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水利工程堤防工程防渗处理技术探讨

作者

杨佳平

中建六局水利水电建设集团有限公司 300222

一、堤防工程防渗处理技术的应用原则

(一)安全性原则

安全性是堤防工程防渗处理技术应用的首要原则。在选择和应用防渗处理技术时,必须确保所采用的技术能够有效解决堤防的渗漏问题,提高堤防的整体稳定性和抗风险能力。同时,要考虑施工过程中的安全,避免因施工不当引发新的安全隐患,如施工过程中对堤防原有结构的破坏等。

(二)经济性原则

在保证防渗效果和工程安全的前提下,应遵循经济性原则。不同的防渗处理技术在成本上存在较大差异,需要结合工程实际情况,对各类技术的成本进行分析和比较,选择性价比高的技术方案。此外,还应考虑后期的维护成本,确保堤防工程在整个使用寿命内的综合成本最低。

(三)适用性原则

堤防工程的地质条件、水文状况等存在较大差异,因此防渗处理技术的选择必须遵循适用性原则。应根据堤防的具体情况,如堤身材料、渗漏部位、渗漏程度等,选择适合的防渗处理技术,以保证技术能够充分发挥作用,达到理想的防渗效果。

二、影响堤防防渗效果的主要因素

(一)地质条件

地质条件是影响堤防防渗效果的关键因素之一。堤防所在区域的土壤性质、岩层结构、地下水分布等都会对防渗效果产生影响。例如,在砂性土地区,由于土壤颗粒间隙较大,透水性强,容易发生渗漏;而在黏性土地区,土壤透水性相对较弱,但如果存在裂隙或断层,也可能导致渗漏问题。

(二)水文状况

水文状况包括水位变化、水流速度、水质等,对堤防防渗效果有着重要影响。高水位持续作用会增加堤防的渗透压力,容易导致堤身和堤基发生渗漏;水流速度较大时,可能会对堤防迎水面造成冲刷,破坏堤防结构,进而影响其防渗性能;此外,水中含有的有害物质可能会对堤防材料产生腐蚀作用,降低堤防的防渗能力。

(三)堤防结构

堤防的结构设计和施工质量直接关系到其防渗效果。堤防的断面形式、堤身高度、边坡坡度等结构参数不合理,可能会导致堤防在运行过程中产生不均匀沉降,从而出现裂缝,引发渗漏;施工过程中如果压实度不够、填筑材料不合格等,也会降低堤防的防渗性能。

三、常用堤防防渗处理技术

(一)防渗墙技术

防渗墙技术是通过在堤身或堤基中建造连续的防渗墙体,以阻断渗透水流的一种防渗处理技术。该技术具有防渗效果好、适用范围广等特点,适用于各种地质条件下的堤防防渗处理。常见的防渗墙类型包括钢筋混凝土防渗墙、塑性混凝土防渗墙、水泥土防渗墙等。

钢筋混凝土防渗墙具有强度高、防渗性能好、耐久性强等优点,但造价相对较高,适用于对防渗要求较高的重要堤防工程。塑性混凝土防渗墙具有较好的塑性和抗裂性能,能够适应堤防的变形,造价相对较低,在堤防防渗处理中应用较为广泛。水泥土防渗墙是利用水泥作为固化剂,与土料混合形成的防渗墙体,其施工工艺简单、造价低,但防渗性能相对较差,适用于对防渗要求不高的中小型堤防工程。

在施工过程中,防渗墙技术需要注意墙体的连续性和完整性,确保墙体与堤身、堤基紧密结合,避免出现渗漏通道。同时,要严格控制墙体材料的配合比和施工质量,以保证防渗墙的防渗效果和结构强度。

(二)高压喷射注浆技术

高压喷射注浆技术是利用高压喷射设备将水泥浆液或其他化学浆液喷射到堤身或堤基中,使浆液与土体充分混合,形成固结体,从而达到防渗目的的一种技术。该技术具有施工设备简单、操作方便、适用范围广等特点,可用于处理砂性土、黏性土、碎石土等多种地质条件下的堤防渗漏问题。

根据喷射方式的不同,高压喷射注浆技术可分为单管法、双管法和三管法。单管法是利用高压泥浆泵将水泥浆液直接喷射到土体中;双管法是同时喷射高压水泥浆液和压缩空气;三管法则是同时喷射高压水、压缩空气和水泥浆液。不同的喷射方式适用于不同的地质条件和防渗要求。

在施工过程中,需要控制好喷射压力、注浆量、提升速度等参数,以确保形成的固结体具有良好的防渗性能和强度。同时,要注意避免出现漏喷、断桩等问题,保证防渗体的连续性。

(三)劈裂灌浆技术

劈裂灌浆技术是利用堤身或堤基土体的自重和附加荷载,在一定压力作用下将浆液注入土体,使土体发生劈裂,浆液在裂缝中扩散、填充并固结,形成防渗体的一种防渗处理技术。该技术具有施工工艺简单、成本低、对堤防结构扰动小等优点,适用于堤身填土质量较差、存在裂缝或孔隙的堤防防渗处理。

在施工过程中,需要合理确定灌浆孔的布置、灌浆压力和灌浆量。灌浆孔的布置应根据堤防的渗漏情况和地质条件确定,一般采用梅花形布置。灌浆压力应控制在适当范围内,既要保证能够将土体劈裂,又要避免压力过大对堤防结构造成破坏。灌浆量应根据土体的孔隙率和灌浆压力等因素确定,确保浆液能够充分填充裂缝。

(四)防渗膜技术

防渗膜技术是利用高分子材料制成的防渗膜,铺设在堤防表面或堤身内部,以阻断渗透水流的一种防渗处理技术。该技术具有防渗性能好、重量轻、施工方便、造价低等特点,适用于堤防表面防渗、堤身漏洞修补等。

常用的防渗膜材料包括聚乙烯(PE)膜、聚氯乙烯(PVC)膜、复合土工膜等。复合土工膜是由土工织物和防渗膜复合而成,具有较好的抗拉强度和防渗性能,在堤防防渗处理中应用较为广泛。

在施工过程中,需要注意防渗膜的铺设质量,确保膜与膜之间的连接紧密,避免出现渗漏。同时,要做好防渗膜的保护工作,避免在施工和运行过程中被损坏。

四、堤防防渗处理技术的应用要点

(一)技术选择

在选择堤防防渗处理技术时,应根据堤防的实际情况,如地质条件、渗漏类型、防渗要求等,进行综合分析和比较,选择最适合的防渗处理技术。同时,要考虑技术的可行性和经济性,确保所选技术能够在保证防渗效果的前提下,降低工程成本。

例如,对于堤基为砂性土且渗漏严重的堤防工程,可选择防渗墙技术或高压喷射注浆技术;对于堤身填土质量较差、存在裂缝的堤防工程,可选择劈裂灌浆技术;对于堤防表面的局部渗漏,可采用防渗膜技术进行修补。

(二)施工质量控制

施工质量是保证堤防防渗处理效果的关键。在施工过程中,应建立健全质量控制体系,加强对施工全过程的质量监督和管理。严格按照施工规范和设计要求进行施工,控制好各个施工环节的质量。

例如,在防渗墙施工中,要严格控制墙体材料的配合比、施工工艺和墙体尺寸;在高压喷射注浆施工中,要控制好喷射压力、注浆量和提升速度;在劈裂灌浆施工中,要控制好灌浆压力、灌浆量和灌浆顺序。同时,要做好施工记录和质量检测工作,及时发现和处理施工中出现的质量问题。

五、结论

堤防工程防渗处理技术是保障堤防工程安全稳定运行的重要手段。在实际应用中,应根据堤防的具体情况,选择合适的防渗处理技术,严格控制施工质量,加强后期监测与维护。同时,要关注堤防防渗处理技术的发展趋势,积极采用新型材料和技术,不断提高堤防防渗处理水平。

参考文献

[1] 李红。水利工程堤防防渗处理技术的应用与研究 [J]. 水利水电技术,2022, 53 (6): 123-128.

[2] 张磊。高压喷射注浆技术在堤防防渗处理中的应用研究 [J].人民黄河,2023, 45 (2): 98-102.

[3] 孙艳。堤防工程防渗墙技术的发展与应用 [J]. 水利规划与设计,2022 (9): 76-80.

[4] 王丽。生态防渗技术在堤防工程中的应用探讨 [J]. 中国农村水利水电,2023 (4): 156-160.