李文華
摘要:水利工程在居民生產生活中發揮防洪、灌溉等作用,水利工程堤防在施工期間可能出現滲水現象,影響水利工程作用的發揮。基于此,文章以水利工程堤防防滲施工技術為研究對象,首先列舉幾類防滲施工技術,然后以某水利工程為例,闡述堤防防滲施工技術的具體應用,為施工單位提供經驗參考。
關鍵詞:水利工程;堤防;防滲施工
在水利工程施工中,設計方案不足、原材料質量、施工工藝、施工管理等因素會對堤防施工質量產生影響,引發堤防滲漏問題。要想切實杜絕堤防滲漏問題,施工單位需在施工中采用堤防防滲施工技術,保障水利工程施工質量,延長其使用壽命,強化工程效益。
1 水利工程中堤防防滲施工技術
目前我國水利工程中堤防防滲施工技術已趨于成熟,以下四種施工技術在水利工程中的應用最為廣泛。
第一,混凝土防滲墻施工技術,混凝土防滲墻需沿堤防延伸,施工單位在堤防周圍的松散透水地基中進行鉆孔處理,向鉆孔內灌注混凝土,形成混凝土墻體。在堤防防滲施工中,混凝土防滲墻需分段施工,由多個墻段組成一個墻體,將各個墻段的頂部和堤防的防滲體連接,整個墻體的兩側和防滲設施連接,形成防滲整體,控制滲透水流,提高堤防安全性。
第二,帷幕灌漿防滲施工技術。在河床段防滲墻深度不滿足防滲要求時,需采用帷幕灌漿防滲施工,在巖層中鉆取適量的孔洞,向孔洞內注入配置好的漿液,利用漿液的固結作用,提高巖層的強度與密度。帷幕灌漿防滲施工技術的施工工藝較為多樣,如GIN灌漿技術、孔口封閉技術等[1]。
第三,劈裂灌漿防滲施工技術。劈裂灌漿防滲是在壩軸線的位置鉆取孔洞,通過加壓方式向孔內注漿,利用漿液的壓力和漿液的重力,堵塞堤防的滲漏部位,提高堤防的整體性和密實性。
第四,高壓噴射防滲施工技術,在堤防合適位置鉆取孔洞,通過高壓漿噴射設備,向孔洞內噴射漿液,利用漿液的沖擊和振蕩作用,將土層中的顆粒震碎,使漿液與土體混合,提高土層的密實度,避免防滲現象的出現[2]。
2 水利工程中堤防防滲施工案例
2.1 工程概況
某水庫工程負責7.35km2流域的各項水利項目,水庫的蓄水位為280m,水庫的總庫容為105萬m?,能夠灌溉近2400畝田地,具有防洪、灌溉、水產養殖等作用。在該水庫投入運行一年后,當地水利局發現水庫的堤防出現滲漏現象,滲漏區域包括壩體、壩基等,顯著降低壩體的穩定性,影響水庫的正常運行。針對滲漏問題,水利局選擇兩種堤防防滲施工技術,設定兩種施工方案,對比選出最佳的施工方案。方案一:采用混凝土防滲墻施工技術;方案二:采用高壓噴射灌漿防滲施工技術。水利局從施工現場地質條件、施工技術難易程度、施工成本和施工效果四方面,進行對比分析。
就地質條件而言,該水庫堤防條件適用兩種施工方案;就施工技術難易程度而言,方案一的施工設備較為復雜,但效率高、不受環境影響,方案二的施工工藝流程更為簡單,但對水泥漿液有一定要求;就施工成本而言,方案二的成本低于方案二,可節約近15萬元;就施工效果而言,方案二所用的設備更為簡單,施工質量更易控制,施工效果優于方案一。綜合上述對比分析結果,水利局選擇方案二為防滲施工方案。
2.2 高壓噴射灌漿防滲加固施工技術
2.2.1 施工流程與要點
在施工前,施工單位將典型地層為基礎,進行高壓噴射灌漿試驗,明確高壓噴射灌漿施工的參數,并對試驗區域進行壓水試驗,檢查該技術的防滲效果。通過試驗,明確如下高壓噴射灌漿施工參數:灌漿壓力為0.7MPa,對應的灌漿流量為1.2m?/min;灌漿壓力為30MPa,對應的灌漿流量為80L/min;灌漿密度為1.6g/m?;回漿密度為1.3g/cm3;提升速度為12cm/min;轉速為12r/min。在試驗中,高壓噴射灌漿產生的樁體外觀良好,灌漿效率較高,能夠置換堤防中70%的土體。
在實際施工中,施工單位選擇42.5普通硅酸鹽水泥為水泥漿液的原料,并做好水泥管理工作,嚴禁結塊及受潮水泥用于工程施工。水泥漿液的配比設定在1.5:1-0.6:1之間,確保每立方厘米的水泥漿液密度在1.4-1.7g的范圍內。在做好施工準備后,施工單位按照鉆孔→灌漿的順序施工。
在鉆孔施工中,施工單位將高壓旋噴灌漿的孔徑設定為φ110-150mm,要求孔位誤差低于5cm。在鉆孔施工中,施工單位將堤防劃分為兩端,同時施工,按照平整場地→定位鉆機(預防孔斜措施)→鉆孔定位流程進行鉆孔施工,將鉆孔斜率控制在0.3%以內,保障鉆孔的質量。在鉆孔施工過程中,出現泥漿漏失現象,施工單位在泥漿中添加砂石,并適當提升水泥漿液的濃度。在孔口出現正常反漿現象后,繼續鉆進。在灌漿施工中,施工單位按照從下至上的流程開展高壓噴射灌漿施工,對于堤防的搭接位置,施工單位進行復噴,復噴長度大于0.2m。在高壓噴射灌漿結束后,施工單位將套管拔出,采取靜壓灌漿處理,填補孔位下沉引發的漿面降低現象,再進行下一孔的施工。
2.2.2 施工效果分析
在高壓噴射灌漿全部結束后,施工單位開展圍井壓水試驗及抗壓強度試驗,驗證高壓噴射灌漿技術的施工效果。在圍井壓水試驗中,注入水量為0.2148L/min;高噴墻平均厚度為1.15m;圍井軸長為9m,計算所得的滲透系數為1.755×10-7cm/s,標準規范要求的滲透系數為1×10-6cm/s。可見,高壓噴射灌漿技術的防滲效果較強。在抗壓強度試驗中,施工單位選擇三個水泥漿液試件為試驗對象,測量其抗壓強度。三個試件的平均抗壓強度為5.4MPa,標準規范要求的抗壓強度為3MPa。可見,高壓噴射灌漿防滲墻的強度較高,滿足水利工程堤防施工要求。
3 結語
綜上所述,在水利工程堤防防滲施工中,常用的施工技術包括混凝土防滲墻、帷幕灌漿防滲、劈裂灌漿防滲及高壓噴射防滲墻,施工單位需根據工程特點合理選擇。借鑒某水庫大壩工程的經驗,施工單位在應用高壓噴射防滲墻施工技術時,需控制水泥漿液的配比,規范鉆孔、灌漿施工操作,提高堤防防滲施工質量。
參考文獻:
[1]龔飛龍,袁麗麗.水利工程防滲處理中的灌漿施工技術分析[J].建材與裝飾,2020(07):36-37.
[2]陳虹.水利工程堤壩防滲加固施工技術分析[J].科技經濟市場,2019(09):11-12.