李波 楊德國 趙東宇
摘要:水利工程是重要的基礎(chǔ)設(shè)施,對工程質(zhì)量有很高的要求。堤壩滲漏是比較常見的水利工程質(zhì)量問題,導(dǎo)致堤壩滲漏的原因較為復(fù)雜,堤壩是很多水利工程中的重要組成部分,對水利工程的結(jié)構(gòu)安全以及水利工程功能的發(fā)揮均具有較大影響。堤壩具有較長的軸線,且水利工程的壩基情況復(fù)雜,難以對堤壩狀態(tài)進(jìn)行有效的監(jiān)測,導(dǎo)致其經(jīng)常會出現(xiàn)滲漏問題,給水利工程整體結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性帶來較大的風(fēng)險。因此,應(yīng)對堤壩滲漏的主要原因進(jìn)行深入的分析研究,結(jié)合水利工程的實際情況采取有針對性的對策。
關(guān)鍵詞:水利工程;堤壩滲漏;加固技術(shù)
1水利工程堤壩滲漏問題的主要原因分析
1.1地質(zhì)條件不良
一些水利工程在選址時沒有對工程區(qū)域地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行認(rèn)真的勘測,會造成堤壩處于不良地基上,有時在施工中未能對不良地基進(jìn)行有效的加固處理,是造成堤壩出現(xiàn)滲漏的主要因素。地質(zhì)條件不良會對壩基結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性產(chǎn)生較大的影響。
1.2設(shè)計缺陷
設(shè)計人員對工程區(qū)域的地質(zhì)水文條件缺乏充分的了解,所掌握的勘測數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確不全面,在壩體防水設(shè)計等方面存在缺陷,導(dǎo)致水利工程的堤壩出現(xiàn)滲漏問題。同時,有一些設(shè)計人員在堤壩設(shè)計方案中,管徑尺寸、邊坡坡度以及溢洪道設(shè)置等相關(guān)設(shè)計參數(shù)計算不準(zhǔn)確或者取值不合理,也可能導(dǎo)致水利工程在投入運行后出現(xiàn)排水能力達(dá)不到實際要求等問題。
1.3施工材料性能缺陷
一些水利工程在堤壩的施工過程中沒有按照設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)對施工材料的質(zhì)量性能進(jìn)行嚴(yán)格的檢測控制,或者片面追求降低施工成本而采用了質(zhì)量性能不合格的施工材料,難以滿足水利工程建設(shè)的實際需要,且水利工程堤壩長期處于不良工況條件下。因此,其在受到腐蝕后就可能造成堤壩滲漏。
1.4施工質(zhì)量缺陷
在一些水利工程的堤壩施工過程中,施工質(zhì)量控制措施不到位,對施工操作缺乏嚴(yán)格的管理監(jiān)督,都會導(dǎo)致壩體填筑厚度以及強度不符合施工要求;沒有對壩體連接處進(jìn)行科學(xué)有效的防滲防水處理,在分層分段施工中存在銜接不嚴(yán)密等現(xiàn)象。同時,一些水利工程在建成投產(chǎn)后,為適應(yīng)新的需要又進(jìn)行了擴建工程,但在施工中未能對加高部分進(jìn)行妥善的處理,會導(dǎo)致新老土體存在明顯分層或者在兩側(cè)坡交接部分未能有效銜接。此外,蟻災(zāi)以及運維缺失等因素也可能導(dǎo)致水利工程堤壩出現(xiàn)滲漏問題。
2堤壩滲漏問題的有效對策分析
2.1應(yīng)用壩基巖溶處理技術(shù)解決堤壩滲漏問題
處理沒有有效封堵堤壩基巖滲水通道而造成的滲漏問題時,可以采取級配料灌漿工藝。在應(yīng)用此項技術(shù)處理堤壩滲漏時,應(yīng)根據(jù)壩體基巖滲漏通道的具體大小、滲漏量以及流速等參數(shù)合理確定級配料的粒徑,以保障塊石能夠被固定在滲漏通道內(nèi),以發(fā)揮降低流速的作用。同時,應(yīng)選擇不同粒徑的塊石或者碎石等作為級配料以充填封堵滲漏通道。此外,還應(yīng)科學(xué)控制水泥漿配比,通過水泥漿灌注使級配料相互膠結(jié)、能夠緊密貼合于裂隙壁,以提高封堵處理效果。
2.2堤壩防滲加固技術(shù)
2.2.1堤壩覆層滲漏
為了提高堤壩的防滲性能,防止其出現(xiàn)滲漏問題,應(yīng)采用高壓噴射灌漿技術(shù)對堤壩覆蓋層進(jìn)行處理。高壓噴射灌漿技術(shù)主要是通過鉆孔噴漿方式將漿液灌注至覆蓋層內(nèi)以形成具有較高整體性和防滲性能的防滲體系。該技術(shù)的施工操作較為簡便,且施工成本相對較低,對堤壩的擾動較小,因此,高壓灌漿技術(shù)在水利工程中得到了廣泛的應(yīng)用。
2.2.2堤壩接觸帶滲漏
同樣可以采用高壓灌漿等技術(shù)方法。在應(yīng)用高壓灌漿技術(shù)時,原地層結(jié)構(gòu)中存在的孔隙在高壓作用下被破壞。此時,灌注水泥漿后所形成凝結(jié)體能夠?qū)B漏部位進(jìn)行有效封堵處理。該技術(shù)能夠?qū)λ酀{進(jìn)行定向局部噴射,且可以通過擺噴以及旋噴技術(shù)在接觸帶處施作防水帷幕結(jié)構(gòu),將壩體與基巖有效阻斷,從而達(dá)到防滲處理的目的。
2.3應(yīng)用臨水截滲技術(shù)解決堤壩滲漏問題
臨水截滲也是水利工程堤壩滲漏處理中的重要技術(shù)手段。臨水截滲技術(shù)主要利用拋石方式對堤壩迎水面進(jìn)行加固,以達(dá)到消殺水勢的目的。在施工實踐中,還可以采用彩條布以及土工膜貼面截滲處理方式,根據(jù)水庫水位深度的不同,采用相應(yīng)的處理方式。例如,當(dāng)水庫水位相對較淺時,應(yīng)在水面下填筑圍堰,并用土袋對滲漏部位進(jìn)行封堵。
2.4應(yīng)用振動沉模技術(shù)
解決堤壩滲漏問題隨著防滲技術(shù)的發(fā)展,目前也可以采用振動沉模技術(shù)設(shè)置垂直防滲板墻,以達(dá)到防滲處理的目的。該技術(shù)能夠形成無接縫無開叉、具有較高防滲性能的板墻帷幕,還能夠擠壓密實板墻兩側(cè)土體,進(jìn)一步提高滲漏處理效果。
3質(zhì)量控制措施
3.1堤壩險情預(yù)防
在正式施工前,做好地質(zhì)勘察與現(xiàn)場實地考察工作,全面掌握水文地質(zhì)條件,判斷水利堤壩是否存在滲透、滑坡和開裂險情,針對可能出現(xiàn)和已存在的險情,在施工方案中采取相應(yīng)防治措施,對初步施工方案進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。例如,針對分布礫石層與礫石顆粒直徑過大地層的水利工程,應(yīng)用開槽法以及蓋重排水減壓處理地層,必要情況下采取反濾保護(hù)措施。同時,針對嚴(yán)重老化與結(jié)構(gòu)力學(xué)性能大幅下滑的水利堤壩,提前對堤壩結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固處理,如加厚堤壩壩身,也可選擇采取翻挖法對堤壩進(jìn)行二次填筑處理。
3.2強化注漿材料性能
在早期建成的水利工程中,普遍使用水泥砂漿作為注漿材料,水泥砂漿的可控性、抗?jié)B性與力學(xué)性能有所不足,難以滿足現(xiàn)代水利工程的堤壩防滲加固施工需求。因此,企業(yè)應(yīng)做好注漿材料選材工作,優(yōu)先使用新型的高聚物注漿材料,如聚氨酯注漿材料,增強注漿可控性。根據(jù)相關(guān)調(diào)查結(jié)果顯示,在使用水泥砂漿等傳統(tǒng)注漿材料開展劈裂灌漿作業(yè)時,漿液在土體中呈現(xiàn)柱形以及球形的擴散狀態(tài),不易控制。而在使用高聚物注漿材料時,通過增大注漿壓力,控制漿液自孔壁垂直劈裂土體結(jié)構(gòu),在土體結(jié)構(gòu)中擴展形成片狀楔形體,在注漿孔周邊對稱形成豎直裂縫,最后形成片狀漿脈。
3.3工藝過程質(zhì)量控制
在水利堤壩防滲加固施工期間,為及時發(fā)現(xiàn)與解決突發(fā)狀況和質(zhì)量通病,確保技術(shù)方案得到有效執(zhí)行,取得預(yù)期的防滲加固效果,因此,必須提高對工藝過程的質(zhì)量控制力度,全面掌握防滲加固技術(shù)的操作要點。例如,在劈裂式帷幕灌漿施工期間,施工人員持續(xù)觀測灌漿情況,動態(tài)化調(diào)整注漿壓力值與漿液稠度,解決出現(xiàn)的冒漿、串漿問題。如在出現(xiàn)串漿問題后適當(dāng)增加灌漿量,采取間歇灌漿方式應(yīng)對冒漿問題。
結(jié)語
堤壩滲漏是水利工程中比較常見的質(zhì)量缺陷問題,其對水利工程的運行安全以及整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性都會產(chǎn)生不利的影響。導(dǎo)致堤壩滲漏的原因有很多,應(yīng)從設(shè)計、施工以及后期的運維等多方面進(jìn)行全面且深入的分析,準(zhǔn)確把握滲漏問題成因,為采取相應(yīng)的處理對策提供可靠的參考依據(jù)。在堤壩滲漏處理中,合理選擇處理工藝,積極采用先進(jìn)的技術(shù)方法確保水利工程安全。
參考文獻(xiàn)
[1]堤壩防滲設(shè)計在水利工程中的應(yīng)用[J].蔣光燦.河南科技.2021(07).
[2]水利工程堤壩防滲漏技術(shù)研究[J].李紅華.湖南水利水電.2021(03).
[3]堤壩防滲加固施工技術(shù)探析[J].趙茜.建材與裝飾.2020(05).
[4]水利工程堤壩防滲加固施工技術(shù)及完善措施[J].趙茜.安徽建筑.2020(02).
[5]灌漿技術(shù)在農(nóng)業(yè)水利工程堤壩防滲施工中的應(yīng)用研究[J].宋成鑫.科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新.2020(14).