現滲漏問題的原因歸納為:

1.1內部原因

水利工程建設期間滲漏技術的應用,多會按照水利工程建設的整體建設情況,將工程施工區域分為多個部分,而各個部分切割施工竣工后再重新組合起來,但施工時往往對水利工程建設的連接部分防護不到位,導致區域切割部分出現連接縫過大,連接區域破損等,這樣的水利防水結構,自然也就造成了建設后滲水的問題(詳見表1)。同時,防滲技術施工期間,施工人員只注重底部滲水防護,而忽視了水利建設周圍墻體滲水問題分析。水利工程建設后,工程周圍墻體建設區域內,也極有可能會出現表層滲水的問題。

1.2外部原因

結合相關部門提供的水利工程建設滲漏分析資料,分別敘述因素產生的具體問題,水利工程建設過程中應用的建設材料不合格,工程建設后,壩體邊緣、壩體防護區域,就會出現混凝土結構脫落、局部墻體坍塌的問題,防滲技術在水利工程中應用的效果就會明顯下降。同時,水利工程建設期間,由于施工人員對施工各個環節不夠了解,防滲技術施工要點把握不到位,在區域施工時也會遺留下技術殘缺,導致工程施工后滲水。此外,由于水利大壩、橋梁等部分,長期處于潮濕,水體強度沖擊的狀態,混凝土建設部分極易出現局域老化的情況,也會造成以混凝土為主的防護墻體區域老化。

2常用的防滲墻施工工藝

2.1深層多頭攪拌

將墻體與水泥漿液融合起來,會明顯增加墻體的穩定性。當漿液進入到深層土層,二者就會相互融合,形成十分穩定的水泥漿屏障。此時土層中砂土、淤泥和礫石的穩定性也會明顯提高。有助于防滲墻防滲性能提高。這種施工工藝的特點是成本較低,實施起來簡單便捷。在礫石層和砂土層中比較適用。防滲墻的成樁步驟如下:①鉆頭攪拌樁基,多個鉆桿就會深入土層。②鉆桿內的孔把水泥漿注入土層。③攪拌之后,土層與水泥漿充分混合。最終形成牢固的水泥土樁。將多個水泥土樁連接之后就形成了穩定的防水防漏結構。整個過程要注意將土層充分攪拌均勻,這樣才能保證水泥樁高度穩定,進而有效提升水泥樁的防滲效果。

2.2倒掛式工藝

在水利工程中設置防滲墻是一種十分有效的防滲措施,倒掛式工藝已經趨向成熟穩定,在多頭深層攪拌工藝的基礎上將鉆孔改良成井槽。人工挖掘防滲墻槽,之后灌注水泥漿。如此一來,能夠有效提高水泥井柱的一體性,還能提升防滲墻的穩定性?;炷翂π纬刹蹤C械的形式是井柱連接結構。保證防水墻泥漿護壁結構的強度,也保證槽機械的防水性能。對于水利工程而言,防滲墻的穩定性和使用效果都會明顯增強。

3防滲技術在水利工程建設中應用要點探究

3.1明確技術應用一般流程

防滲技術,是指借助專業的技術手段,在水利工程建設過程中,針對大壩底部、橋梁基墩等部分,開展專業的防護措施。一般來說,防滲技術的應用需經過:灌漿、防滲墻建設、以及邊緣檢驗三方面。灌漿環節,是防滲技術實施的基礎,該環節主要通過鉆孔、沖洗、注水試驗三個步驟,對水利工程建設的根基部分進行建設。防滲墻建設,是通過鉆進、固壁兩個步驟的工作,對防滲基層進行防滲加固。即,防滲加固處理中的每一次墻體加固建設,都是對地下連體墻建設條件的外部固定;且防滲墻建設中應用的鋼繩,具有堅固和頑固力強的優勢,可直接對水利工程的整體結構進行加固。注水試驗,是指進行水利工程施工建設時,要結合水利工程建設的以上兩個步驟,科學把握水利建設各個環節承受力、穩固性的測驗,三個步驟全部完成后,方可實現了防滲技術的完全應用。

3.2振動沉模法

①理論歸納。振動沉模法,是指以振動沖擊樁固定聯合模板加固的方法,對水利工程建設中的墻體進行加固。該種方法主要是以振動體系的振動沖擊力在振動時所產生的豎向振動強度,將空腹鋼板模型沉入到地層建設當中,使墻體在鋼板加固的狀態下,可在振膜與帷幕之間建立良好的防滲阻隔屏障。該技術的技術要點可歸納為:1)振動墻體建設。施工人員按照水利工程建設的一般要求,建立水利工程建設模型,并用振動沖擊樁對其進行固定。2)振動沉模板按照垂直與墻面擺放,且保持墻面平整、無縫。3)建立墻體抗滲坡,并按照100平方米為以個模塊的標準,在墻體邊緣修筑防滲坡。4)按照墻體振動強度的大小,適當調整防滲板周圍鵝卵石的數量,但鵝卵石放置高度應>15m。②案例分析。如,某區域建立水庫面積400立方米,施工人員為防止水庫四周墻體滲水,采取振動沉模法進行防滲處理。首先,工程建設人員,先按照水庫四周建設需求,建立水庫振動墻體,按照20m一個鉆孔的標準,在區域內建設水庫防滲墻。待防滲墻初步建設完成后,依照振動沉模板形態將水庫周圍區域抹平,并按照20-25次/s的標準進行振動固定。最后,在振動固定好的防滲墻底層斜坡周圍,放置高5m的鵝卵石進行穩固。由于該水庫建設區域較小,水庫實施振動沉模防滲法后,可將水庫底部四周連接為一個完整的體系,進而也就很好的實現了水庫建設防滲加固的效果了。

3.3噴射灌漿調節法

①要點歸納。噴射灌漿調節法,也稱為往復式高壓灌漿法,是指水利工程建設期間,除了按照常規灌漿法進行基層處理之外,還應在后續防滲模板建設時,利用專業的高壓噴射設備,進行防滲層的高壓噴射。一般來說,噴射灌漿發調節法,需在防滲墻建設后,集中進行水泥漿、水體、以及氣體的噴射,以避免防滲墻在后期水體沖擊時,出現開裂、滲水的問題。②案例分析。如,某水利工程建設期間,要對450米的水利防汛坡道進行建設,施工人員為避免防汛坡道在后期應用中出現開裂、局部坍塌等問題,就采用噴射灌漿調節法進行鞏固。首先,施工人員按照水利工程一般防汛墻建立的要求,進行鉆孔、注漿、滲水層防護,確定防滲坡道基礎建設環節無問題后,沿著坡道模板標準,建立防滲固定層,待固定層達到5-8成干后,利用氣體噴射裝置,對坡道進行高壓噴射,本次噴射的強度為1500-2000pa。其次,每進行一次水泥表層灌漿鋪設,均要利用2500-3000Pa的水壓槍進行噴射,直到工程結束。工程竣工后,對本次工程中水利建設防滲坡道進行防滲能力檢驗,發現新的防汛方式,在傳統的基層防滲能力基礎上提升了30%的防滲水平。

3.4復合土防滲法

①要點歸納。復合土防滲法,是指利用水利工程壩的土壩結構,加強水利工程的防滲能力。一方面,復合土應用時,必須是黏度、密度相似的素土作基層。另一方面,復合土防滲工膜部分,需按照現澆混凝土、混凝土預制板、干砌塊石順序逐層放置的方法進行固定。②案例分析。舉例來說,F區域進行水利工程建設期間,為做好水利河道閘口部分防滲水坍塌工作,施工人員采取復合土防滲法進行河道閘口建設。首先,按照閘口設計圖,在閘口建設外邊緣預留出1-3m的防滲加固空間。待閘口基礎部分建設完成后,在閘口外緣預留區域內,依次放入質地松軟的泥土、細沙,并用碾壓機壓實。其次,在沙石上層放置一層小型鵝卵石,厚度在10-15cm之間,應用現澆混凝土進行澆筑。最后,將事先準備好的混凝土預制板放置其上,用干砌塊固定,混凝土再次澆筑。該種水利工程滲水技術,可利用素土鞏固工程建設的基礎,外部混凝土層又可以對防滲保護層進行固定,后期應用中自然也就能夠起到避免水體沖擊坍塌、開裂的作用了。

3.5托底防滲策略

①要點歸納。拖底灌漿防滲技術,是一項大規模區域空間填充防滲措施,或者也可以將該種防滲策略,看作是水利工程建設中的一種懸掛式保護屏障。該技術實施步驟可歸納為:1)基層灌漿環節進行初步加固。即,水利工程中的防滲墻體建設時,需尤為注意基層灌漿部分底部灌漿的穩固情況,一般基層灌漿時,采用稠漿和砂礫為灌漿的主要材料。2)基層灌漿后,外部加壓強度要在底部預留出2-5cm的大孔隙。該環節中預留出來的底部孔隙,是為后續帷幕建設期間上層加壓處理時發生下沉提供空間。3)將底部大孔隙徹底固定密封。②案例分析。如,某水利工程建設中,要對水壩底部孔洞部分進行防滲處理,施工人員考慮到該環節的防滲技術施工范圍較大,選擇托底防滲策略解決該問題。具體實踐步驟可歸納為:1)按照水壩底層孔洞設計圖,在基層孔洞建設時運用1:2的混凝土稠漿進行灌注,并每進行一層稠漿灌注后放置200cm的砂礫,待初步灌漿程度達到灌漿標準(灌漿高度為基層建設高度的2/3)后,停止灌漿。2)底層灌漿部分,按照1-3個灌漿柱便預留一個孔隙標準,將水壩底孔部分預留建設。3)當防滲墻體表面支撐部分均建設完成,運用邊長為1.5m的見方混凝土結構進行固定。該案例中提到的水利工程中托底灌漿防滲方法,不僅可確保水利建設中關鍵部分防滲效果提升,也可以加強水利工程基層建設的穩固性,實際應用的效果較好。

3.6防滲墻槽孔技術

①要點歸納。防滲墻槽孔技術,是指在水利工程防滲墻體建設過程中,可通過預留水體流動空間的方法,減少防滲墻周圍的沖擊力度。簡單來說,防滲墻孔槽技術,就是在防滲墻體下側留置一個水流孔。當水流區域受到巨大的沖擊時,水流可通過小孔流向對側,而不會增加水體對防滲墻的沖擊。②案例探究。舉例來說,G地區水利工程建設期間,施工人員為了避免區域水流漲潮、落潮造成的沖擊,在進行防滲墻建設時,按照500m一個防滲槽孔的標準進行水流強度調節。同時,在小孔建設期間,內部采用巖石層層搭建的方式,設計一個水流調節小孔。而小孔轉折區域采用沿岸管道引流法進行排水。該工程建設過程中所應用的水體引流調節方法,不僅可以減少水利工程水利防滲墻體所受的沖擊,也可以調節漲潮、落潮時的水流沖擊力度,降低水利工程建設區域坍塌的問題發生。

4水利工程混凝土防滲技術施工設備

4.1防滲墻施工設備

①鋼繩沖鉆機。在建設防滲墻時要使用的設備是鉆孔機械,在應用鋼繩沖鉆機時要先對地層進行破碎沖擊施工。在實際的工作中,這是必須要進行的步驟。之后要有效清理地屑層,此時用到的工具是抽砂筒,但是這種方法其中存在一些缺陷,效率過低就是缺陷之一,不僅如此,還會消耗大量的電能。②沖擊式循環鉆機。在當前的發展階段中,沖擊式反循環鉆機也是一種常用的防滲墻施工設備。與鋼繩沖鉆機相比,具有消耗能量低的優勢,而且施工效率也有所提升。正是因為該設備優勢較為明顯,所以在實際的施工工作中得到了廣泛的應用。

4.2防滲墻造孔設備

造孔工藝主要應用于防滲墻槽孔筑造施工中,工藝方法有兩種,其中一種是鉆劈法,在砂卵石地層中這種方法比較適用。在具體的施工中,要劃分不同的槽段,之后同時跟進分槽孔和主槽孔工藝。當槽孔達到一定深度后,要劈打副孔,并將石渣清理干凈。另外一種方法是鉆抓法,這種方法在緊密的地層造孔中比較適用,需要用到的工具是沖擊鉆。

5水利工程混凝土防滲技術施工難點

5.1松散地層成槽施工問題

水利工程混凝土防滲墻的施工難點之一是漏失、松散的地層成槽。這一問題在土體比較松散的混凝土施工中是無法避免的。在填筑質量不達標的影響作用下,挖槽的整個過程會出現各種各樣的問題,比如坍塌問題,再比如劈裂問題。施工的過程會受到這些問題的直接威脅,所以必須要使用有效的方法應對這些難點。有效的應對措施是盡可能減小槽口的長度,此外還應有效加固倒墻下的土體,該步驟需要用到粉噴樁。土體的深度在四米到七米這個范圍內,要適當降低固壁泥漿面的厚度。應用水泥黏土液漿也能處理一系列的坍塌問題和劈裂問題。在開挖工作中,跳挖是主要的工作形式之一,在施工工作中要合理利用這一施工形式,確保施工手段的合理性。

5.2槽內漏失地處理

槽內漏失地的處理也是防滲施工技術的難點,在防滲墻施工工作中必須要進行一個環節是科學處理槽內漏失地。事實上該項工作一直是防滲墻施工的重點和難點內容。挖槽工作進行的過程中,有可能會遇到漏失層,也有可能會遇到覆蓋層,這些都是槽內漏失地。遇到這種情況,泥漿會受到影響而大幅度流失,而且流失的速度也會非??臁.a生的后果是十分嚴重的,比如孔壁坍塌。處理漏失層的重要手段是加快土料回填的速度。要適當攪拌并擠壓槽內填充物,之后才能繼續施工。如果遭遇了十分嚴重的漏失現象,就要利用其它的物質進行填充,比如水泥膨潤土漿液,保證做好預灌工作。

6結論

綜上所述,防滲技術在水利工程中的應用初探,是水利工程施工技術科學調配的要點歸納。在此基礎上,本文通過明確技術應用一般流程、振動沉模法、噴射灌漿調節法、復合土防滲法、托底防滲策略、以及防滲墻槽孔技術,對防滲技術在水利工程中的應用要點進行歸納。因此,本篇文章的探究結果,將為國內水利工程建設技術優化提供參考。

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作者:陳秋凡 單位:廣東省源天工程有限公司

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