王 成
(瑪納斯縣塔西河流域管理處, 新疆 昌吉州 832200)
水利工程是現(xiàn)代化經濟發(fā)展中的重要基礎設施,堤壩防滲加固技術的應用具有重要意義,有助于提高堤壩的抗?jié)B性與穩(wěn)定性。工程項目中需從現(xiàn)場情況出發(fā),采取相適應的防滲加固技術,盡可能消除滲漏隱患,確保水利工程可正常使用。
(1)堤身施工中所用的材料質量欠佳,或是均勻度不足,導致堤身在使用后發(fā)生壤土沙化現(xiàn)象,部分區(qū)域伴有裂縫或孔洞。從壤土的組成來看,以沙壤土和粉細砂居多,由于此類材料的性質特殊性,導致其易出現(xiàn)散浸漏洞等問題,不利于堤壩的正常使用。
(2)堤基與堤身的接觸帶存在質量問題,主要與筑堤方法不當有關,由于未全面做好基礎處理工作,導致該處摻入大量雜物,使堤基和堤身難以有效接觸。
(3)受地基內的砂層或沙壤土的影響而導致堤壩發(fā)生險情,具體與此類材料的透水性不合理有關。堤壩風險種類較為豐富,其中以滲透發(fā)生概率最高且危害最大,在堤壩結構產生裂縫后易發(fā)生滲漏現(xiàn)象,且裂縫會對結構的完整性造成嚴重的影響。
(1)合理應用堤身的防滲技術。堤壩工程建設中可采取截滲墻、錐探等相關技術,若存在特殊需求可在原堤壩結構的基礎上增加厚度,或是適當翻挖并填筑堤身,具體視實際情況而定。通過相關途徑可增強堤身的防滲漏能力[1]。
(2)合理應用堤壩防護截滲墻技術。實際施工中以不發(fā)生滲漏為前提,盡可能使用厚度較薄的墻體,減少成本,兼顧質量和經濟效益雙重要求。現(xiàn)階段,以開槽法、擠壓法、深沉法的應用較為廣泛,其中又以深沉法的應用效果較好,在做好防護截滲工作的同時還可減少成本投入。
(3)加強對地層的處理。堤壩使用效果還容易受到底層的影響,伴隨地層條件的變化,其對應的處理難度也隨之改變。若地層中含豐富的大粒徑礫石,此時以開槽法較為合適,所用設備可選用沖擊鉆。
從現(xiàn)階段的水利工程發(fā)展狀況來看,堤壩防滲加固技術的類型較豐富,其中以灌漿防滲技術和混凝土防滲墻技術的應用最為廣泛,其又可細分為多種技術措施,具體見表1。
表1 堤壩防滲加固技術具體措施
(1)做好防滲加固前的準備工作,勘察堤壩施工現(xiàn)場,并結合既有資料明確其在地質、水文等方面的實際情況。堤壩防滲加固的難度較大,所涉及到的工作內容錯綜復雜,且存在諸多干擾因素,因此全面掌握實際情況有助于后續(xù)工作的順利開展。
(2)堤壩防滲加固除了滿足質量要求外,還要注重對成本的控制,以免出現(xiàn)只做好加固工作而成本投入過高的局面。
(3)堤壩防滲加固期間應定期做好試驗,自然環(huán)境等方面因素易對施工作業(yè)造成影響,為保證防滲加固效果,則要從試驗工作入手,對工作狀況形成更全面的認知。對此可實施階段性測試,評價技術的實際應用效果,對于不合理之處則及時做出調整。
(1)速凝式低壓灌漿法。此法在高位水位下方出現(xiàn)管涌現(xiàn)象時具有較好的應用效果,應準確掌握管涌的具體位置,根據(jù)實際情況配套相應的設備(30 型鉆機或50 型鉆機),從而開展鉆孔作業(yè),再將具有進水膨脹特性的材料注入孔內(為確保材料注入效果,要求壓力達到50kPa),再將速凝劑注入其中,實現(xiàn)對鉆孔的有效封堵。
(2)帷幕灌漿法。此法主要以堤壩的曲率為基本參考,以便捷式鉆具為主要設備,在待處理區(qū)域布孔,根據(jù)實際情況靈活選擇布孔方式,如直線布孔、梅花形布孔等。鉆孔從堤壩頂部開始,鉆入基礎的深度以1~2m 為宜,正常情況下各孔布設間距設為3m。順利鉆進成孔后向其中灌注漿液,期間加強對壓力的控制,遵循少灌多次的原則,避免一次性灌入,否則易出現(xiàn)滑坡、冒漿等質量問題。
(3)填充式高壓灌漿法。此法在堤壩出現(xiàn)溶洞病害或是堤基基礎質量欠佳的情況下具有較好的應用效果,例如在堤壩基礎管涌中,基于該此方法的應用可有效解決問題。施工所用設備為50m 工程鉆機,確定需要灌漿的區(qū)域,于該處的頂部開始向內部鉆孔,各孔的間距控制在1.5~2.0m 較為合適,為保證應用效果,鉆入砂層的深度應達到1.5m。
(4)灌漿加固法。此法是漿砌石重力壩防滲加固中較為典型的方法,如應用在支墩壩、拱壩中。當結構形成縫隙或漏洞后則對該處采取填充處理措施,并兼顧到堤壩的上游面,于該處灌漿固結,基于此方法的應用堤壩的防滲能力較以往有顯著的提升[2]。
(1)高壓噴射防滲墻技術。此技術的主要處理思路是在軟基內鉆孔,再向其中灌注水泥漿,使材料與原本的砂礫土充分攪拌并混合,最終混合料凝結硬化,形成具有穩(wěn)定性的地下連續(xù)墻。單管旋噴注漿是最典型的方式,具體包含造孔和噴射兩個環(huán)節(jié),主要工藝流程有:測量放線→鉆機就位→正式鉆孔→下放噴管→噴漿灌注等。
(2)自凝灰漿防滲墻技術。水利工程事業(yè)快速發(fā)展,在此背景下行業(yè)技術水平較以往也有較大幅度的提升,在各類新型技術中,自凝灰漿防滲墻技術則極具代表性。自凝灰漿包含了水泥、膨潤土、水等多種基礎材料,其特點在于膨潤土的表面積較大,表現(xiàn)出較為顯著的親水性,是性能較為良好的防滲材料,向其中摻入分散劑后可以改善混合料的性能,膨潤土顆粒得到有效的水化。此外,在摻入適量比例的水泥和緩凝劑后,還有助于延長水泥凝結時間,正常狀況下可達到30h,可保證施工效果。
(3)水泥土攪拌樁防滲墻技術。在應用此技術時,較為適宜的是P.O42.5 等級的普通硅酸鹽水泥,形成的防滲墻墻體厚度至少達0.25m;以設計壩頂高程為基準,要求防滲墻頂部要在其下方0.5m 處;為滿足穩(wěn)定性要求要控制好墻體深度,深入基面高程量至少為2m;形成樁體后要求其滲透系數(shù)≤10-6cm/s,破壞比降≥150;樁位中心偏差≤5cm,垂直度偏差≤1%。不同工程項目的工藝參數(shù)存在差異,需通過生產性試驗的方式確定,且施工條件發(fā)生變化后也需要及時調整工藝參數(shù)。
水利工程建設對于推動社會經濟的發(fā)展具有突出意義,堤壩是重要組成部分,其穩(wěn)定性與安全性對于工程整體的使用效果具有重要影響,但其滲流現(xiàn)象明顯,因此加強防滲加固具有必要性。本文經分析后提出較主流的防滲加固技術,并總結各技術的應用要點,希望本文所提內容可作為堤壩防滲加固工作的參考,從而推動水利工程建設事業(yè)的發(fā)展。