水利工程堤壩防滲漏技術(shù)淺探
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摘要：在水利工程的設(shè)計、建設(shè)期間，需要將防滲技術(shù)合理地應(yīng)用，實現(xiàn)技術(shù)與工程的合理結(jié)合，以此確保整個工程的科學(xué)化與合理化。本文將從水利工程滲漏的原因展開討論，進(jìn)而提出防滲漏的相關(guān)技術(shù)，以供參考。
關(guān)鍵詞：水利工程；防滲技術(shù)；技術(shù)研究
0引言
水是人類賴以生存的基本物質(zhì)條件，合理地利用水資源才能最大化發(fā)揮其價值。但是水在使用過程中，同樣會有一定的風(fēng)險，當(dāng)對水資源的管控不合理時，很可能會引發(fā)較為嚴(yán)重的災(zāi)害，從而造成嚴(yán)重?fù)p失[1]。因此，在開發(fā)水資源時需要嚴(yán)格控制其安全性，保證合理使用。建設(shè)水利工程，其一方面能實現(xiàn)洪峰的調(diào)節(jié)，另一方面還能實現(xiàn)水利資源的開發(fā)，有其重要意義。但是在水利工程開發(fā)過程中，必須合理解決滲漏問題，將滲漏的可能性控制到無。一項安全性保障度不高的水利工程，就是一個潛在的風(fēng)險，隨時可能爆發(fā)，這樣的工程不僅無法產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，更會威脅人民生命安全。為此，防滲漏技術(shù)需要廣泛地應(yīng)用于水利工程之中，以此保證工程的安全性。
水利工程在我國有著極長的發(fā)展歷史，已有數(shù)千年之久，有記載且最有名的工程當(dāng)屬四川的都江堰，其目的是為了治理水災(zāi)。而隨著社會的進(jìn)步，水資源的多種利用方式被不斷地發(fā)現(xiàn)，并應(yīng)用于實際。而隨著水利工程的建設(shè)，堤壩防滲漏的重要性就越發(fā)引起重視。首先，水壩是整個水庫的核心，它能實現(xiàn)枯水期放水，豐水期蓄水，從而滿足農(nóng)業(yè)、工業(yè)乃至人們的生活用水需求，因此保證堤壩的安全性，防止堤壩出現(xiàn)滲水漏水事件，是水利工程正常運作的基礎(chǔ)，有著極其重要的作用[2]。其次，堤壩是洪水?dāng)r截的有效手段，由于夏季雨水豐沛，部分地方短時間內(nèi)強(qiáng)降雨，如若任由河水水位上漲，將會發(fā)生無法估量的損失，而堤壩可以調(diào)節(jié)洪峰的到來時間，使得其與強(qiáng)降雨時間錯開，從而避免損失，在此過程中，對堤壩的防滲漏要求就極其嚴(yán)苛了，因為此時一旦發(fā)生意外，將會造成嚴(yán)重的水災(zāi)。因此在保障堤岸下游人民生命財產(chǎn)安全上，堤壩防滲漏技術(shù)意義重大。最后，防滲漏也是水力發(fā)電機(jī)組能正常運作的基礎(chǔ)，一旦滲漏，堤壩也就喪失其功能，任何方式的水資源利用都是空談。為此，要保證水利工程的合理開發(fā)，就要保證其質(zhì)量，必須做好水利工程堤壩的防滲漏工作。
2水利工程堤壩滲漏的主要原因
水利工程滲漏危害性較大，因此需要先確定其滲漏的主要原因，在了解原因后，再采取措施，從而避免堤壩出現(xiàn)滲漏問題。在此主要分析堤壩滲漏的四種主要原因[3]。（1）堤壩存在一定的物質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差異。在具體的水利工程建設(shè)過程中，施工技術(shù)和質(zhì)量都會有嚴(yán)格要求。但是如果具體的施工技術(shù)存在一定的問題，同時堤壩組成物質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較差，堤壩的質(zhì)量難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)水平，就會使得堤壩出現(xiàn)一些微小的縫隙，此縫隙在長期作用之下，堤壩會出現(xiàn)不同程度的損壞。因此，在施工過程中，對于材料的選擇與配比有嚴(yán)格的要求。無論是混凝土還是土石堤壩，其材料的選擇需符合標(biāo)準(zhǔn)，同時要保證密實度,避免微小縫隙的產(chǎn)生。（2）堤壩在建設(shè)過中，需與地基完全貼合，當(dāng)接縫不滿足要求時，就容易出現(xiàn)滲漏。在實際水利工程運行過程中，接縫處最常出現(xiàn)滲漏情況，而導(dǎo)致這一結(jié)果的原因就是接觸面之間存在異物，而產(chǎn)生微小裂縫，微小裂縫在水的長期侵蝕下逐步擴(kuò)展為裂縫，最終導(dǎo)致滲漏事件發(fā)生，影響整個水利工程的安全。從接縫處著手，保證施工期間的質(zhì)量，可有效避免此種滲漏情況的出現(xiàn)。（3）堤壩自身的接縫以及分塊處易產(chǎn)生縫隙，從而導(dǎo)致滲漏。一般的水利工程，堤壩的建設(shè)都是一個特別龐大的工程，主要是由于堤壩體積大，在建設(shè)過程中，混凝土或土方建設(shè)過程中會存在分塊建設(shè)的情況，而這些地方就是堤壩的縫隙產(chǎn)生處，并慢慢發(fā)展為滲漏問題。在施工建設(shè)中，雖然會對這些薄弱處采取一定的措施，以減少縫隙，但是一旦存在疏漏，就會導(dǎo)致滲漏情況時有發(fā)生[4]。（4）地基建設(shè)與標(biāo)準(zhǔn)之間存在差距。水利工程的地基是整個工程的基礎(chǔ)，當(dāng)?shù)鼗慕ㄔO(shè)材料與標(biāo)準(zhǔn)不相符合時，地基遭到河水的侵蝕，并在反復(fù)的作用下會出現(xiàn)滲水情況。因此在水利工程施工過程中，需要特別管控地基材料的選用，只有保證地基材料的高質(zhì)量，才能避免滲漏情況的發(fā)生。
3水利工程堤壩防滲漏技術(shù)的選用依據(jù)
水利工程堤壩的防滲漏技術(shù)對維護(hù)堤壩安全有重要作用，一旦發(fā)生滲漏事故，其產(chǎn)生的危害將是極大的，不僅會造成經(jīng)濟(jì)損害，嚴(yán)重還會導(dǎo)致人員傷亡。為避免堤壩滲漏，需要根據(jù)不同的情況，采用合適的防滲漏技術(shù)，保證堤壩的安全性。同時綜合考慮堤壩建設(shè)的投入，選擇最為合適的防滲漏技術(shù)，這樣才能將水利工程的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)一步擴(kuò)大，同時保障其安全性。首先，針對不同的地質(zhì)條件以及土層結(jié)構(gòu)，確定其可能出現(xiàn)的滲漏現(xiàn)象，從而對應(yīng)使用防滲漏技術(shù)。對各種防滲漏技術(shù)進(jìn)行優(yōu)缺點的對比，并在實際過程中進(jìn)行分析，匹配最合適、有效的防滲漏技術(shù)。以具體的水利工程實踐為例，針對相關(guān)工程中，其滲漏破壞程度相對較低，處于初始階段，則可引入防滲墻，避免進(jìn)一步的破壞[5]。針對相對嚴(yán)重的情況，即堤壩之上出現(xiàn)了集中滲漏的情況，這種相對嚴(yán)重的滲漏事故，需要使用高壓噴射注漿技術(shù)，從而快速阻絕滲漏。針對發(fā)生在新舊堤壩結(jié)合位置的滲漏，需要果斷地展開封堵，將結(jié)合處挖開后直接封堵，或直接澆灌混凝土，避免擴(kuò)展至潰堤事故。而分壩出現(xiàn)問題，較為合適的方式則是臨水坡截流，保證壩體安全。當(dāng)滲漏出現(xiàn)在壩基之上時，需要依據(jù)不同情況采取不同方法。如若透水層相對較厚，則可以采用鋪蓋防滲的方法，去提升壩體的防滲漏能力。而針對壩體的覆蓋面相對較淺的情況，其有效方式為在背水側(cè)采取措施，使用蓋重壓線的策略，進(jìn)而保證堤壩安全性。以上幾種方法的有效實施，還同時可以輔以減壓井的設(shè)置，其位置安裝在堤角處，這樣可以大幅減輕堤壩的壓力，保證堤壩的防滲漏能力。此外，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，各種新材料、新技術(shù)相繼面世，使得防滲漏技術(shù)也會創(chuàng)新。諸如土工膜、復(fù)合土工膜等新材料的出現(xiàn)，對防滲技術(shù)有了進(jìn)一步的提升，對減少堤壩的滲漏事故的發(fā)生有重要意義。今后，更新的防滲方式的選擇應(yīng)根據(jù)其科學(xué)性進(jìn)行合理地選擇使用，從而實現(xiàn)最大的經(jīng)濟(jì)效益。
4水利工程堤壩防滲技術(shù)的具體應(yīng)用
水利工程防滲漏的主要技術(shù)為混凝土防滲墻技術(shù)、帷幕灌漿防滲技術(shù)、高壓噴射防滲技術(shù)、劈裂灌漿防滲技術(shù)等四種，不同的防滲技術(shù)，其具體操作差異性較大。
4.1混凝土防滲墻技術(shù)
混凝土防滲墻主要操作流程為：首先需要進(jìn)行專業(yè)的開圓孔，使用鉆孔工具開孔后，用泥漿對孔壁進(jìn)行加固，在加固后向孔內(nèi)注入混凝土，從而實現(xiàn)墻體防滲的目的。混凝土因為其自身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高同時致密性好，對防滲漏有著不錯的效果，所以防滲墻的材料選擇均為混凝土。具體的防滲墻施工從場地平整開始，到最后的成墻，各個步驟需要嚴(yán)格按照質(zhì)量要求把關(guān)，并加強(qiáng)對各個工序的檢查。對終孔的各個參數(shù)的確定，例如孔位的確定、孔深的數(shù)值均需要反復(fù)地確認(rèn)，確保防滲墻的質(zhì)量。另外需要嚴(yán)格注意混凝土材料的選擇，以及其材料配比，并按照標(biāo)準(zhǔn)的澆注順序展開施工，對整個過程進(jìn)行記錄與采樣，方便后期的抗?jié)B漏試驗，整個技術(shù)的完成需要各個細(xì)節(jié)的關(guān)注與把握[6]。
4.2帷幕灌漿防滲技術(shù)
帷幕灌漿防滲主要是將提前制備好的漿液直接進(jìn)行灌注實現(xiàn)防滲，灌入的漿液將裂隙以及空隙填滿，形成類似帷幕的防水面，以達(dá)到其目的。主要操作分為兩個部分，第一部分為固結(jié)灌漿，第二部分為帷幕灌漿。其中后者是較為關(guān)鍵的施工部分。具體操作流程為：打孔機(jī)進(jìn)行鉆孔，而后沖洗，進(jìn)行一定程度地壓水實驗保障其功能，最后進(jìn)行灌漿，并對其質(zhì)量進(jìn)行檢查。與此同時需要注意幾點施工問題：（1）在進(jìn)行鉆孔時，需要對其內(nèi)的沉淀物進(jìn)行控制，確定其厚度小于20cm；（2）需要注意不同灌漿方式壓水試驗的方式不同，分段灌漿則需要對每個分段進(jìn)行壓水試驗；（3）灌漿的漿液需要嚴(yán)格控制其配制過程，同時要保證先是較為稀的漿液，而后使用更濃的漿液；（4）對灌漿的壓力進(jìn)行管控，需要在一定的壓力下進(jìn)行，并注意其持續(xù)時間以及量的把握，這樣才能保證帷幕灌漿防滲技術(shù)能有效發(fā)揮作用。
4.3高壓噴射防滲技術(shù)
通過將漿液以高壓噴射的方式漿液與土體進(jìn)行充分的混合，進(jìn)而形成固結(jié)狀態(tài)，固結(jié)后的成品從而能有效防滲。在具體施工過程中，首先需要確定安裝管徑的位置，而后將噴嘴對準(zhǔn)位置進(jìn)行漿液的高壓噴射。其設(shè)備相對簡單，且易于操作，通過噴射水沖擊土層，進(jìn)而形成一種較為堅固的凝結(jié)體，此凝結(jié)體也就是防滲的主要體。同時，該方法在不同的情況下，需采用不同的方式來保證凝結(jié)體的成形，主要目的是滿足不同情況下固體的尺寸，使得其適用性高，在多種水利工程中都能得到有效的應(yīng)用。在實際的施工中，高壓噴射的方式也有多種，例如通過旋轉(zhuǎn)增大沖擊力的旋轉(zhuǎn)噴射方式，或者直接定點設(shè)置位置，直接進(jìn)行高壓沖擊。在堤壩防滲的過程中，更多的是采用定向噴射的方式，主要目的是節(jié)省一定的材料，因為定向針對性更高，同時可以將時間縮短，這樣對施工周期有積極意義。定點噴射還有一個核心好處，就是形成的凝結(jié)體其位置相對好控制，可以對滲漏的區(qū)域進(jìn)行定點防滲。將高壓噴射防滲技術(shù)的各個施工工序與要點進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化操作，才能保證有效防滲。
4.4劈裂灌漿防滲技術(shù)
劈裂灌漿防滲的施工核心就是針對裂縫或者空隙等薄弱區(qū)域進(jìn)行直接的封堵，將漿液注入到其中，使得其在凝結(jié)后，形成一種垂直面上的防滲面，對于整個鉛垂面的防滲都有著積極效果。具體的實施工序為：考察整個堤壩的特征，并根據(jù)其特點安排各個孔洞的位置，而后進(jìn)行對其孔洞的位置進(jìn)行鉆孔，在針對成形的孔洞逐步施壓灌入漿液。由于施加的壓力大，使得漿液在壓力作用下，進(jìn)入各個需要阻隔的空隙或漏洞之中，從而實現(xiàn)防滲漏的目的。其中需要特別注意劈裂式灌漿中灌漿壓力的控制，這是該技術(shù)的難點。雖然設(shè)備簡單，但是其技術(shù)操作難度不低，但是相比于其他方式，其適用范圍更廣，并能有效降低成本。注重施工過程中的各個要點，并對比其技術(shù)優(yōu)勢，發(fā)揮其防滲的作用，才能實現(xiàn)劈裂灌漿防滲技術(shù)的有效應(yīng)用。
5結(jié)束語
總而言之，水利工程的滲漏問題是需要重點關(guān)注的問題，需要展開更多的研究，從建設(shè)之初進(jìn)行避免。對已經(jīng)出現(xiàn)的滲漏現(xiàn)象則需要針對性地采取防滲漏技術(shù)，以避免進(jìn)一步滲漏事故的出現(xiàn)。因地制宜地采取防滲漏技術(shù)，才有有效避免滲漏情況的發(fā)生。在這一過程中，需要對各種防滲漏技術(shù)施工有足夠的了解，從而保證施工的規(guī)范性，這樣才能真正達(dá)到水利工程防滲漏的目的。
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作者:劉漢波 單位:中國水利水電第四工程局有限公司