徐磊
(黑龙江省善水建设开发有限公司,黑龙江 哈尔滨 150001)
随着国家经济迅速发展,因此对水利行业发展提出更高的要求,在做新开工建设水利工程的同时做好原有水利工程的维护改造是新时期建设的重点,在这过程中,堤坝的渗漏是最容易出现的问题,因此要做好对水利工程堤坝的防渗加固工作。
水是人类生产和生活必不可少的宝贵资源,但其自然存在的状态并不完全符合人类的需要。只有修建水利工程,才能控制水流,防止洪涝灾害,并进行水量的调节和分配,以满足人民生活和生产对水资源的需要。水利工程需要修建坝、堤、溢洪道、水闸、进水口、渠道、渡漕、筏道、鱼道等不同类型的水工建筑物,以实现其目标。在这当中,堤坝建设时水利工程的基础,堤坝占整个水利工程的80-90左右,因此做好堤坝的防渗加固相当重要。在我国的水利工程中,有相当一部分是上世纪60-70年代兴建的,经过多年运行,有很多水库和大坝都有或多或少的渗漏现象,水库大坝渗透是指大坝建成后,库水在坝上、下游水位差作用下,经坝基和坝肩岩、土体中的裂缝、孔隙、破碎带或是喀斯特通道向坝下游渗漏的现象,在这一渗漏过程中,渗透水流将坝体岩土中的颗粒结构、土壤粘性等破坏,对堤坝稳定性产生了严重影响,严重的话将会导致堤坝坝体或坝基严重变形,进而对堤坝造成极大破坏。通过坝基的的渗漏称坝基渗漏,经坝肩的渗漏称绕坝渗漏。我们通过对堤坝进行防渗加固施工,清除了堤坝中存在的安全隐患,增强了堤坝的防洪抗洪能力,另一方面,通过防渗加固可以使堤坝更好的发挥其作用,提高了堤坝的使用效率,其次堤坝的防渗加固技术也对四周的水土流失起着维护作用,为环境的改善发挥着自身的作用。
现代的水坝主要有两大类:土石坝和混凝土堤坝,近些年来,大型堤坝都采用高科技的钢筋水泥建筑。土石坝是用土或石头建造的宽坝。因为底部承受的水压比顶部的大的多,所以底部较顶部宽。土石坝多是横越大河建成的,用的都是既普通又便宜的材料。由于物料较松散,能承受地基动摇。但水会慢慢渗入堤坝,降低堤坝坚固程度。因此,工程师会在堤坝表面加一层防水黏土或设计通道,让部分水流走。混凝土坝多用混凝土建成,通常建筑在深而窄的山谷,因为只有混凝土才能承受堤坝底部的高水压。混凝土坝可以细分为混凝土重力坝,混凝土拱坝,混凝土支墩坝等。混凝土坝的主要特点是利用自身的重量来支撑水体压力。
在水利工程中堤坝容易出现渗透破坏、滑坡、开裂和没治,在以上问题中渗透破坏占据了大多数,其中渗透破坏主要通过渗漏、管涌、流土、接触冲刷、接触流土这几种为主要表现形式。渗透破坏对坝体产生破坏主要体现在下几个方面:(1)由于构建堤坝本身的材质无法均匀分布造成堤坝中含有孔洞等从而造成堤坝的渗漏。(2)由于筑堤时未清基,造成堤坝和堤基接触不紧密,从而产生渗漏。(3)在构建地基时未对坝基惊心地质检测,从而造成坝基中存在砂层、砂壤土层等透水层。
我国通常采用的防渗方法是灌浆或防渗墙法来应对渗透或降低浸润线,在采取以上方法的同时还需要使用防滑桩或压重等对堤坝的抗滑能力进行提升。造成滑坡的因素较多,因此我们需要从根本上进行处理,通常采用降低坝体浸润线或对构成坝体的土体强度进行加强。而随着材料技术的进步,新的土工膜在坝体上的应用越来越常见,和加筋材料配合使用可以有效的提升坝体土体的稳定性。
水利工程堤坝防渗加固灌浆防渗法主要采用的是劈裂式灌浆、低压速凝式灌浆和高压填充式灌浆三种方法。下面将就这三种方法进行具体的介绍:(1)劈裂式帷幕灌浆法是根据水力劈裂原理而来的,在堤坝上采用钻孔的方式向堤坝内进行灌浆,当向堤坝土体内进行灌浆时,灌浆作用在孔壁上的径向压力引起孔的扩张,使孔壁土体受劈裂挤压力,而当这些应力超过土体的抗拉强度时,就会产生一定的裂缝,这种是水力劈裂原理,在不稳定的堤段钻孔同时进行灌浆,压入浆液的压力和浆液自重,使堤坝内沿着堤坝方向形成了一层或是几层的粘土帷幕,从而达到对堤坝防渗加固的作用。(2)低压速凝式灌浆法是通过向探测到存在管涌位置的地方进行钻孔,而后通过钻孔向管涌位置灌入具有速凝效果的浆液,随之浆液的膨胀堵死管涌位置。(3)高压填充式灌浆法是指用钻机从堤顶钻孔,钻孔直达地基,而后向孔中灌入泥浆,从而达到加固坝基的目的,同时对坝体上的蚁穴也可采用此种方法进行封堵。
混凝土防渗墙沿坝体延伸。在松散透水地基中连续造孔,以泥浆固壁,往孔内灌注混凝土而建成的墙形防渗建筑物。它是对闸坝等水工建筑物在松散透水地基中进行垂直防渗处理的主要措施之一,防渗墙按分段建造,一个圆孔或槽孔浇筑混凝土后构成一个墙段,许多墙段连成一整道墙。墙顶部与堤坝防渗体连接,两端与岸边防渗设施连接,底部嵌入基岩或相对不透水地层中一定深度,即可截断或减少地基中渗透水流,混凝土防渗墙施工技术能够对防渗墙厚度进行有效控制,而且墙段的结合比较紧凑、密实,具有较高的安全性和可靠性,混凝土防渗墙施工技术可分为浅薄型和深厚型两种。
堤坝渗漏作为影响堤坝的主因,在堤坝防渗加固中占有重要比例,所以,做好水利工程堤坝防渗加固工作对我国水利发展具有重要的意义。
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