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摘要:由于水利工程运行过程中导致堤坝发生渗漏的因素较多,任何一个环节控制不到位都可以引发渗漏。因此要重视堤坝防渗设计在水利工程中的应用,下面本文就对此展开探讨。
关键词:堤坝防渗设计;水利工程;应用;
1水利工程中堤坝渗漏的基本类型
1.1 险情的分类
(1)按堤坝裂缝产生的成因可分为不均匀沉陷裂缝、滑坡裂缝、干缩裂缝、冰冻裂缝、振动裂缝。其中,滑坡裂缝危险性非常大。(2)按裂缝出现的部位可分为表面裂缝、内部裂缝。堤坝表面一旦出现裂缝,人们可以直接观察到,也可以给予及时处理,但是,堤坝的内部出现裂缝,不容易被人们发现,其带来的危害相比来说更大。(3)按裂缝走向可分为横向、纵向和龟纹裂缝。其中,横向裂缝比较危险,特别是贯穿性横缝,是渗流的通道,属重大险情。
1.2 裂缝的成因
(1)不均匀沉降。堤防基础土质条件差别大,有局部软土层;或堤身填筑厚度相差悬殊,引起不均匀沉陷,产生裂缝。(2)施工质量差。由于我国早期的部分水坝建设时设备不够先进,较难保证水利工程的建设质量。个别工程因工期较短,规划和建设基本同步进行,导致堤坝在建设过程中没有科学的标准性和专业性。同时过度节省建设成本,并未切实考虑堤坝可能出现特殊情况,造成堤坝裂缝,因此,应重视水利项目建设质量。
(3)堤身存在隐患。害堤动物如白蚁、獾、狐、鼠等的洞穴,人类活动造成的洞穴如坟墓、藏物洞、军沟战壕等,在渗流作用下,可引起局部沉陷并产生裂缝。(4)水流作用。背水坡在高水位渗流作用下,由于抗剪强度降低,临水坡水位骤降或堤脚被掏空,常可能引起弧形滑坡裂缝,特别是背水坡堤脚有塘坑、堤脚发软时,容易发生。(5)后期维护原因;堤坝裂缝不但和建设期间遇到的问题有关,也和后续维护工作密切相关。如施工完成后未重视保养工作,且发生裂缝时也未能及时处理,均造成堤坝裂缝严重化。通常堤坝施工结束后,是以承包的形式让相关企业担负后续的养护任务,无专人专项管理,无法根据实际状况开展监查报告,易发生如机械设施损坏或受到腐蚀等问题,使其难以在干燥或多雨季节安全运行,出现溃坝的风险。
1.3 水利工程中堤防防渗施工方案的选择
针对三种险情,我们可以采取三种不同的施工方案进行解决。第一,就是针对堤身本身可以采取防渗墙处理,该工艺不会影响到周围环境或生态环境,且操作流程简单,无较大的机械设施,施工人员能单独完成。因此,这种处理方法常用于处理相对复杂的堤坝渗漏问题。但需要注意,在施工前应仔细勘察周边环境,清除障碍物。第二,可以选取物美价廉的材料来对堤坝设置堤防截渗墙。这样做的好处不但可以降低工程成本还可以有效的预防堤防滲水。第三,针对堤身粒径比较粗的地质,可以选择开糟式将其进行修筑,这样不仅仅大大提高堤防工程自身的特点,同样还可以采用排水减压的方式进行处理保护。
2 水利工程堤坝渗漏具体原因分析
现阶段,在建设水利工程当中,发生堤坝渗漏的原因基本可以划分为自然原因与人为原因两部分。其一,自然原因就是指当地绝大部分的水利工程堤坝的修建时间都比较早,其中一些规模不大的水利工程当中,更是使用了长达60年左右的时间,因此经受了几十年的风吹日晒、雨水冲刷、山体滑坡甚至是地震等自然因素的影响,许多堤坝的安全性与可靠性已经不存,渗漏问题日益严重。其二,人为原因就是指在水利工程建设过程中,由于施工技术以及设备等比较落后,导致以前修建的一些水利工程当中的堤坝往往存在或大或小的质量问题。另外,就是小部分堤坝在水利工程修建初期,就存在不规范的行为,比如偷工减料、贪污工程款等现象,导致修建的水利工程无法达到预期的标准与使用寿命。最后就是在水利工程长期投入使用之后,人工的养护与管理工作存在一定的偏差,这也是堤坝渗漏的原因之一。
3堤坝防渗的设计原则
要求相关从业人员整理出了一系列有关防止堤坝渗漏的技术手段以及丰富的经验,并最终生成了一个科学且合理的堤坝防渗设计原则。就是指在设计堤坝防渗过程中,针对上游与下游采取不同的设计原则,其中上游主要是铺、截、堵,就是对上游堤坝进行进一步的铺盖与修建、并借助于防渗墙等对上游水流进行截水与堵水。而下游则为导、减、排,就是指对下游堤坝进行减压井的修建,并设计排水沟及时排水,做好导水工作,最终实现水压的降低,改善堤坝渗漏情况。经过了当地不断的实践结果表明,借助于这种堤坝防渗设计原则,在后续的水利工程建设当中取得了十分不俗的成绩。
4堤坝防渗设计在水利工程中的应用
4.1防渗墙技术
所谓的防渗墙技术,就是指借助于专业的设备进行槽孔的开挖,而后利用这个孔洞来浇筑混凝土,从而生成一个连续且坚硬的地下墙体,用于堤坝的防渗漏。因为防渗漏原理的不同,又分为几种不同的类型:其一,就是高压喷射型。这种防渗墙巧妙的利用了高压喷射强大的冲击力,对堤坝坝基部位进行冲击,同时又迅速浇筑混凝土,从而使混凝土能够完全与坝基部位的土体融合,最终经过凝固可成为一道防渗墙。其二,就是垂直铺塑。这种防渗墙主要是使用了挖槽机,并且要求挖槽机的制式为链斗式,而后巧妙的利用其中链条对堤坝内部来开挖,挖掘出槽孔用于泥浆的浇灌,在浇灌完成之后立即铺设防渗膜,这种防渗墙在水利工程当中十分适用于沙壤土的建设地区。其三,就是自凝灰浆型。这种防渗墙是依托于混凝土墙延伸而来的,主要是通过对堤坝内部进行水泥或者缓凝剂的使用,从而在内部形成自凝灰浆,经过加固后形成混凝土墙,从而起到防渗与加固的作用。
4.2堤坝灌浆防渗技术
这种防渗技术又可以分为高压填充、低压速凝以及劈裂这三种形式的灌浆。其中高压填充能够有效解决受到风吹日晒雨淋或者害虫侵袭所导致的堤坝渗漏状况。结合于专业的钻机设备,在坝端进行钻孔工作,而后在土层当中放入套管,对其进行泥浆浇筑,最后还需要使用黄泥浆来对套管进行密封处理。而低压速凝则更加适合应用在水位较高的情况当中,当出现管涌现象时,首先深入管涌的发生区域进行实地勘察与分析,而后进行钻孔工作,在孔洞当中填充膨胀性较强的物质,最后再速凝剂含量较高的泥浆,使其迅速凝固。通过这种工作流程,能够使膨胀物质控制管涌当中的水流速度,并且借助于凝固来对管涌进行堵塞。而劈裂灌浆的方式往往更加适用于堤坝的加固工作当中。由此可见,在进行堤坝防渗设计时,相关技术人员一定要结合当地气候条件,因地制宜合理选择一个最适合的防渗技术。
4.3聚丙烯纤维混凝土抗渗技术
这种技术当中有效应用了聚丙烯这种材料,并且由于其高强度、低比重的优势,在进行混凝土浇筑之后,往往能够更好的控制混凝土强度,使其开裂概率大大降低。而受到纤维的影响,混凝土当中的水分迁移量也会大大降低,因此能够有效的减少坝体体积的变化,从而降低其收缩性,最终控制堤坝开裂现象的出现。加入聚丙烯纤维的混凝土除了具有十分强大的抗渗性之外,还能够极大的改善温度变化所带来的混凝土内部压力形变,从而有效限制温度裂缝的扩大。
结束语
综上所述,在水利工程的发展过程中,受干旱气候的影响,大力发展水利工程已经成为重要的举措,同时也是当地经济建设以及改善民生的重要途径,因此必须要在水利工程建设过程中注重堤坝防渗设计,提高堤坝的使用寿命。
参考文献
[1] 李力强.水利工程施工中堤坝防渗加固技术的应用 [J].建筑工程技术与设计,2017,000(001):732.
[2] 王广昌.水利工程施工中堤坝防渗加固技术的探讨 [J].价值工程,2020,v.39;No.560(12):125-126.
[3] 平伯瑜.水利工程施工中堤坝防渗加固技术的探讨 [J].黑龙江科技信息,2019,000(007):106-107.
关键词:堤坝防渗设计;水利工程;应用;
1水利工程中堤坝渗漏的基本类型
1.1 险情的分类
(1)按堤坝裂缝产生的成因可分为不均匀沉陷裂缝、滑坡裂缝、干缩裂缝、冰冻裂缝、振动裂缝。其中,滑坡裂缝危险性非常大。(2)按裂缝出现的部位可分为表面裂缝、内部裂缝。堤坝表面一旦出现裂缝,人们可以直接观察到,也可以给予及时处理,但是,堤坝的内部出现裂缝,不容易被人们发现,其带来的危害相比来说更大。(3)按裂缝走向可分为横向、纵向和龟纹裂缝。其中,横向裂缝比较危险,特别是贯穿性横缝,是渗流的通道,属重大险情。
1.2 裂缝的成因
(1)不均匀沉降。堤防基础土质条件差别大,有局部软土层;或堤身填筑厚度相差悬殊,引起不均匀沉陷,产生裂缝。(2)施工质量差。由于我国早期的部分水坝建设时设备不够先进,较难保证水利工程的建设质量。个别工程因工期较短,规划和建设基本同步进行,导致堤坝在建设过程中没有科学的标准性和专业性。同时过度节省建设成本,并未切实考虑堤坝可能出现特殊情况,造成堤坝裂缝,因此,应重视水利项目建设质量。
(3)堤身存在隐患。害堤动物如白蚁、獾、狐、鼠等的洞穴,人类活动造成的洞穴如坟墓、藏物洞、军沟战壕等,在渗流作用下,可引起局部沉陷并产生裂缝。(4)水流作用。背水坡在高水位渗流作用下,由于抗剪强度降低,临水坡水位骤降或堤脚被掏空,常可能引起弧形滑坡裂缝,特别是背水坡堤脚有塘坑、堤脚发软时,容易发生。(5)后期维护原因;堤坝裂缝不但和建设期间遇到的问题有关,也和后续维护工作密切相关。如施工完成后未重视保养工作,且发生裂缝时也未能及时处理,均造成堤坝裂缝严重化。通常堤坝施工结束后,是以承包的形式让相关企业担负后续的养护任务,无专人专项管理,无法根据实际状况开展监查报告,易发生如机械设施损坏或受到腐蚀等问题,使其难以在干燥或多雨季节安全运行,出现溃坝的风险。
1.3 水利工程中堤防防渗施工方案的选择
针对三种险情,我们可以采取三种不同的施工方案进行解决。第一,就是针对堤身本身可以采取防渗墙处理,该工艺不会影响到周围环境或生态环境,且操作流程简单,无较大的机械设施,施工人员能单独完成。因此,这种处理方法常用于处理相对复杂的堤坝渗漏问题。但需要注意,在施工前应仔细勘察周边环境,清除障碍物。第二,可以选取物美价廉的材料来对堤坝设置堤防截渗墙。这样做的好处不但可以降低工程成本还可以有效的预防堤防滲水。第三,针对堤身粒径比较粗的地质,可以选择开糟式将其进行修筑,这样不仅仅大大提高堤防工程自身的特点,同样还可以采用排水减压的方式进行处理保护。
2 水利工程堤坝渗漏具体原因分析
现阶段,在建设水利工程当中,发生堤坝渗漏的原因基本可以划分为自然原因与人为原因两部分。其一,自然原因就是指当地绝大部分的水利工程堤坝的修建时间都比较早,其中一些规模不大的水利工程当中,更是使用了长达60年左右的时间,因此经受了几十年的风吹日晒、雨水冲刷、山体滑坡甚至是地震等自然因素的影响,许多堤坝的安全性与可靠性已经不存,渗漏问题日益严重。其二,人为原因就是指在水利工程建设过程中,由于施工技术以及设备等比较落后,导致以前修建的一些水利工程当中的堤坝往往存在或大或小的质量问题。另外,就是小部分堤坝在水利工程修建初期,就存在不规范的行为,比如偷工减料、贪污工程款等现象,导致修建的水利工程无法达到预期的标准与使用寿命。最后就是在水利工程长期投入使用之后,人工的养护与管理工作存在一定的偏差,这也是堤坝渗漏的原因之一。
3堤坝防渗的设计原则
要求相关从业人员整理出了一系列有关防止堤坝渗漏的技术手段以及丰富的经验,并最终生成了一个科学且合理的堤坝防渗设计原则。就是指在设计堤坝防渗过程中,针对上游与下游采取不同的设计原则,其中上游主要是铺、截、堵,就是对上游堤坝进行进一步的铺盖与修建、并借助于防渗墙等对上游水流进行截水与堵水。而下游则为导、减、排,就是指对下游堤坝进行减压井的修建,并设计排水沟及时排水,做好导水工作,最终实现水压的降低,改善堤坝渗漏情况。经过了当地不断的实践结果表明,借助于这种堤坝防渗设计原则,在后续的水利工程建设当中取得了十分不俗的成绩。
4堤坝防渗设计在水利工程中的应用
4.1防渗墙技术
所谓的防渗墙技术,就是指借助于专业的设备进行槽孔的开挖,而后利用这个孔洞来浇筑混凝土,从而生成一个连续且坚硬的地下墙体,用于堤坝的防渗漏。因为防渗漏原理的不同,又分为几种不同的类型:其一,就是高压喷射型。这种防渗墙巧妙的利用了高压喷射强大的冲击力,对堤坝坝基部位进行冲击,同时又迅速浇筑混凝土,从而使混凝土能够完全与坝基部位的土体融合,最终经过凝固可成为一道防渗墙。其二,就是垂直铺塑。这种防渗墙主要是使用了挖槽机,并且要求挖槽机的制式为链斗式,而后巧妙的利用其中链条对堤坝内部来开挖,挖掘出槽孔用于泥浆的浇灌,在浇灌完成之后立即铺设防渗膜,这种防渗墙在水利工程当中十分适用于沙壤土的建设地区。其三,就是自凝灰浆型。这种防渗墙是依托于混凝土墙延伸而来的,主要是通过对堤坝内部进行水泥或者缓凝剂的使用,从而在内部形成自凝灰浆,经过加固后形成混凝土墙,从而起到防渗与加固的作用。
4.2堤坝灌浆防渗技术
这种防渗技术又可以分为高压填充、低压速凝以及劈裂这三种形式的灌浆。其中高压填充能够有效解决受到风吹日晒雨淋或者害虫侵袭所导致的堤坝渗漏状况。结合于专业的钻机设备,在坝端进行钻孔工作,而后在土层当中放入套管,对其进行泥浆浇筑,最后还需要使用黄泥浆来对套管进行密封处理。而低压速凝则更加适合应用在水位较高的情况当中,当出现管涌现象时,首先深入管涌的发生区域进行实地勘察与分析,而后进行钻孔工作,在孔洞当中填充膨胀性较强的物质,最后再速凝剂含量较高的泥浆,使其迅速凝固。通过这种工作流程,能够使膨胀物质控制管涌当中的水流速度,并且借助于凝固来对管涌进行堵塞。而劈裂灌浆的方式往往更加适用于堤坝的加固工作当中。由此可见,在进行堤坝防渗设计时,相关技术人员一定要结合当地气候条件,因地制宜合理选择一个最适合的防渗技术。
4.3聚丙烯纤维混凝土抗渗技术
这种技术当中有效应用了聚丙烯这种材料,并且由于其高强度、低比重的优势,在进行混凝土浇筑之后,往往能够更好的控制混凝土强度,使其开裂概率大大降低。而受到纤维的影响,混凝土当中的水分迁移量也会大大降低,因此能够有效的减少坝体体积的变化,从而降低其收缩性,最终控制堤坝开裂现象的出现。加入聚丙烯纤维的混凝土除了具有十分强大的抗渗性之外,还能够极大的改善温度变化所带来的混凝土内部压力形变,从而有效限制温度裂缝的扩大。
结束语
综上所述,在水利工程的发展过程中,受干旱气候的影响,大力发展水利工程已经成为重要的举措,同时也是当地经济建设以及改善民生的重要途径,因此必须要在水利工程建设过程中注重堤坝防渗设计,提高堤坝的使用寿命。
参考文献
[1] 李力强.水利工程施工中堤坝防渗加固技术的应用 [J].建筑工程技术与设计,2017,000(001):732.
[2] 王广昌.水利工程施工中堤坝防渗加固技术的探讨 [J].价值工程,2020,v.39;No.560(12):125-126.
[3] 平伯瑜.水利工程施工中堤坝防渗加固技术的探讨 [J].黑龙江科技信息,2019,000(007):106-107.