張玲
摘 要:在水利工程的施工過程中,提防出險情況時有發(fā)生。本文就水利工程中堤防出險的種類進行了一系列探討和研究,并根據(jù)具體情況確定相應(yīng)的防滲施工方案。
關(guān)鍵詞:水利工程;堤防;防滲施工;探討
所謂提防,就是指沿河、湖、行洪區(qū)、分洪區(qū)、圍墾區(qū)邊緣修筑的能起到擋水作用的建筑物,它是世界上最早使用并且使用范圍最廣的防洪工程。
筑堤能有效地防御洪水,保護當?shù)鼐用竦纳a(chǎn)生活。通過對河堤洪水的有效約束,洪水就能被限制在行洪道內(nèi),增加等量水深,大大增加行洪流速,從而實現(xiàn)快速泄洪排沙。修筑提防除了能快速泄洪之外,還能起到抵御風浪和海潮的作用。
按其修筑位置可將地方劃分為江堤、湖堤、河堤、海堤以及水庫、蓄滯洪區(qū)低洼地區(qū)的圍堤等;按其功能可分為干堤、支堤、子堤、遙堤、隔堤、行洪堤、防洪堤、圍堤(圩垸)、防浪堤等;按建筑材料可分為:土堤、石堤、土石混合堤和混凝土防洪墻等。
水利作為我縣國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),一直發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。自改革開放以來,我國的水利工程建設(shè)進入了加速期,通過修建水利工程,有效地控制了水流,防止洪澇災(zāi)害,合理地調(diào)節(jié)和分配水量,滿足了人民生活和生產(chǎn)的需求。我國的水利工程建設(shè)遍布全國,受地理位置的限制,水利工程在建設(shè)的過程中,必須要根據(jù)各地區(qū)水利工程建設(shè)的特點和性質(zhì),進行科學(xué)分析以便預(yù)測工程施工過程中可能面臨的問題和風險。在制定堤壩防滲施工方案時,不能一概而論,要根據(jù)各地實際進行科學(xué)規(guī)劃。一般地,堤身設(shè)計是水利工程建設(shè)的重中之重。在對堤身進行防滲施工時,施工人員多采用截滲墻、錐探灌漿和劈裂灌漿等防滲技術(shù)。
一、堤壩防滲處理原則
在堤防防滲除險工程中,水利工程技術(shù)人員在具體的工作實踐中,逐步總結(jié)出一套有效處理堤壩防滲的方法及原則。在處理上游的堤壩滲漏時要遵循“鋪、截、堵”的原則,處理下游時則遵循“導(dǎo)、減、排”的處理原則。實驗結(jié)果表明,這套防滲處理原則能有效地避免施工時出現(xiàn)的滲漏情況,“鋪、截、堵”原則是針對堤壩上游而言的,通過修建鋪蓋、設(shè)置防滲墻和進行帷幕灌漿等方法處理堤壩病害?!皩?dǎo)、減、排”原則則通過修建導(dǎo)滲反濾體、減壓井、排水溝等施工方法降低揚壓力,從而起到防滲的作用。
二、堤壩防滲加固處理的方法
目前,堤壩防滲技術(shù)主要有兩種施工技術(shù)方式,即灌漿法和防滲墻。下面將詳細介紹這兩種施工技術(shù)。
1.帷幕灌漿法。帷幕灌漿(curtain grouting)是一項使用廣泛防滲效果極佳的堤壩防滲工程建設(shè),它主要通過在閘壩的地基中進行灌漿施工并建造防滲帷幕的方式從而有效地抑制堤壩滲漏。在施工時,技術(shù)施工人員要將帷幕頂部與混凝土的閘底板或者壩體進行連接,通過底部深入不透水層達到一定深度以阻止地基地下水繼續(xù)滲漏。帷幕灌漿技術(shù)還可以與下游排水系統(tǒng)共同作用,有效地降低滲透水流對閘壩的揚壓力從而保護堤身。
帷幕灌漿是一種常見的堤壩防滲形式,自20世紀以來主要用于水利工程中建筑地基的防滲處理,有效地保證了水工建筑的安全運行。
當沙礫石地基透水層很深,防滲措施實施有困難時,技術(shù)施工人員就會采用帷幕灌漿法。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(jié)構(gòu)和組成,同時灌入水泥漿或復(fù)合漿形成凝結(jié)體,以達到加固地基和防滲的目的。
采用帷幕灌漿法可以有效地加固堤身,灌漿技術(shù)除作為加固地基外,也適合堤防工程透水地基的防滲處理,構(gòu)筑防滲帷幕。在施工時,要注意堤壩的曲直情況,使用淺孔輕便鉆機等進行施工,用梅花布孔或直線布孔方式進行鉆孔。具體做法是:沿堤壩軸線在堤頂至堤肩1.5m處鉆孔,將孔距統(tǒng)一設(shè)為3m,孔深視堤身情況而定,一般以穿過堤身鉆入基礎(chǔ)1-2m為佳。技術(shù)施工人員在施工時,習(xí)慣采用自下而上,少量多次;水泥漿比重先稀后稠,循序漸進;壓力先小后大,靈活控制的施工方式,這樣處理可以有效掌控泥漿的方向,形成一道帷幕,增強防滲效果。
壓力注漿法是另一種堤壩防滲處理方法,它利用液壓過氣壓把能凝固的漿液均勻地注入填料地層中,漿液以填充、滲透和擠密等方式,驅(qū)走土顆粒間的水分和空氣后填充其位置,經(jīng)過一定的時間后,漿液將原來松散的土粒膠結(jié)成一個整體,從而使土基得到加固,減少工后沉降。在注漿施工時,技術(shù)施工人員需要根據(jù)工程的地質(zhì)條件、工程性質(zhì)等選擇具體的施工方案。在選擇注漿材料時,要根據(jù)注漿的目的和受注體地質(zhì)條件來確定。另外還要注意注漿壓力,在保證注漿質(zhì)量的前提下,控制注漿壓力,避免出現(xiàn)因壓力過大而出現(xiàn)底層破環(huán)或上部構(gòu)造物破壞等情況。
2.防滲墻。所謂防滲墻是指通過專用機具鉆鑿圓孔或開挖槽孔,再將孔內(nèi)澆灌混凝土、回填黏土或者其他防滲材料以及安裝預(yù)制混凝土構(gòu)件等方式形成連續(xù)的地下墻體。另外,也可以通過搭接板樁、灌注樁、定噴樁以及旋噴樁的方式建成防滲墻。當透水地基較淺時,可以采用黏土截水槽,在下游設(shè)置反濾層;當透水地基較深時,可以采用槽孔型和樁柱體防滲墻。
高壓噴射防滲墻適用于水利工程水工建筑物防滲結(jié)構(gòu),在施工時,高壓噴射防滲墻的施工場地必須保證平整、穩(wěn)固。若施工時,施工場地出現(xiàn)低洼、表土松散、緊臨邊坡等情況時,應(yīng)采用回填、夯實、加固和邊坡坡腳保護措施;在施工前,技術(shù)施工人員應(yīng)按施工圖紙及有關(guān)規(guī)范進行施工機械設(shè)備試運行;施工場地布置應(yīng)進行全面規(guī)劃,開挖排漿溝和集漿池,作好冒漿排放措施和環(huán)境保護措施。高壓噴射防滲墻的施工原理是借助高壓射流產(chǎn)生的巨大沖擊力擾動壩基覆蓋層,與此同時將水泥漿灌入,使?jié){液和被灌底層的土顆粒充分摻混至一起,從而形成防滲墻。
自凝灰漿防滲墻在充分吸收和借鑒塑性混凝土墻的基礎(chǔ)上,通過將水泥、膨潤土、少量凝緩混合的方式制成自凝灰漿。在灰漿凝固前可作為造孔的固壁凝漿使用,它會在施工完成后自行凝固,形成一道防滲墻,能有效地起到防滲作用。
自凝灰漿防滲墻主要應(yīng)用于一些大型水利樞紐建設(shè)。在施工時,主要采用國內(nèi)施工隊伍自行設(shè)計施工的方式,這是國內(nèi)水電基礎(chǔ)處理領(lǐng)域的首創(chuàng),不僅填補了國內(nèi)水電設(shè)施建設(shè)的空白,還創(chuàng)造性的提高了水利工程建設(shè)的水平。自凝灰漿防滲墻與傳統(tǒng)的防滲墻施工工藝相比,具有施工功效更高、防滲效果好、工程造價低等優(yōu)勢,主要用于臨時性的圍堰,既降低了施工成本又便于拆卸。
自凝灰漿防滲墻在國內(nèi)施工中取得了首次突破,它突破了傳統(tǒng)的工藝模式,達到了20m,孔深26.1m,有效地減少
了施工時自凝灰漿防滲墻體材料的浪費,減少了環(huán)境污染。
三、結(jié)語
水利同能源、交通、通信、重要原材料等基礎(chǔ)工業(yè)一樣,是國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。水利工程建設(shè)既是我國全面建設(shè)小康社會的需要,也是改善生態(tài)環(huán)境和實現(xiàn)河流防洪安全的需要。在水電站大壩的運行過程中,常會因為自然或人為因素的影響而出現(xiàn)一些損害,出現(xiàn)滲漏情況。為進一步監(jiān)測和控制堤壩滲漏面積的進一步擴大,必須及時采取措施進行堤壩防滲加固處理,根據(jù)實際情況選擇施工技術(shù),確保堤壩防滲加固的工程效果。
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