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摘要:为有效缓解我国用水紧张的问题,为人们的日常生产生活提供充足用水,我国修建了大量的水利工程,并在预防洪涝灾害、改善生态环境等方面也起到了至关重要的作用。但水利工程在长期使用下,暴露出来的堤防渗漏、渗透问题也开始得到人们的高度重视。做好水利工程堤防防渗施工,保障水利工程质量并尽量延长其使用寿命成为当前相关人员面临的一大现实问题。基于此,本文将通过简单介绍水利工程堤防建设的现状,结合堤防防渗施工的重要作用,着重围绕水利工程堤防防渗施工技术进行简要分析研究。
关键词:水利工程;堤防;防渗;施工技术
引言
解决水利工程堤防渗透问题,是确保水利工程能够充分发挥其提供人类、动植物所需水源、防治洪涝、干旱灾害等重要作用的根本前提。由于水利工程的长期浸泡于水下且并未得到及时有效的维修养护,或是工程使用的材料缺乏良好的防水性等原因都会导致水利工程堤防出现渗透渗漏的问题。因此本文将通过对现阶段水利工程中最先进的几种堤防防渗施工技术进行探究,希望能够为解决水利工程堤防渗透问题提供必要帮助。
一、水利工程堤防建设现状及防渗施工意义
虽然从总体上看我国拥有丰富的水资源,但由于我国幅员辽阔导致水资源分布极为不均,因此为有效平衡水资源分布、解决水资源短缺等问题,我国近些年来先后修建了大量的水利工程。而水利工程中作为挡水建筑的堤防,则能够起到约束洪水、控制水流速、提升洪水排沙能力等重要作用。根据笔者从国家水利部门了解到的资料显示,现阶段我国水利工程堤防共计长26万千米,为我国水资源的充分运用起着积极作用。但与此同时,堤防渗透问题如坝体出现裂缝等频繁发生,也为水利工程的效用发挥和使用质量产生了极大的阻碍影响[1]。
因此通过积极开展水利工程堤防防渗施工,解决坝体裂缝、坍塌等问题,不仅可以有效保障位于下游的居民安全,同时对于修筑在农田与江河外围的堤防而言,还可以在洪水来袭时有效起到控制水流速度和流经路线,在进一步加强其排沙能力下,为农作物生长提供充足水源,促进农业的顺利发展。
二、水利工程堤防防渗施工技术分析
(一)多头深搅技术
笔者通过了解大量国内外水利工程堤防防渗施工工程案例,发现在许多工程中选择使用多头深搅技术进行堤防防渗,特别是在部分需要搅拌深层混凝土的堤防防渗施工当中,这一技术的应用更为广泛。多头深搅技术简单来说就是在喷射处理坝体水泥浆液时,用以充分搅拌水泥浆,确保土体能够和水泥完全、均匀地混合,并以此形成具有良好稳定性能以及较高强度的复合地基。当混凝土复合地基在完全凝结、固化之后,便形成了一道具有绝佳防渗漏性能的防渗墙,从而有效起到防止水利工程堤防出现渗透等问题。
(二)高压喷射技术
在美国密西西比河上的水利工程堤防中便使用了高压喷射防渗墙施工技术,以有效增强堤防的防渗性能。该技术正是通过运用高压浆液强大的凝结作用,并配合使用浆液高压射流,冲击水利工程堤防,使得原土层能够达到预期的破坏效果。当浆液完全和土壤接触混合之后,再进行均匀搅拌等待浆液与土壤已经彻底凝结之后便会形成一道具有超强防渗能力的防渗墙。在该水利工程当中,施工人员在严格按照施工设计图纸要求,运用钻机在堤防表面钻孔之后,埋入灌浆管,利用高压灌浆机直接向土层结构喷射固结浆[2]。在完成这一操作之后,受到重力的作用影响,沿着土层裂缝下流的浆液将会逐渐填满整个土层裂缝,施工人员在等待裂缝被浆液彻底填满之后均匀搅拌土层,以改变原有土层结构,使其可以形成一种高强度凝结体,进而达到水利工程堤防防渗的效果。由于高压喷射技术的操作步骤比较简便,操作性较强且施工时间相对较短,在防渗效果方面也表现良好,因此在我国以及其他国家和地区的水利工程当中也开始广泛使用这一技术对堤防进行防渗处理。
(三)混凝土防渗技术
从上个世纪六十年代开始,我国水利工程堤防防渗施工当中便开始使用以垂直技术为主的混凝土防渗技术,用以有效增强堤防的防渗能力。经过半个多世纪的实践证明,混凝土防渗技术确实能够在一定程度上解决水利工程坝体裂缝等渗透问题。而在运用这一施工技术的过程当中,施工人员需要根据具体工况的防渗要求确定防渗墙的厚度以及墙段密实角度,从而确保在混凝土防渗技术的运用之下,水利工程堤防能够长时间地保持良好的防渗性能。根据笔者从我国水利部门了解到的资料显示,通常在江河或是坝基的堤防中,使用混凝土防渗技术其防渗墙厚度大约在10厘米到20厘米左右,但厚度不会超过30厘米,并且诶防渗墙的深度也普遍在10米到20米,最深处不超过30米。而在大型的水利工程堤防当中,其对于堤防防渗能力有着极高的要求,因此在使用混凝土防渗技术时要求防渗墙厚度至少在60米,其深度则至少应当为70米。譬如说三峡水库的混凝土防渗墙便深达73.5米,新疆下坂地水利工程使用混凝土防渗技术修建的防渗墙深度则超过了一百米。
(四)劈裂灌浆技术
劈裂灌浆技术是一种通过借助浆液自身压力劈裂水利工程堤身,并在坝体的裂缝的位置处灌入高浓度浆液,由此形成垂直和纵向的帷幕,从而起到防止堤坝渗漏的施工技术。而相比于其他堤防防渗施工技术,劈裂灌浆施工技术的施工周期很短,且施工效率较高、施工成本低廉,对灌浆材料没有特殊要求,因此施工难度极小,对水利工程周围也几乎不会产生污染,因此被广泛运用在我国南方的水利工程堤防施工工程当中。施工人员在运用这一技术的过程中,将参照堤坝轴线布置孔洞,此后通过利用灌浆压力,向防渗墙裂缝当中灌入浆液,填补坝体的裂缝或是孔洞,以有效防止堤防出现渗透问题[3]。
(五)帷幕灌浆技术
如果水利工程堤防防渗施工工程周围为大颗粒土壤岩石或是砂砾石的土质,则在进行防渗施工时建议使用帷幕灌浆施工技术。这一施工技术通过根据相关要求,在与土壤表层相隔一定深度的地下埋入面积较大的帷幕,将上部和坝体牢牢固定在一起。帷幕上拥有若干孔眼,通过从孔眼当中缓慢灌入水泥浆体以固定住幕布,利用帷幕本身自带的防水和防渗漏功能从而加固堤坝,防止其出现渗透问题。但由于该施工技术经常会受到地质等因素的影响,因此控制浆液的填充难度相对比较大,需要施工人员结合实际情况进行合理使用。
(六)垂直铺塑技术
在小型水库或是深度较小的水域、江河的水利工程堤防防渗施工当中,由于其深度较小,因此其他施工技术很难在此得到灵活运用。针对这一施工情况,施工人员通常会选择运用垂直铺塑的施工方式进行水利工程坝体防渗回填。即施工人员在利用链斗式挖槽机完成坝体和坝基开槽之后,铺设一层防渗塑膜,在坝体处形成一道防渗帷幕,进而有效保障坝体的完整性,使其能够拥有更好的防渗性能。在运用垂直铺塑的施工技术时,其挖槽深度不应超过15米,槽宽则需要控制在0.15米到0.3米之间,否则将无法在坝体处形成以塑膜为核心的防渗帷幕。
结束语:总而言之,通过本文的分析研究我们可以了解到当前在水利工程堤防防渗施工当中拥有众多先进的施工技术,但每一项施工技术都有着自己的优势与不足。因此在日后开展水利工程堤防防渗施工时,施工人员还需要充分结合实际施工情况,在认真挑选和使用具有绝佳防渗、防水性能的材料基础之上,合理选择相应的防渗施工技术,并严格按照相关技术要求进行规范操作,从而有效保障水利工程堤防防渗施工的顺利完成,确保水利工程可以充分发挥自身应有效用。
参考文献:
[1]姜和.基于水利工程堤防防渗施工技术研究分析[J].科技展望,2015,25(22):81-82.
[2]哈力克•沙特瓦尔.水利工程堤防防渗施工的方法[J].吉林农业,2016,(13):81-83.
[3]何飞.关于水利工程堤防防渗施工技术的探究[J].城市建设理论研究(电子版),2016,(22):105-106.