江濱 郭燕青 王文軍
【摘 要】隨著國家對存在漏水和險情的堤、壩的重視,國家和各級地方政府不斷投入大量資金,大規模地除險加固病險水庫堤防。20世紀60年代初,我國的防滲墻技術逐漸發展起來,應用十分廣泛,包括大量應用到水庫大壩防滲工程中。但要特別注意的是,防滲墻施工方法與工藝的選用,取決于防滲墻的設施與工藝條件、筑壩材料、壩基地質情況等條件因素。結合工程項目的具體情況,合理選擇施工參數,從而建成一道能抵御相應滲漏壓力、適應變形的防滲體,確保大壩或堤防的滲透穩定和運行安全。
【關鍵詞】防滲墻 堤防 滲控技術
在水庫堤壩建設過程中,滲透破壞在堤防工程中是遇到的一個常見問題,為保證施工質量,首先,要了解滲透破壞屬于哪種類型以及其形成的原因;然后,根據滲流控制原則和具體的工程地質條件,選擇有效合理的除險措施;最后按所選的措施進行精心施工,達到根除滲透破壞的目的。
1堤防滲控技術
滲透破壞是威脅水庫大壩安全的嚴重隱患之一,其中砂卵石地基堤防的滲流問題及其所導致的滲透破壞極大地威脅著堤防的安全。關于控制滲流、防止滲透、采取有效措施等問題,人類也進行了長期的探索、研究與實踐。通過大量的實踐,人類得出滲控的口訣,即:“前堵后排、保護出口”、“因地制宜”、“導壓兼施”。就措施而言,大致分為三類,即:截滲、壓滲和排滲。各種滲控措施單獨使用或多種措施綜合治理,都可解決一定的滲流穩定問題,從而達到堤防安全的目的。
2 垂直防滲的一般施工技術
堤防滲流控制是保障大堤安全的重要手段。然而防滲主要分為水平防滲和垂直防滲,本文主要對垂直防滲展開討論。
目前,對垂直防滲墻技術這一詞還沒有確切的定義,我們對它人為通常的定義是通過置換、填充、擠密、凍結及化學作用等手段在土(巖)層中形成一個垂直的防滲帷幕墻體,從而達到截水、阻水的目的。目前國內外垂直防滲墻的技術多而繁雜,大體分為以下幾類:
(1)置換法。置換法主要是指地下連續墻,它是通過在原有地基土層中填充防滲的材料,從而使土層中形成一道防滲作用的墻體,以達到防滲的目的。它被廣泛用于巖土工程和水工建筑中的地下基礎防滲處理。
(2)板樁墻工法。板樁墻工法主要是用木樁、鋼板樁、板樁灌注墻體。其中木樁是讓木料借助機器深鉗土層中而形成連續板樁;板樁灌注墻也叫擠密填充型防滲墻,分振動切槽(單模)和振動成模(雙模)兩種工藝方法。它主要是通過特制的機械模板在震動沖擊作用下對土層進行擠壓,達到一定深度,然后進行灌注漿而形成的墻體。這種方法常用于砂層、粉砂質粘土層、粘土質或含較小礫石的砂礫石層。
(3)深層攪拌工法。通過在特制攪拌機械的向下攪動過程中,將水泥漿不斷地注入于土體,最終形成水泥土墻體。該法一般適于粘性土、砂層土、砂層。
(4)高噴法。按高噴法的方式不同分為定噴、擺噴和旋噴。通過使用鉆機成孔成槽,然后利用高壓水切割土體并注入水泥漿,但在沖切過程中,要保證在一定程度上土體結構不會受到破壞,并強制其與固化漿液混合,凝固后便形成一定性能和形狀的固體墻體。在日常生活中,它不僅用于堤防防滲,也用于地基改良。
(5)注漿法。該方法通過鉆孔并向其注入漿體,通過漿液的滲透作用而使土體在一定范圍內形成適宜的墻體。通常有粘土注漿、水泥注漿、化學注漿三種方法。不同方法的選擇使用要結合土層進行合理選擇,尤其是使用化學注漿時,應要注意環境污染。土工膜防滲墻土工合成材料目前已廣泛用于水利、建筑、交通等施工領域。同樣,我國也將其應用于防滲工程中。它的功效主要體現在往槽內填充與地層同特性的土(或以土還土、以砂還砂),或填充其他柔性的材料起到阻水作用。在堤壩施工中土工膜是一種柔性防滲墻,也用于水平防滲鋪蓋。總的來說,注漿法具有工藝簡單,工效高,成本低的特點,應用廣泛、適應推廣。
3 堤防垂直防滲墻在工程中的應用
3.1工程實施案例
對于南京六合的山湖水庫和河王壩水庫除險加固工程。如果采取堤內壓蓋方式防滲的話,工程耗資巨大且涉及堤內居民的搬遷問題,因而,該方式不適合這兩個工程。堤防垂直防滲方式造價相對于上種方式稍高,但不涉及居民搬遷問題,施工周期短、綜合費用低,效益大大高于堤內壓蓋方式。因此兩處堤防除險加固確定采取垂直防滲措施。
3.2工程觀測與效果評價
在對兩個工程施工完成后,要對其達到的效果進行了試驗觀測和計算分析。結果表明:通過試驗,完工的防滲墻有效地加大堤壩的防滲作用,降低了大堤內外的水力聯系,使堤防內側的出逸率大大減少。并且對堤內施工前和施工后進行對比發現,以前有散浸的地方現在沒有了;而沒有完成防滲墻的堤內仍然有散浸現象。因此可以證明,此種方式施工的防滲墻質量良好,防滲效果顯而易見。
4結語
我國的水利建設處于快速發展的時期,水利設施的使用也越來越多。修建水庫大壩、防洪(汛)墻成為人們現在關注的問題。水利設施的防滲加固問題一直是其除險加固施工中尤為重要的環節。當該工程的基礎地質較差、滲透性較強時,在水流的作用下對該工程及基礎建設危害是很大的。因此,防滲加固施工質量的好壞直接影響其安全運行,水利工程建設者及單位對此要十分重視。根據水利工程周圍的環境來決定合適的滲控技術,它是直接決定該項目在實際使用過程中能否發揮作用。如今,我國在水利工程防滲技術方面有了一定的累積經驗,每種新技術有各自的原理、施工工藝、優缺點和適用性。在實際工程中要根據相應的綜合防滲技術,達到科學、經濟、合理的目的。
參考文獻:
[1]徐林,諸青.防滲墻在堤防滲控技術中的應用小結[J].科技視界,2012(17).
[2]王奎江.淺談防滲墻在堤防滲控技術中的應用[J].黑龍江科技信息,2011(18).