水利工程中防滲技術(shù)的應(yīng)用分析

摘 要:當(dāng)前，各種水利工程數(shù)量不斷增加，水利工程在農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)生產(chǎn)、生活用水的調(diào)度和分配以及在水災(zāi)的防治等方面都發(fā)揮了巨大的作用。而由于水利工程建筑的老化，和水利工程施工中存在的失誤等問(wèn)題，水利工程難免會(huì)出現(xiàn)或輕或重的滲透現(xiàn)象，因而對(duì)于水利工程的防滲技術(shù)的研究是十分有必要的。本文將分析各種水利工程防滲技術(shù)及其應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞:水利工程防滲技術(shù)應(yīng)用分析

中圖分類(lèi)號(hào):TV5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2011)07(a)-0114-01

在我國(guó)，水利工程種類(lèi)繁多，其存在的病險(xiǎn)也是多種多樣的，其中最主要最普遍的就是滲透現(xiàn)象，它嚴(yán)重影響了水利工程的正常運(yùn)行，使水利工程不僅不能發(fā)揮其應(yīng)有的效力，還嚴(yán)重威脅了下游人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，因此需要對(duì)那些存在滲透現(xiàn)象的水利工程采取及時(shí)有效的加固除險(xiǎn)措施。然而科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人民生活水平的提高，對(duì)水利工程的使用性能和施工質(zhì)量提出了更高的要求，同時(shí)也就對(duì)水利工程的防滲處理施工提出了更高的要求。所以，對(duì)水利工程防滲技術(shù)的分析研究的必要性就不言而喻了。水利工程的滲透問(wèn)題主要分為兩種:地基(包括壩肩)滲透和壩體滲透。常用的處理方法是防滲墻和灌漿。

1 灌漿的種類(lèi)特點(diǎn)及應(yīng)用

土石壩壩體、壩基防滲處理中灌漿方法主要有均質(zhì)土壩及寬心墻壩的壩體劈裂灌漿、高壓噴射灌漿、壩基卵礫石層防滲帷幕灌漿、控制性灌漿和膨脹漿塞法灌漿。

1.1 均質(zhì)土壩及寬心墻壩的壩體劈裂灌漿

土壩壩體劈裂式灌漿是根據(jù)壩體應(yīng)力分布規(guī)律，用一定的灌漿壓力，將壩體沿壩軸線方向劈裂，同時(shí)灌注合適的泥漿，形成鉛直連續(xù)的防滲泥墻，從而堵塞漏洞、裂縫或切斷軟弱層，提高壩體的防滲能力，并通過(guò)漿、壩互壓和濕陷，使壩體內(nèi)部應(yīng)力重分布，提高壩體變形穩(wěn)定性。針對(duì)裂縫的局部灌漿，在可能有裂縫的區(qū)域，均勻布置類(lèi)似固結(jié)灌漿的灌漿孔群，對(duì)壩體施工質(zhì)量差，甚至出現(xiàn)上下游貫通的橫縫，一般應(yīng)做全線的劈裂灌漿。我國(guó)廣東省寶樹(shù)水庫(kù)用土壩壩體劈裂灌漿技術(shù)來(lái)解決土壩壩體的滲漏問(wèn)題，結(jié)果表明灌漿后壩體密實(shí)度得到提高，滲透系數(shù)降低，背水坡濕潤(rùn)滲水現(xiàn)象消失，壩體滲流量減少70％以上。

1.2 卵礫石層防滲帷幕灌漿

卵礫石層的防滲帷幕灌漿大都采用粘土為主加少量水泥的混合漿液進(jìn)行灌注。因受地質(zhì)條件的限制，不能有效控制漿液的填充范圍，為達(dá)到相對(duì)較高的防滲標(biāo)準(zhǔn)，常需采用3排以上的灌漿孔。卵礫石層灌漿不易形成獨(dú)立的鉆孔，常采用的方法有套閥式灌漿、循環(huán)鉆灌閥跟管灌漿、打管灌漿。卵礫石層防滲帷幕灌漿法中鉆孔的質(zhì)量直接影響整個(gè)水利灌漿的質(zhì)量，因而要高度重視這一鉆孔過(guò)程。

1.3 高壓噴射灌漿

高壓噴射灌漿防滲是利用高壓水泥泵中水泥漿液射流沖擊力完成對(duì)被灌土層結(jié)構(gòu)破壞的目的，使水泥漿液與被灌土層土顆粒摻混凝固形成具有一定形狀和性能固結(jié)體，從而起防滲作用;根據(jù)被灌土層結(jié)構(gòu)和防滲要求不同，高壓噴射又分為定噴、擺噴和旋噴。高壓噴射灌漿防滲處理具有所需設(shè)備簡(jiǎn)單、工程效率高、材料來(lái)源廣、工程造價(jià)低，搭接防滲的效果好等優(yōu)點(diǎn)。但是由于機(jī)械多、對(duì)地質(zhì)條件的要求高等原因，控制不好易在較大(>200mm)顆粒背后形成漏噴現(xiàn)象。

1.4 膨脹漿塞法灌漿

漿塞膨脹法灌漿主要用于大壩橫縫滲漏，它是利用漿液充滿鉆孔及鄰近的橫縫(兩道止水帶之間)，達(dá)到防滲目的的。漿塞膨脹法灌漿具有施工效果較好，漿液填充飽滿等優(yōu)點(diǎn)。

1.5 控制性灌漿

控制性灌漿是最近幾年才提出的一種創(chuàng)新型灌漿工藝，是對(duì)傳統(tǒng)灌漿工藝的一種改進(jìn)，通過(guò)控制漿液壓力和流量，在保證質(zhì)量和效果的前提下，有效控制灌漿范圍，節(jié)約時(shí)間和投資。

2 防滲墻的種類(lèi)特點(diǎn)及應(yīng)用

防滲墻技術(shù)是一種較為可靠的垂直防滲技術(shù)。防滲墻一般要求墻體厚度小、滲透系數(shù)低、柔性強(qiáng)、耐久性好及單位面積造價(jià)低。隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步及對(duì)防滲墻的不斷實(shí)踐和探究，我國(guó)的防滲墻技術(shù)已經(jīng)有了很大的改進(jìn)。其種類(lèi)也有很多，主要包括;多頭深層攪拌水泥土、鋸槽法、鏈斗法、薄型抓斗、射水法和倒掛井法等成墻工藝。

2.1 多頭深層攪拌水泥土墻工藝

多頭深層攪拌水泥土城墻工藝要求攪拌機(jī)一次多頭的鉆進(jìn)深層土層，將水泥漿噴入土體進(jìn)行攪拌，使水泥漿與土體混合凝固成一層水泥樁，然后將樁與樁連接起來(lái)形成水泥土防滲墻。目前最大成墻深度為22m，水泥土滲透系數(shù)<10em／s，抗壓強(qiáng)度>0．3MPa。這種水泥墻工藝具有施工簡(jiǎn)單方便、無(wú)泥漿污染、工程造價(jià)較低的特點(diǎn)。它普遍適用于粘土、砂土、淤泥和砂礫層(砂礫直徑小于5cm)。實(shí)踐證明，多頭深層攪拌水泥土防滲墻防滲效果明顯，工程質(zhì)量可信，因而其發(fā)展前景十分廣闊。

2.2 鋸槽法成墻工藝

在鋸槽法成墻工藝中，上下往復(fù)切割的鋸槽機(jī)的刀桿以一定的傾角和速度向前移動(dòng)開(kāi)槽;被鋸切割下來(lái)的土體由排渣系統(tǒng)排出槽外，同時(shí)采用泥漿護(hù)壁，最后澆筑塑性混凝土，形成寬度為0．2～0．3m的防滲墻體。鋸槽機(jī)由行走底盤(pán)、動(dòng)力及傳動(dòng)系統(tǒng)、刀桿及支架加壓系統(tǒng)、排渣系統(tǒng)、起重設(shè)施及電氣控制系統(tǒng)組成;傳動(dòng)切割方式有機(jī)械式與液壓式2種。不同規(guī)格組合的刀桿，使開(kāi)槽寬度可達(dá)0．2～0．5m、深度達(dá)到40m。鋸槽法適應(yīng)于粘土、砂土和卵石粒徑小于100mm的砂礫石地層。其優(yōu)點(diǎn)是成槽連續(xù)、工作效率高、墻體連續(xù)、質(zhì)量好，并且成墻深。此外，它還可以用自凝灰漿、固化灰漿形成不同強(qiáng)度和抗?jié)B指標(biāo)的防滲墻。

2.3 鏈斗法成墻工藝

由鏈斗式開(kāi)槽機(jī)排樁上的旋轉(zhuǎn)鏈斗取土，同時(shí)將斜放的排樁下放到成墻深度，開(kāi)槽機(jī)前進(jìn)開(kāi)挖溝槽，并采用泥漿護(hù)壁，其澆筑混凝土方法類(lèi)似鋸槽法。鏈斗式開(kāi)槽機(jī)的開(kāi)槽寬度為16～50cm，深度可達(dá)10～15m。適應(yīng)于粘土、砂土和粒徑小于槽厚的、含量小于30％的砂礫石地層。

2.4 射水法成墻工藝

射水法成墻設(shè)備主要由澆筑機(jī)、造孔機(jī)和混凝土攪拌機(jī)三部分組成。這項(xiàng)工藝就是利用造孔機(jī)成型器內(nèi)的噴嘴，射出高速水流來(lái)切割土層，成型器上下運(yùn)動(dòng)切割修整孔壁，采用泥漿護(hù)壁，正循環(huán)或反循環(huán)出渣。槽孔形成后，澆筑水下混凝土或塑性混凝土，形成薄壁防滲墻。

2.5 倒掛并法成墻工藝

倒掛井式防滲墻是一種用土法修筑的垂直防滲墻，其主要特點(diǎn)是用人工挖，井的方法來(lái)代替沖擊鉆造孔，每井澆成一個(gè)混凝土井，各井柱互相搭接，構(gòu)成整片的混凝土墻，切斷透水地層，這樣，就達(dá)到防止?jié)B漏的目的。利用倒掛井法成墻工藝，不需要專(zhuān)門(mén)的成槽機(jī)械，也不需要用泥漿護(hù)壁。

總而言之，水利工程的防滲施工過(guò)程中存在的難題之多之復(fù)雜是不言而喻的。但是，由于防滲質(zhì)量的高低直接關(guān)系到整個(gè)水利工程能否正常的投入應(yīng)用，牽涉到人民大眾的安全能否得到有效的保障等問(wèn)題，所以在施工過(guò)程中要嚴(yán)格按照相關(guān)的規(guī)定，不能有任何的疏忽，全力做好水利工程的防滲工作，保證水利工程的質(zhì)量，使其高效能的為現(xiàn)在社會(huì)的發(fā)展服務(wù)。

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