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摘要:近年來,隨著我國水利工程建設規模不斷擴大,社會各界對水利工程施工過程中的技術要求也在不斷提高。防滲漏處理是水利工程施工過程重要的技術,關系著整個水利工程施工質量,其中,灌漿施工技術是做好防滲漏的關鍵。本文對引起水利工程滲漏問題進行了闡述,分析了防滲漏處理中灌漿技術類型及施工前期準備工作,并對灌漿施工過程中常見問題及處理措施進行了探討,希望能夠為水利工程工作人員提供理論借鑒,提升防滲漏技術水平,促進我國水利工程建設進一步發展。
關鍵詞:水利工程;防滲處理;灌漿施工技術
水利工程是我國應用于防汛、農業灌溉等方面重要的工程項目,不僅極大促進了我國農業發展,同時水利工程在水力發電、水資源合理利用、環境保護等諸多方面發揮著重要的作用,是我國國民經濟基礎建設的重要工程。水利工程中防滲漏技術十分關鍵,在防滲漏處理中灌漿施工技術關系著防滲漏處理的質量,因此,加強水利工程防滲漏處理中灌漿施工技術分析對于提高水利工程施工質量具有重要的意義。
一、引起水利工程滲漏問題的因素
水利工程滲漏問題十分常見,嚴重情況下會影響整個水利工程施工質量,無法發揮水利工程的功能作用,其影響因素分為自然因素和人為因素兩方面。首先,自然因素方面。自然因素是引起水利工程滲漏問題的主要因素,例如山體滑坡、地震等難以預料的自然災害,以及極端惡劣天氣引起的洪水、泥石流等問題,都會對水利工程的安全性造成巨大的威脅,使得水利工程壩體受到劇烈震動造成水利工程建筑物變形或者產生裂縫等,導致滲漏問題的發生。除此之外,隨著水利工程使用時間的推移,水利工程建筑物也會逐漸老化,各方面性能出現不同程度的降低,對于外界因素抵御能力下降,也會產生滲漏問題。其次,人為因素包括以下幾點:第一,水利工程設計方案不科學,水利工程在進行設計方面沒有完全考慮施工地點地理環境因素和氣候條件等,導致由于設計方案不科學引起滲漏問題;第二,施工過程中施工單位選用了質量不達標的施工原料、施工人員操作不規范等問題也有可能引起后期的滲漏問題;第三,施工單位缺乏對施工的有效監督,造成出現施工問題無法及時發現,例如施工過程中存在裂縫等問題,如果對于這些問題沒有引起重視或者沒有及時發現,則會為后期水利工程出現各種問題埋下極大隱患[1]。
二、水利工程防滲處理中灌漿技術類型
水利工程防滲處理中常見的灌漿技術有防滲帷幕灌漿技術、高壓噴射灌漿技術、壩體劈裂灌漿技術以及控制性灌漿技術幾種類型,不同灌漿施工技術對水利工程施工環境以及防滲問題要求也不同,在實際的施工中還需要充分考慮施工環境因素和具體情況合理選擇灌漿技術。
(一)防滲帷幕灌漿技術
這種灌漿技術適用于地質中含有較多巖石顆粒的地質環境,在具體施工中需要注意兩點問題:一方面施工人員需要合理設置帷幕的深度和位置,確保帷幕與堤壩緊緊固定,以發揮帷幕的防滲效果;另一方面在進行灌漿時需要注意帷幕表面孔眼,根據數量可分為雙排孔和多排孔。防滲帷幕灌漿技術就是將提前混合好的泥漿注入這些孔眼中,泥漿主要原料是黏土和水泥,由于灌漿所需泥漿量較大因此需要根據施工需要提前準備好原料,保障灌漿施工的順利進行。灌漿完成后兩周之后還需要對施工質量進行檢查,一般采取抽檢的方式,抽檢比例要高于10%,一旦發現存在灌漿孔密封質量問題時需要及時采取措施,確保帷幕防滲效果。在實際防滲灌漿技術中,防滲帷幕灌漿技術存在較多不足,通常情況下不會單獨采用這種方式進行防滲處理,而是作為補充性施工技術配合其他防滲技術共同進行。
(二)高壓噴射灌漿技術
相比其他灌漿技術而言,高壓噴射灌漿技術防滲效果更好、操作更便捷,因此,目前我國水利工程防滲處理灌漿施工技術中主要以這種技術為主。其施工原理是利用壓縮空氣產生的強烈的沖擊力將混合好的漿液噴射到水利工程堤壩結構中,針對堤壩軟質巖漿可能存在的滲漏情況進行有效填補,通過高壓噴射漿液會和堤壩中的土層混合到一起形成耐水性較好的固體。在灌漿施工完成后靜置一段時間,然后對壩體進行檢查,確保壩體軟質巖漿以及出現裂縫的位置都被漿液灌滿,保障壩體的防滲效果。長期防滲處理灌漿施工實踐證明,這種灌漿技術操作十分簡單,而且效率較高,還可以有效控制施工成本,適用于很多水利工程防滲處理。需要注意的是,高壓噴射灌漿技術需要使用專業的設備,要求施工人員具備較高的專業水平,能夠熟練操作施工設備,并且需要具備適宜的施工環境,在體積較大的構筑物中防滲效果較差。
(三)壩體劈裂灌漿技術
壩體劈裂灌漿技術是將壩體依據軸線劈開,在劈開的裂縫中灌入漿液,其原理是應用應力分布技術,在灌漿壓力下以泥漿為載體,對堤壩劈裂進行有效控制,將所有與漿脈相通的縫隙、裂縫、空洞等利用漿液的流動性全部填充,最終形成密實的防滲固結體,達到防滲效果。在進行堤壩劈裂灌漿施工時,首先需要施工人員對堤壩進行勘察,找到滲漏位置進行標記,然后針對滲漏位置反復灌漿,形成多層防滲漏層,增強防滲能力,施工完成一段時間后,還需要對灌漿位置進行檢查,查看黏土幕墻質量,確保沒有質量問題。施工中需要注意的是要做好灌漿壓力的控制,由于堤壩本身有應力作用,如果灌漿壓力控制不好有可能損壞堤壩結構,甚至引發危險,控制好灌漿壓力對壩體壓密和回彈能起到良好的效果,待施工完成一段時間后壩體會達到良好的防滲效果。壩體劈裂灌漿技術主要應用于水利工程中壩體治理問題,針對有問題的壩體進行治理加固。
(四)控制性灌漿技術
控制性灌漿技術是以帷幕灌漿技術基礎上對此進行了進一步改進,其原理是通過控制漿液壓力和流量,對水利滲漏位置進行防滲處理。真正灌漿技術需要控制好漿液質量、漿液壓力和漿液流量,以此達到較好的防滲效果。在進行控制性灌漿施工時需要施工人員嚴格按照施工作業控制好漿液壓力,滿足防滲設計標準[2]。
三、水利工程防滲處理中灌漿施工準備
首先,灌漿施工前期準備階段。施工準備主要包括供風和供水兩方面,供風指的是在進行灌漿過程中需要用到高壓風技術,一般采用小型空壓機設備進行供風,對于灌漿施工分支區段也可以采用集中供風系統,對此施工人員需要確保供風管道鋪設旋轉軸廊道墻壁上,滿足灌漿過程中供風要求。供水方面,一般情況下水利工程項目中會有專門的供水設備,可以充分滿足灌漿過程中的供水要求,對于一些特殊區域,專門的供水設備可能無法進行供水,可以采用抽水機進行抽水。因此在進行灌漿施工前需要做好灌漿施工計劃,根據實際需求確定合適的供風供水方式,保障后期灌漿施工的順利進行。其次,根據灌漿施工實際需要,在合理的位置設置漿液配置池和廢液回收池。漿液配置池用于灌漿施工中使用漿液的配置,在灌漿施工中需要大量的漿液,根據施工具體需求配置大小合適的漿液配置池,在施工過程中產生的廢液要按照規定置入廢液池,同時要注意施工方式,最大限度避免廢棄漿液外泄或者對周圍水資源造成污染等問題,可以在施工現場設置擋水堰,做好環境保護措施[3]。最后,加強灌漿施工人員培訓。灌漿施工需要施工人員具備較強的技術技能,因此,在進行施工前需要確保施工作業人員具備相應的灌漿作業技術,有一定的灌漿施工經驗,在遇到問題時能夠靈活應對。除此之外,還需要加強對施工人員責任意識培訓,確保施工人員在進行灌漿作業時本著嚴謹認真的態度進行作業,嚴格按照規定流程和施工方案進行,避免由于人為疏忽或者技能問題造成灌漿施工不合格等問題,根據具體施工要求做好人員配置工作。
四、水利工程防滲處理中灌漿施工過程的施工要點
水利工程防滲處理中灌漿施工過程中會遇到各種各樣的問題,因此,需要在施工前期做好應急預案,根據以往施工經驗以及實際需要施工的水利工程堤壩情況對有可能發生的問題制訂科學的應急預案,保障灌漿施工的順利進行。
(一)施工前現場勘察
水利工程防滲處理灌漿施工技術有很多種,對于施工技術如何選擇還需要施工人員提前對施工現場仔細勘察,全面了解堤壩土質結構,分析滲漏位置縫隙大小,并對水利工程具體情況進行進一步了解,待全面了解清楚后再確定科學的施工方案,為后續打孔作業、灌漿施工等奠定基礎,保證灌漿施工效果,避免由于灌漿施工不當對壩體造成損壞,影響整體建筑結構。
(二)加強灌漿施工過程監督
灌漿施工具有較高的技術性,其施工過程十分關鍵,關系著整個水利工程的穩固性,因此施工人員在施工前要做好技術交底工作,對施工方案有充分的了解,嚴格按照施工方案進行作業,施工過程包括打孔、漿液配置、灌漿、封孔幾個主要環節,每個環節都需要認真對待[4]。
首先,打孔環節。打孔前,施工人員要根據施工區域地質結構特點確定所需要打孔的位置和數量,對可能影響打孔質量的因素提前進行排除,例如施工現場的雜物等,要提前清理干凈,確保打孔地面干凈整潔,在剛開始打孔階段要注意孔與孔之間的距離盡量大,隨著打孔工作的順利進行逐漸增加孔的密度,如果遇到打孔突然停止則考慮是打孔精度有所偏差,要及時調整,確保最后打孔位置、數量以及質量符合規定標準,避免打孔問題影響后續灌漿施工。
其次,漿液配置。灌漿施工中用的漿液需要在施工現場的漿液配置池進行現場配置,在黏土和水泥等原料的選擇上要做好質量檢查,避免采用不符合標準的材料進行漿液配置,同時要根據實際施工要求制定合適的黏土、水泥配置比,在進行攪拌過程中要均勻攪拌,同時確保漿液制作與灌漿施工同步進行,根據實際用量進行配置,避免過早制作漿液造成漿液質量的下降,以保證漿液性能合乎使用標準,同時也避免因為漿液過多造成資源浪費[5]。
再次,灌漿環節。影響灌漿質量的因素有很多,灌漿施工環節需要注意施工中的各方面情況,如果在進行灌漿環節發現管道漏水現象,施工人員應當立即采取措施做好補救工作,避免由于漏水問題影響灌漿施工。同時,施工現場地質情況也會影響灌漿施工的進行,如果施工現場地質屬于可溶性巖石,這種情況下通常會受巖洞影響造成嚴重腐蝕,為灌漿工作增加難度。此外,水利工程在建設初期人工爆破行為也會對水利工程整體造成影響,可能引起滲漏問題,因此還需要做好前期勘察工作[6]。在灌漿施工環境最常見的問題就是冒水問題,如果在水利工程建設過程中遇到冒水情況,施工人員應當立即采取措施進行補救,最大限度地降低冒水問題造成的不良影響,灌漿環節出現冒水問題往往與水利工程施工前期出現失誤有一定關系,通常情況下會導致某一固定區域反復出現冒水,對此施工單位一定要高度重視,避免冒水問題進一步惡化對水利工程項目整體質量造成威脅,一旦冒水問題得不到有效控制很有可能引起水利工程項目主體出現大范圍滲水,造成嚴重的后果。因此,針對冒水問題施工單位要對冒水位置、冒水量等進行仔細調查,可以采用水管進行引流將水引到安全區域,同時對冒水位置進行勘測,分析冒水原因,根據分析結果制定科學的補救措施。一般的冒水問題可以通過對冒水發生位置進行密封,同時進行反壓灌漿可以有效解決。如果發現水利工程在建設施工中很多地方都出現了冒水問題,出現特大漏水問題,一般是因為施工現場地質問題,或者是施工技術出現了問題,這種情況下施工單位需要調整灌漿施工技術,根據實際冒水情況采取必要的措施,采取濃漿、水泥砂漿和間歇灌漿等不同的關鍵方式進行灌注,進一步優化灌漿施工技術,確保通過灌漿施工達到良好的防滲效果,按照規定標準完成灌漿施工。
最后,封孔環節。施工人員在完成灌漿施工后,還需要進行封孔,在封孔前施工人員需要對漿體情況進行檢查,測量所灌漿液是否達到了施工標準,觀察灌漿區域有沒有吃漿現象或者下沉現象等,檢查沒有問題后再進行封孔,如果在檢查過程中發現有縫隙沒有完全填充,要對縫隙進行二次補救,并對灌漿區域進行防滲性能檢查,發現任何質量問題都需要進行優化調整,待所有問題解決完成后,才算完成所有灌漿施工[7]。
結語
綜上所述,水利工程建設是我國社會經濟建設中重要的工程,對我國防汛、發電、農業灌溉等很多方面都起到了積極的促進作用,水利工程中滲漏問題是影響水利工程質量的常見問題,防滲灌漿技術的應用能夠有效解決滲漏問題,保障水利工程的穩定運行。因此,施工單位需要提高對防滲灌漿技術的重視,根據水利工程滲漏具體問題制訂科學的灌漿施工方案,降低水利工程滲漏問題發生概率,使水利工程充分發揮其功能價值,促進我國社會經濟穩定發展。
作者:王澤源 單位:蘭州資源環境職業技術學院