水利工程中防滲處理技術(shù)研究

【摘 要】我國(guó)大多數(shù)水利工程始建于上個(gè)世紀(jì)五十年代，受當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件制約，擋水建筑物僅僅是土石壩，經(jīng)過(guò)多年運(yùn)行，許多水庫(kù)都存在不同程度的滲漏問(wèn)題。本文就水利工程中的防滲處理技術(shù)進(jìn)行深入研究。

【關(guān)鍵詞】水利工程；防滲；處理技術(shù)

0.引言

近年來(lái)，我國(guó)水利工程得到了快速發(fā)展，對(duì)水利工程技術(shù)水平和工程質(zhì)量也提出了更高的要求。我國(guó)大多數(shù)水利工程始建于上個(gè)世紀(jì)五十年代，受當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件制約，擋水建筑物僅僅是土石壩，經(jīng)過(guò)多年運(yùn)行，許多水庫(kù)都存在不同程度的滲漏問(wèn)題。本文就水利工程中的防滲處理技術(shù)進(jìn)行深入研究。

1.水利工程中的防滲技術(shù)

1.1劈裂灌漿

劈裂灌漿是以土體水力劈裂原理，沿堤軸線布孔，利用堤身的最小主應(yīng)力面和堤軸線方向一致的規(guī)律，在灌漿壓力下，以適宜的漿液為能量載體，將堤身有控制地劈裂，在堤身上形成密實(shí)、豎直、連續(xù)、一定厚度的漿液防滲固結(jié)體，漿液能夠充填密實(shí)與漿脈連通的所有裂縫、洞穴等隱患。該方法能夠有效的處理堤身浸潤(rùn)線出溢點(diǎn)過(guò)高、有散浸現(xiàn)象、裂縫（其中不包括滑坡裂縫）、各種洞穴。劈裂灌漿防滲處理技術(shù)，多采用單排布孔。孔距6～10m。在彎曲堤段需要適當(dāng)縮小孔距。灌漿孔口壓力以產(chǎn)生沿堤線方向脈狀擴(kuò)散形成一連續(xù)的防滲體，但又不得產(chǎn)生有害的水平脈狀擴(kuò)散和變形為準(zhǔn)，需要現(xiàn)場(chǎng)灌漿試驗(yàn)或施工前期確定。堤防灌漿口壓力多在0.1-1.0MPa之間。堤身劈裂灌漿應(yīng)“多次適量灌”，按工序灌漿，推遲壩面裂縫的出現(xiàn)和控制裂縫的開(kāi)度在5cm之內(nèi)，并在灌后能基本閉合。每孔灌漿次數(shù)應(yīng)在6次以上，形成的脈狀泥墻厚度應(yīng)在4～18cm之間?？紤]到堤身應(yīng)力，劈裂灌漿應(yīng)在壩體的枯水期進(jìn)行，為了壩體安全，還應(yīng)核算灌漿期堤坡的穩(wěn)定性，對(duì)堤身變形、裂縫等數(shù)據(jù)進(jìn)行合理觀測(cè)。對(duì)于較寬的堤防，也應(yīng)核算堤身應(yīng)力分布，避免產(chǎn)生貫穿性橫縫。

劈裂灌漿鉆孔一般是一次成孔。在沖擊鉆進(jìn)中一般采用兩種方式，第一是取土鉆頭干鉆鉆進(jìn)；第二是沖擊錘頭錐擊鉆進(jìn)。在回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)中普遍采用泥漿循環(huán)鉆進(jìn)，特別是在一些中大型的水利工程施工中，應(yīng)合理選用沖洗液循環(huán)鉆進(jìn)，一般不采用清水鉆進(jìn)，在沖洗液選擇上應(yīng)依據(jù)堤壩的土質(zhì)條件、滲透程度來(lái)?yè)駜?yōu)選用。鉆孔孔徑可小到Φ20mm，一般孔徑在Φ70-Φ130mm之間。所有灌漿鉆孔均需埋設(shè)孔口管，使頂部灌漿壓力由孔口管承擔(dān)，可施加較大的灌漿壓力，促使?jié){液析水固結(jié)，有利于提高漿液的固結(jié)速率和漿體結(jié)石的密實(shí)度。

1.2槽段式防滲墻

槽段式防滲墻可采用抓斗、沖擊鉆劈打、輪銑、射水、鋸槽、鏈斗、多頭鉆等成槽機(jī)具分一、二期跳打成槽。按槽厚可分為薄墻，規(guī)格為20-60cm和厚墻，規(guī)格為60-120cm。受機(jī)械尺寸所限，抓斗、沖擊鉆劈打、輪銑等機(jī)具僅能形成厚墻，槽孔長(zhǎng)度多依據(jù)地質(zhì)條件、混凝土供應(yīng)強(qiáng)度、施工工藝等確定，多在2-5m間。而射水、鋸槽、鏈斗、多頭鉆等成槽機(jī)具和改進(jìn)的薄型抓斗（30～40cm）、輪銑（20-60cm）機(jī)具可以形成較薄的薄墻。各種機(jī)具都有其適用地層的問(wèn)題，如卵礫石含量高且大的地層，多采用沖擊鉆造孔，抽桶出渣，甚至采用預(yù)爆破或定向聚能爆破作業(yè)處理。墻體材料可采用混凝土、鋼筋混凝土、塑性混凝土、土工膜、自凝灰漿?；炷?、塑性混凝土采用槽孔內(nèi)下道管泥漿中澆筑成墻工藝。鋼筋混凝土則在澆筑前置入鋼筋籠。

1.3高壓噴射灌漿技術(shù)

高壓噴射法就是用高壓泥漿泵，通過(guò)安裝在鉆桿頂端置于孔底的特殊噴嘴，利用工程鉆機(jī)鉆孔至設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的深度后，向周?chē)馏w高壓噴射固化漿液，一般使用水泥漿液，同時(shí)鉆桿以一定的速度邊旋轉(zhuǎn)邊提升，高壓射流使一定范圍內(nèi)的土體結(jié)構(gòu)破壞，強(qiáng)制性的讓固化漿液混合，凝固后便在土體中形成具有一定性能和形狀的固結(jié)體。

固結(jié)體的形狀一般與噴射流的移動(dòng)方向有著密切關(guān)聯(lián)。一般分為三種：第一，旋轉(zhuǎn)噴射；第二，定向噴射；第三，擺動(dòng)噴射。旋轉(zhuǎn)噴射樁主要用于加固地基；定向噴射固結(jié)體呈壁狀，擺噴形成厚度較大的扇狀固結(jié)體。定向噴射和擺動(dòng)噴射通常用于地基防滲，改善地基土的水力條件及邊坡穩(wěn)定等水利水電工程。

1.4水泥土加固法

水泥土加固法是當(dāng)水泥漿與土攪拌后，水泥顆粒表面的礦物很快與黏土中的水發(fā)生水解和水化反應(yīng)，在顆粒間形成各種水化物。這些水化物有的繼續(xù)硬化，形成水泥石骨料，有的則與周?chē)哂幸欢ɑ钚缘酿ね令w粒發(fā)生反應(yīng)。通過(guò)離子交換和團(tuán)?；饔檬馆^小的土顆粒形成較大的土團(tuán)粒；通過(guò)硬凝反應(yīng)，逐漸生成不溶于水的穩(wěn)定的結(jié)晶化合物，從而使土的強(qiáng)度提高。通過(guò)以上反應(yīng)，使軟土硬結(jié)成具有一定整體性、水穩(wěn)性和一定強(qiáng)度的水泥加固土。

根據(jù)目前的水泥加固法施工工藝，攪拌樁可布置成三種方式，分別為柱狀、壁狀和塊狀，在堤防上用于地基加固，主要采用樁式，而用于防滲加固，應(yīng)采用壁狀式，壁狀式是將相鄰攪拌樁部分重疊搭接即成為壁狀加固型式，組成水泥土擋墻，這種擋墻具有較高的抗?jié)B性能，可以形成良好的隔水帷幕。

水泥土的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度一般為300～400kPa，比天然軟土大幾十倍至百倍，但影響水泥土無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度的因素很多，如水泥摻入量、齡期、水泥標(biāo)號(hào)、土樣含水率和有機(jī)質(zhì)含量以及外摻劑等等。為了降低工程造價(jià)，可以采用摻加粉煤灰的措施。摻加粉煤灰的水泥土，其強(qiáng)度一般比不摻粉煤灰的高。不同水泥摻入比的水泥土，當(dāng)摻入與水泥等量的粉煤灰后，強(qiáng)度均比不摻粉煤灰的提高10%，因此采用深層攪拌法加固軟土?xí)r摻入粉煤灰，不僅可消耗工業(yè)廢料，還可提高水泥土的強(qiáng)度。

1.5排水固結(jié)法

排水固結(jié)法是軟粘土地基在荷載作用下，土孔隙水慢慢排出，孔隙比減小，地基發(fā)生固結(jié)變形。同時(shí)，隨著超靜水壓力逐漸消散，土的有效應(yīng)力增大，地基土的強(qiáng)度逐步增長(zhǎng)。排水固結(jié)法是由排水系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)兩部分組合而成的。排水系統(tǒng)可以在天然地基中設(shè)置豎向排水體，例如普通砂井、袋裝砂井、塑料排水板等，以及利用天然地層本身的透水性。加壓系統(tǒng)有堆載法、真空法等。排水固結(jié)法主要可以解決粘土地基的沉降問(wèn)題和穩(wěn)定問(wèn)題。

2.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在水利工程防滲技術(shù)中我們應(yīng)綜合采用隱患探測(cè)技術(shù)進(jìn)行堤壩隱患探測(cè)，并結(jié)合鉆孔進(jìn)行驗(yàn)證，點(diǎn)、面結(jié)合，提高了堤防隱患勘察結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。同時(shí)利用隱患探測(cè)技術(shù)對(duì)垂直防滲施工質(zhì)量檢測(cè)進(jìn)行有效監(jiān)督，確保水利工程的質(zhì)量過(guò)關(guān)，保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全。 [科]

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