缩略图

水利水电基础防渗工程的渗漏检测与修复技术研究

作者

樊海悦

中国水电基础局有限公司

摘要:本文聚焦水利水电基础防渗工程,深入探讨了渗漏检测与修复技术这一关键领域。分析了渗漏问题对水利水电工程带来的危害,详细阐述了常见的渗漏检测技术及其原理、适用范围和优缺点,同时对各类修复技术进行了系统梳理,包括其技术要点、应用场景等内容。通过对这些检测与修复技术的研究,旨在为提高水利水电基础防渗工程的质量和运行可靠性提供理论支持与实践指导,保障水利水电工程的安全稳定运行。

关键词:水利水电;基础防渗工程;渗漏检测;修复技术

一、引言

水利水电工程在我国的能源供应、水资源调配以及防洪灌溉等方面发挥着至关重要的作用。而基础防渗工程作为水利水电工程的关键组成部分,其质量好坏直接关系到整个工程的安全与稳定运行。然而,在实际工程中,由于地质条件复杂、施工工艺缺陷、材料老化等多种因素影响,基础防渗工程常常会出现渗漏问题,这不仅会造成水资源的浪费,还可能引发工程结构的破坏,降低工程的使用寿命,甚至威胁到周边地区的安全。因此,深入研究水利水电基础防渗工程的渗漏检测与修复技术,及时准确地发现渗漏部位并采取有效的修复措施,具有极其重要的现实意义。

二、水利水电基础防渗工程的渗漏检测技术

(一)直观检查法

直观检查法是一种较为简单直接的检测方法,主要依靠检测人员的肉眼观察以及经验判断。检测人员通过对基础防渗工程的表面进行仔细查看,查找是否存在水渍、潮湿区域、裂缝、孔洞等明显的渗漏迹象。例如,在大坝的迎水面或背水面查看是否有渗水渗出形成的水印,或者在渠道的衬砌表面观察有无裂缝导致的渗漏现象。

这种方法的优点是操作简便、成本低,能够快速发现一些较为明显的渗漏部位。但缺点也很明显,对于一些隐蔽部位或者渗漏初期尚不明显的情况,很难通过肉眼直接察觉,检测的准确性和全面性相对有限。

(二)钻孔注水试验法

钻孔注水试验法是通过在基础防渗工程的相关部位钻孔,然后向孔内注入一定压力的水,观测水的渗透情况以及压力变化等参数,以此来判断该区域的渗漏状况。其原理是基于达西定律,通过分析注入水的流量、压力与时间的关系,推算出岩土体的渗透系数等关键指标,进而确定是否存在渗漏以及渗漏的程度。

该方法适用于检测各类岩土基础的防渗性能,尤其是对于一些深层基础部位的渗漏检测较为有效。不过,它需要进行钻孔作业,对工程结构有一定的破坏,且试验过程相对复杂,耗时较长,同时数据的解读和分析也需要专业的技术人员来完成。

(三)地球物理勘探法

1.电阻率法

电阻率法是利用岩土体的电阻率差异来探测渗漏通道等情况。当存在渗漏时,渗漏区域的含水量会发生变化,从而导致电阻率改变。通过在工程区域布置电极,测量不同位置的电阻率,绘制电阻率剖面图,分析电阻率异常区域,就可以推断出可能的渗漏部位。例如,在水库大坝基础检测中,如果发现某一区域电阻率明显低于周边正常区域,就有可能存在渗漏通道。

2.探地雷达法

探地雷达法是通过发射高频电磁波,电磁波在地下介质中传播遇到不同电性界面时会发生反射、折射等现象,接收并分析反射回来的电磁波信号,就能获取地下介质的分布情况以及是否存在异常的渗漏区域。它可以快速、无损地对大面积区域进行检测,对于检测地下混凝土结构的渗漏情况以及寻找隐蔽的渗漏通道效果较好。但该方法易受地下复杂地质条件和电磁干扰的影响,对数据的解释要求较高,需要专业人员结合实际地质情况进行准确判断。

(四)无损检测技术

1.超声检测技术

超声检测技术是利用超声波在介质中传播时的特性,如传播速度、衰减等变化来检测结构内部的缺陷和渗漏情况。对于水利水电基础防渗工程中的混凝土结构,当内部存在裂缝、孔洞等导致渗漏的缺陷时,超声波在这些部位的传播参数会发生改变,通过在结构表面布置超声探头,接收和分析反射波、透射波等信号,就能判断结构内部的渗漏隐患。这种技术具有无损、检测精度较高等优点,可用于检测混凝土大坝、渠道衬砌等结构的内部渗漏情况,但对于较厚的结构或者存在复杂界面的情况,检测效果可能会受到一定影响。

2.光纤传感检测技术

光纤传感检测技术是将光纤传感器埋入或附着在基础防渗工程结构中,利用光纤对温度、应变等物理量的敏感特性来监测结构的变化情况。当发生渗漏时,渗漏区域的温度、湿度等环境因素会改变,引起光纤传感器的响应,通过对传感器信号的采集和分析,就能实时监测到渗漏的发生以及位置。它可以实现长期、分布式的监测,且抗干扰能力强,但前期光纤铺设成本较高,技术要求也相对复杂。

三、水利水电基础防渗工程的渗漏修复技术

(一)灌浆修复技术

1.水泥灌浆

水泥灌浆是最为常用的一种修复技术,它通过将水泥浆在一定压力下注入到渗漏部位的孔隙、裂缝或岩土体的空隙中,水泥浆在凝固后可以填充这些空间,起到封堵渗漏通道、增强基础防渗性能的作用。对于一些岩石基础的渗漏或者较大的混凝土结构裂缝渗漏修复效果较好。其优点是材料来源广泛、成本较低,且结石体强度较高,但对于细微裂缝的填充效果可能欠佳,需要控制好灌浆压力和浆液配比等参数。

2.化学灌浆

化学灌浆则是采用化学灌浆材料,如环氧树脂、聚氨酯等,这些材料具有良好的可灌性,可以渗透到更细微的裂缝和孔隙中,能够更好地适应复杂的渗漏情况。比如对于一些水利工程中混凝土结构的微小裂缝渗漏,化学灌浆可以有效填充并止水。不过,化学灌浆材料一般成本较高,部分材料还可能存在对环境的污染问题,需要谨慎使用并严格按照相关规范操作。

(二)防渗墙修复技术

当基础防渗工程中的防渗墙出现渗漏问题时,可以采用重建或加固防渗墙的方式进行修复。例如,对于一些因施工质量问题导致防渗效果不佳的混凝土防渗墙,可以采用高压喷射注浆的方法,在原防渗墙的基础上喷射水泥浆等材料,形成新的防渗结构,增强其防渗能力。或者采用深层搅拌桩技术,将水泥等固化剂与地基土搅拌混合,构建连续的防渗墙体,对渗漏部位进行封堵。这种修复技术适用于处理较大面积的渗漏区域,尤其是防渗墙整体性能不足的情况,但施工工艺相对复杂,对施工设备和技术要求较高。

(三)衬砌修复技术

对于渠道等采用衬砌结构的基础防渗工程,当衬砌出现渗漏时,可以进行衬砌修复。常见的方法有拆除损坏的衬砌部分重新浇筑,或者采用内衬修复的方式,即在原衬砌内部再铺设一层防渗材料,如土工膜、防水卷材等,起到隔离和止水的作用。同时,还可以对衬砌的裂缝采用填缝、嵌缝等处理手段,使用密封材料填充裂缝,防止渗漏。衬砌修复技术要根据衬砌的损坏程度、渗漏情况等因素选择合适的修复方式,以确保修复后的防渗效果。

四、结论

水利水电基础防渗工程的渗漏检测与修复技术是保障工程安全稳定运行的关键环节。渗漏检测技术从直观简单的方法到复杂的地球物理勘探、无损检测技术等,各有其适用范围和优缺点,为准确发现渗漏问题提供了多样化的手段。而修复技术方面,灌浆、防渗墙、衬砌修复以及新型材料修复等技术也能针对不同的渗漏情况进行有效的处理。在实际工程中,需要综合考虑工程的具体情况、渗漏特点、经济成本等因素,合理选择检测与修复技术,并且要不断加强对这些技术的研究和创新,提高其应用效果,从而更好地保障水利水电基础防渗工程的质量,确保水利水电工程发挥其应有的功能和效益。

参考文献:

[1] 张峰。水利水电基础防渗工程渗漏检测技术的应用现状及发展趋势 [J]. 水电防渗技术,2022 (05):22-25.

[2] 刘悦。不同类型水利水电基础防渗工程渗漏原因分析及检测要点 [J]. 水电工程渗漏研究,2023 (02):44-47.