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中國水利水電第十一工程局有限公司(450000)
經濟的發展和社會的進步,對水利工程建設的要求越來越高。水利工程是用于控制和調配自然界地表水和地下水的重要工程,水利工程的有效建設能達到除害興利的目的,協調自然界和人們的生產生活。我國的水資源十分匱乏,并且分布不均,水利工程的修建在我國古代就已經開始,主要用于農業種植和貨物運輸,到今天已經有了悠久的歷史。但古代的修建技術十分有限,又受到環境和氣候地影響,導致水利工程惠及民生的范圍十分有限。隨著經濟的發展,水利工程的施工技術正在不斷地發展和完善。當前我國對水利工程建設更加重視,水利工程被廣泛用于防洪泄洪、發電、農業種植及居民生活的日常用水,水利工程的發展對我國經濟的發展有重要的推動作用。水利工程調配的水資源,能夠實現我國農業、畜牧業、林業、居民用水、發電及附屬行業的發展,已經成為了當今社會發展和人們生活的重要一部分。雖然水利工程修建的技術不斷提高,但是由于施工技術的難度系數比較大,施工工藝復雜,所以在施工中難免會出現各種各樣的技術問題,影響水利工程設施的正常運作和使用,其中的滲漏問題是施工中的常見問題,也是必須解決的重要問題,因此,要創造性地運用灌漿技術,對工程進行加固,使其具有較強的防滲效果,以有效提高工程的質量和使用壽命。
水利工程離不開水,常年承受著水的沖擊、自然環境的侵蝕,所以對水利工程的質量要求就特別高,因為一旦在施工過程中有處理不當的地方,在自然環境的破壞下就會出現滲漏問題,嚴重的甚至會有倒塌的風險。所以要正確認識到水利工程中滲漏的形成原因[1]。
由于水利工程坐落于江河之上,長時間受到水的沖擊,如基礎處理不當或材料質量不合格,隨著時間的流逝會出現一定的問題;有些工程建設在叢林、山川之間,有可能受山體滑坡、泥石流、洪水、地震等自然災害的破壞,一旦工程中出現小的問題,時間一長就會引發滲漏問題。此外,即使沒有自然災害的發生,也會受自然環境的影響,風吹日曬、雨雪的侵蝕和溫度的變化也會造成水利工程的破壞,不可避免的發生滲漏。
水利工程的修建有較高的技術要求,在工程建設初期,選址、地質勘探、圖紙設計、施工人員的技術素質等都有很高的專業要求,如果工程前期對地質勘探與周邊環境調研不足,工程設計圖就可能出現施工偏差,這就從根本上給工程埋下了技術隱患;施工中工作人員的技術如果不夠熟練,對一些技術要求高的操作就不能完美的施工,如果出現偏差會最終影響施工質量;施工中,采購及質檢人員對施工材料質量把控不嚴,管理人員驗收不細致,也都無法保證工程質量,為滲漏埋下隱患[2]。
水利工程修建質量的好壞與技術人員的素質有著至關重要的關系,工程從前期選址、規劃和設計,再到后期施工、驗收與維護,每一道工序都需要技術人員和工人的精準施工、管理人員的嚴格把關,此外作業人員如果對設計圖紙和施工的先后順序不了解,就會在施工中出現失誤,而這一點點小的失誤,在施工后期或使用后就會演變成大的安全隱患,經過長時間的使用,小的瑕疵也可能發生滲漏,嚴重影響工程質量[3]。
水利工程中的防滲不僅是施工中的重要工作,也是建成投入使用后重點關注的問題,只有前期對防滲工作做到位,工程才能長久地發揮作用,降低后期的維護費用和成本。因此,要熟練掌握不同的滲漏形式,針對滲漏的不同特點,采取解決措施。
變形縫滲漏主要是止水帶的安裝和接頭質量沒有達到要求,作業人員在施工時由于加固不夠牢靠,導致止水帶在施工過程中偏離設計位置,止水帶喪失應有的作用而造成滲漏。止水帶接頭的施工質量不合格,同樣會出現變形縫滲漏[4]。
施工縫滲漏主要是指在施工過程中混凝土分層澆筑時施工縫出現的滲漏。與普通建設工程鋼筋混凝土相比,水利工程為大體積混凝土,大多都是分塊、分層多次澆筑完成的,施工時如果對施工縫處理不到位,就會引發施工縫滲漏。
混凝土施工過程中未控制溫度,或澆筑完成未按規范要求進行養護,導致混凝土內外溫差較大而產生裂縫,混凝土強度未達到設計要求而過早受力均會產生裂縫,這些裂縫同樣會出現滲漏。混凝土在施工過程中振搗不密實,中間存在空隙,也會出現滲漏現象[5]。
水利工程不管出現什么形式的滲漏,輕者影響水利工程的美觀,重者影響水利工程的運行和使用壽命,嚴重者還可能會發生安全事故。因此,所有的水利工程滲漏均需要處理,大多采用灌漿處理的方法。根據不同的部位、滲漏量,采取不同的灌漿材料和設備,如采用水泥、聚氨酯或黏土等。根據滲漏量的大小,選取合適的鉆孔設備在滲漏處鉆孔,選用合適的灌漿設備用合適的壓力將灌漿材料壓入裂縫、空隙等部位,將空隙、裂縫等滲漏部位填充密實,從而起到堵漏的效果。為使灌漿材料快速凝結,不被水沖走,一般滲漏處理采用親水性灌漿材料,如聚氨酯,或者在水泥漿中摻入外加劑等。
灌漿是按一定的配比要求,將具有流動性和膠凝性的漿液,通過鉆孔或預埋管的施工方式,壓入縫隙中,使其膠結硬化成整體,達到防滲、固結、增加工程強度的目的。灌漿的方式多種多樣,按其作用可分為帷幕灌漿、固結灌漿、接縫灌漿等。按灌漿材料可分為水泥灌漿、化學灌漿、黏土灌漿等。灌漿技術的分類與水利工程的作用、材料的配比和施工技術有關。近年來,隨著科技與施工技術的發展,比較常用的灌漿技術是高壓噴射灌漿技術、劈裂灌漿技術、控制性灌漿技術及防滲帷幕灌漿技術[6]。
高壓噴射灌漿是指利用高壓射流的沖擊力破壞被灌土體,使漿液與土粒摻和凝結,從而形成防滲板墻的一種施工技術。該技術根據水頭的高低和噴射形式可以分為三種:第一種是定噴,在噴射的過程中適用于低水頭的防滲墻,形成較薄的板墻;第二種是擺噴,適用中低水頭,相比于定噴能形成較厚的板墻;第三種是旋噴,適用于高水頭的柱列式防滲墻,其形成的樁柱狀凝結體可用于加固地基,堅實度較好。高壓噴射灌漿技術操作簡單,需要的人力、物力較少,對技術要求不高,所以施工效率高。但是在操作時也要根據工地特點和實際情況來確定各種參數,嚴格把控進漿量、進水量、漿液濃度等。
劈裂灌漿是指利用水力劈裂原理,在壩軸線上鉆孔、加壓灌注泥漿形成新的防滲墻體。當壩體被劈裂后沿著縫隙將泥漿灌入,再借助泥漿自身的重力和漿、壩互壓的作用,形成與壩體相結合的防滲墻,改善滲漏問題。這種灌漿方法可以填充裂縫,使壩體更具有整體性和穩定性。劈裂灌漿大多用在土壩的防滲中[7]。
控制性灌漿作為水利工程的新興施工技術,近年來慢慢被廣泛應用。控制性灌漿技術是在水泥漿中加入外加劑,以此來控制水泥漿凝結時間,從而達到控制漿液流態、凝固時間、漿體與滲漏水體。這是該項技術的核心,并以其操作簡單、工期短、成本低、工程效果好等優點在滲漏問題處理中被廣泛運用。
帷幕灌漿也叫止水帷幕,是將漿液灌入巖體或土層的裂隙、孔隙中,形成連續的阻水帷幕,以減小滲流量和降低滲透壓力的灌漿技術。帷幕頂部與混凝土閘底板或壩體連接,底部深入相對不透水巖層,能阻止或減少地基中地下水的滲透,并與其下游的排水系統共同作用,降低滲透水流對閘壩的壓力。
水利工程是國家經濟建設中基礎性、民生性的重要工程,灌漿技術的正確運用和不斷完善是處理防滲工作的關鍵。產生滲漏的原因多種多樣,要重視并做好防滲工作,在施工過程中要根據不同的滲漏的情況,選擇合適的灌漿技術,確保能達到防滲堵漏的效果。