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摘要:我国属于洪涝灾害多发的国家,洪涝灾害的发生对我国国民经济发展以及人民群众的生命财产安全造成了极大的威胁。在水利工程建设过程中,堤防防渗是确保水利工程质量的关键环节,对于水利工程发挥其防洪功能具有十分重要的意义。本文阐述了水利工程中堤防防渗的重要作用,并简述了我国堤防的现状,最后介绍了常见的水利工程堤防防渗技术。
关键词:水利工程;堤防防渗;施工技术
一水利工程的堤防作用
堤防是人类历史上最早的防洪工程,也是应用范围最广的水利工程,它主要修筑在江、河、海、湖、渠等边沿,作为挡水的建筑物,也常用在蓄洪区、围垦区、行洪区等进行挡水保护,在世界上应用最为广泛。堤防主要作用是抵御洪水,防止洪水泛滥形成水灾,确保沿岸人民的财产安全以及以保障沿岸工农业安全生产。堤防对洪水的约束作用,一是通过堤防将洪水限制在行洪通道内,促使行洪流速与水深增加,确保泄洪排沙通畅快速,二是,通过建筑堤防来进行围垦造田和改善农业生产条件,有效利用滩涂资源,三是,通过堤防抵御海边的风浪和海潮的侵袭。
二我国的堤防现状概述
我国有着悠久的堤防工程建设历史,水利工程众多,堤防数量总计已达二十六万公里,为我国的水资源利用,为国民经济发展等,提供了强大的保障。但是,长期以来,在各种问题的困扰下,许多堤防工程都存在渗漏问题:第一,由于渗漏管破损,导致堤防大坝因此而发生渗漏,这类问题大约占总量的31.7%左右,是最常见的堤防渗漏事故;第二,由于坝体裂缝而导致渗漏,这类问题约占总量的25.3%,是仅次于渗漏管破损的堤防渗漏事故;第三,由于维护不当或年久失修而造成的渗漏,这类问题约占总量的14.2%;第四,由于大坝护坡坍塌或遭受破坏而造成的渗漏,这类问题约占总量的6.5%;第五,约有22.3%的渗漏问题是由其他原因所造成。
三水利工程堤防防渗施工技术
(一)帷幕灌浆防渗施工技术
在堤坝防渗中,最常用的是帷幕灌浆技术,在进行帷幕灌浆施工时,浆液应具有较好的流动性和胶凝性,因此必须按照材料的配制比来进行配置。在灌浆时,通过钻孔将浆液压进岩层裂缝中,灌浆凝结硬化后,不但增强了堤坝原有的岩基强度,还提高了整个岩基的抗渗性能与整体性能。帷幕灌浆防渗技术主要有三种方法,一是孔口封闭灌浆法,二是GIN灌浆法,三是纯压式灌浆法。
(二)高压喷射防渗墙施工技术
高压喷射防渗主要应用于软弱土层的防渗,在高压喷射防渗墙的施工中,通过特制的喷嘴,将浆液高压射流冲击到土层中、与土层中的颗粒搅拌,最终混合成为一体,浆液凝结硬化后,在土层中形成防渗墙,从而起到加固地基的作用,使得堤防防渗性能提高。防渗墙的施工,同样需要先行钻孔,通过喷头,将高压浆液喷射到土层中,高压浆液在土层中形成搅拌或切割,从而改变土层的结构,使浆液与土层混合成为新的凝结体。该项技术的最大特点,是施工设备简单、施工过程方便,由于其良好的防渗性与经济性,高压喷射防渗墙的适用范围非常广,且施工成本不高,施工效率很高,施工效果非常良好,因此在各种堤防防渗中被广泛应用。高压喷射防渗技术共分为三种,一是旋喷射方式、二是定向喷射方式,三是摆动喷射方式。地基加固通常采用旋转喷射方式比较多,因为这种方式能有效提高地基抵抗变形的能力,有效防止由于地基变形而造成的渗漏现象;相比旋转喷射方式,定向喷射以及摆动喷射这两种方式,则在地基防渗中的作用更大,它的主要性能是提高边坡的稳定性,从而有效防止堤防地基渗漏。
(三)混凝土防渗墙施工技术
混凝土防渗墙技术是应用最为广泛的水利工程堤防防渗技术,也是粒状土体堤防工程中的主要防渗技术,在堤防防渗中发挥了巨大作用。混凝土防渗墙技术的最大优点就是在施工中能够有效控制防渗墙的厚度,而且完成的墙段结合比较密实紧凑,安全性与可靠性都非常高。它不仅可以实现永久性防止堤防地基渗漏,还可以对渗漏堤防进行有效的防渗与堵漏处理施工。目前世界上比较成熟的混凝土防渗墙技术有两种,一是浅薄型防渗墙施工技术,二是深厚型防渗墙施工技术。浅薄型防渗墙施工技术的防渗深度一般在10~20m以内,特殊情况下可达30m深,厚度一般在100~250mm以内,特殊情况下可达300mm厚,非常适用于进行江、河堤防的防渗、堵漏施工,尤其是对水头较小、堤坝地基厚度在30m以内的土石坝堤防工程,其防渗、堵漏技术的效果非常好。对于厚度为600~800mm以上、墙深超过30m的深厚型大坝以及险要地段的混凝土防渗墙施工中,防渗墙施工技术是最有效的防渗、堵漏技术,其施工厚度最高可达1300mm,承受水头达到20m以上。
(四)劈裂灌浆防渗施工技术
劈裂灌浆防渗技术主要用于坝体的应力状态,它通过利用水力劈裂原理,通过浆的压力在堤身中劈出裂缝,然后在裂缝中强制注入浆液,使浆液在堤内形成一道垂直的纵向防渗帷幕。劈裂灌浆技术在施工前,同样需要先行沿堤坝轴线打孔,再从孔中灌入高压浆将坝体劈裂,然后从裂缝中强行灌浆,从而形成垂直防渗体,达到防渗目的。劈裂灌浆防渗技术的最大优点是能够同时消除坝体孔洞以及坝体内部的裂缝,从而提高整体坝体的应力状态,达到增强坝体防渗性能的目的。劈裂灌浆防渗技术的第二个优点是施工工艺简单,施工速度快,施工周期短,成本低,效益好。
(五)垂直铺塑防渗施工技术
垂直铺塑防渗技术是我国工程技术人员的一项重大研究成果,在施工中,主要通过在坝体或坝基中开槽,在开挖的槽中铺设防渗塑膜然后再回填,回填料经析水后固结,形成塑膜复合型防渗帷幕。这项技术的最大特点是形成的防渗体不仅没有接缝,而且具有很强的适应性,防渗体的整体性以及连续性都非常好,大大提高了堤坝的防渗能力。在施工中,垂直铺塑防渗槽宽度最好在15~30cm左右,深度最好在15m以内,这项技术在江、河、湖泊、海堤以及平原地区的小型水库防渗中,发挥的作用最大。
(六)水泥土搅拌桩防渗墙施工技术
水泥土搅拌桩防渗墙技术,主要通过特制的机械,将水泥浆喷入深层土体中,并进行搅拌,凝结硬化后的水泥将与土体混合体,就形成防渗墙。这项技术的施工工艺简单且效率很高,不仅防渗效果好,而且成本很低,非常适用于细颗粒土砂层、砾石较少的砂砾石层等堤坝的防渗工程,其施工截渗深度一般在15m以内。
(七)自凝灰浆防渗墙施工技术
自凝灰浆防渗墙技术,主要从塑性混凝土防渗技术中发展而来,它通过在水泥、膨润土中加入少量缓凝剂,制成低强度“自凝灰浆”。这项技术主要用于补充其他防渗墙技术,如在泥浆护壁施工中,采用“自凝灰浆”形成防渗层,从而增强防渗墙的整体防渗性能。
结语:
综上所述,堤防防渗对于水利工程具有十分重要的意义,我们必须在充分了解水利工程堤防防渗施工技术的基础上,不断勇于开拓创新,通过对水利工程堤防防渗施工技术的完善与改进,逐步提高水利工程堤防防渗施工的质量,为水利工程更加安全、稳定地运行奠定坚实的基础。
参考文献
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