堤壩大多都是土石,為了抵擋洪水等自然災害。大多都是在當地取材,為了方便,有結構簡單、施工靈活、適應性比較強的幾個特點,這是世界上大壩廣泛應用的特點,因為取材在當地,又稱為“當地材料壩”,根據堤壩所用的材料性質的不用,又分為石堆壩和土壩兩種稱呼。
在水利蓄水工程中比較常用的堤壩類型是土石壩,這種壩有三方面特點:一,土石壩的適用范圍廣,無論何種地基都可以建造成土石壩,門檻低,不良地基依舊可以建設;二、正在施工過程中方便機械化施工,施工時間較短、方便抗爭抗洪,經濟效果比較好;三、減少施工時間路程等,可以就地取材,不需要鋼筋水泥等建筑材料的運輸,時間少、速度快、成本較低。
還有一種大壩叫做重力壩,這種壩的優點是:(1)相對安全可靠,耐力性強,在抵抗洪水、滲漏、溢滿、戰爭破壞和地震等方面都很強;(2)方便機械化施工,設計簡單,操作技術方便;(3)在大壩的的壩體可以設置泄水空口,布置引水等解決發電、施工導流和泄洪等問題。而重力壩相應的缺點是:(1)壩體應力比較低,沒有辦法充分發揮材料的強度;(2)重力壩一般體積較大,經濟方面來說所用的水泥比較多;(3)重力壩對溫度的控制比較高,因為在施工的過程中,混凝土溫度應力和收縮應力都對溫度有比較高的要求。
在平面上呈凸向上的拱形擋水建筑物名字叫拱壩,拱壩是借助拱的作用將水的壓力傳送給河谷兩岸的基巖上實現。拱壩與重力壩相比較,在水的壓力作用下穩定不需要依靠壩體本身的重量來維持,主要是依靠基巖的反作用來支持。
雖然三個壩型優點多多,各有各的特點,但是在以上三個大壩特點中缺點也是顯而易見的,不同的堤壩存在著不同程度的隱患,在時間的流逝中變成病險水庫,不禁威脅到了人民群眾的生命財產安全,還容易為國家帶來大量的損失。
與其他的建筑形式不同,堤壩不僅需要考慮到地基穩定和變形等一邊建筑所擁有的問題,還需要考慮到別的建筑物所沒有問題,比如滲漏的問題。如果大壩損毀影響到的不僅是經濟問題,更重要的是造成的安全影響,人民群眾的生命安全。根據以往的案例來看,堤壩的滲漏原因往往出現的有兩個:(1)水庫里面儲存的水形成了巨大的壓力;(2)存在過水通道。水頭的高低和通道的大小在滲漏多少的方面呈正向依從關系。要時常檢查堤壩,在實踐中證實,裂縫都與水庫內外相連通的,而且具有一定程度的口子,因為不與外面相聯系的縫隙不會產生滲漏漏。所以在判斷大壩是否漏水的時候,不但要查明大壩內巖石是否有斷裂,還要查明填充狀況,在詳細調查的過程中一定要做好檢查的說明,把問題全部都記錄下來,以防產生問題。
在南方地區經常接觸的是水庫的堤壩,通常是對積石進行帷幕灌漿和對整體采用充填灌漿。不禁充分的利用了地形,還需要對總體進行合理布局,既要有利于進行生產調整,還需要方便百姓的生活,符合國家的安全標準。用水用電主要是節省為主,灌漿后重點對各方面指標進行檢查,主要是檢查布孔、造孔等操作。最后的質量檢查主要是檢查注水成果。在水庫防滲過程中需要注意的是,每一個鉆孔都需要注意,不要偏斜,注意孔內殘留物,當遇見斷裂涌水等問題的時候要詳細記錄上報給負責人。
堤壩防滲漏處理的原則是從滑坡的起因上解決問題。因為堤壩防滲一般采用灌漿或者防滲墻等做法來處理滲透或者降低侵潤線。處理方法多是采用技術解決病堤壩,這些技術包括了對土壩壩體、壩下覆蓋層、接觸帶和喀斯特質的防滲加固,面板堆石壩的防滲加固,以及近年實施的利用綜合技術處理病險堤壩隱患等技術。
按照灌漿的作用來劃分,(1)固結灌漿;(2)帷幕灌漿;(3)接觸灌漿。按照基礎的構成來劃分,(1)砂礫石灌漿;(2)巖石灌漿。按照灌漿材料來劃分,(1)水泥灌漿;(2)水泥粘土灌漿;(3)化學灌漿。按照使用的壓力來劃分,(1)常壓灌漿;(2)高壓灌漿。按照灌漿工藝所依據的理論來劃分,(1)滲入性灌漿;(2)劈裂灌漿;(3)壓密灌漿。還有其他不同分類,充填灌漿、裂縫灌漿、應急灌漿、糾偏灌漿、界面灌漿等等。
劈裂灌漿是利用堤身的最小主應力面和堤軸線方向一致的規律,以土體水力劈裂原理,沿堤軸線布孔,在灌漿壓力下,以適宜的漿液為能量載體,有控制地劈裂堤身,在堤身形成密實、豎直、連續、一定厚度的漿液防滲固結體,同時與漿脈連通的所有裂縫、洞穴等隱患均可被漿液充填密實。適應于處理堤身浸潤線出溢點過高、有散浸現象、裂縫(不包括滑坡裂縫)、各種洞穴。堤身劈裂灌漿防滲處理,多采用單排布孔。孔距5~10m。在彎曲堤段應適當縮小孔距。劈裂灌漿和錐探充填灌漿漿液多采用土料漿。根據不同的需要可摻入水泥、各種外加劑。灌漿壓力是劈裂式灌漿施工中的一個重要參數。應注意掌握:起始劈裂壓力、裂縫的擴展壓力、最大控制灌漿壓力。灌漿壓力的大小不僅與灌漿范圍大小、水文工程地質條件等因素有關,而且還與地層的附加荷載及灌漿深度有關,所以不能用一個公式準確地表達出來,應根據不同情況通過經驗和灌漿試驗確定。灌漿過程中,對冒漿、串漿、隆起等一些特殊情況做好相應的處理。必須做好灌漿結束后的封孔工作。灌漿效果檢查有:標準貫入試驗、彈性波法、現場透水試驗、現場載荷試驗等。
建設水利工程過程當中,特別是土石壩的施工過程中,為了使地基在透水性、滲流穩定性、強度、承載能力、壓縮變形能力方面達到要求,就要對地基進行處理。處理沙礫石地基時,會用到以下幾種方式:(1)粘性土截水槽;(2)混凝土防滲墻;(3)灌漿帷幕;(4)防滲鋪蓋;(5)排水減壓措施。當沙礫石地基透水層很深,前兩種防滲措施實施有困難時,可采用帷幕灌漿法。簡單來說,就是利用高速射流切割摻攪土層,改變原土層的結構和組成,同時灌入水泥漿或復合漿形成凝結體,以達到加固地基和防滲的目的。
綜上,堤壩防滲漏需要加強技術的創新,把每種技術的原理、施工工藝、實用性和優點缺點都找出來,創新相關技術,在實踐中提升技術水平。在實際工程中,根據工程相應的情況來選擇合適的防滲漏技術,以達到經濟、科學、合理的目的。一定要切記參數等問題,切不可一味的照搬別的工程相關數據和方法。
[1]黎校.高壓噴射灌漿法在堤壩防滲加固工程中的應用[J].廣東建材,2006(12).
[2]盧超.土壩壩體與堤壩地基劈裂灌漿防滲技術[J].水利與建筑工程學報,2010(1).
[3]田艷萍,楊文,孫小丹.簡述堤防工程截滲墻施工技術[J].水利科技與經濟,2010(10).