水利工程堤防防渗施工技术的应用探讨

期刊: 环球科学 DOI: PDF下载

王建鹏

河北元硕建设工程集团有限公司,河北省张家口市,075000

摘要

伴随科技与社会经济的大力发展,在水利工程建设施工中,不免会出现各样堤防防渗问题,这一问题不可忽视,需要通过行之高效的施工技术方案,科学应用新型建筑材料与新型施工技术,确保水利工程综合应用性能得以全面提升。水利工程是利国利民的重点工程,是我国最基础的工程建筑,对我国工业发展、农业发展起到重要作用。基于此,本文详细分析了水利工程堤防防渗施工技术的应用措施。


关键词

水利工程;堤防;防渗施工技术;应用

正文


引言

水利堤防工程作为维护国家重要的水利设施之一,承担着防洪、排涝、蓄水等重要任务,对保障国家经济发展和人民生命财产安全具有不可替代的重要作用。然而,由于自然环境的复杂性和工程建设的特殊性,水利堤防工程在长期的运行中常常面临着水土流失、渗漏涌浪、基础不稳等问题的挑战。作为解决该问题的关键技术手段之一,防渗施工技术的应用和效果直接影响着工程的安全稳定与长期运行,合理管控防渗施工技术的应用,才能够有效地降低工程渗漏率,提高水利堤防的防洪排涝能力,保障周边生态环境的可持续发展。

1水利堤防工程防渗施工技术相关概述

水利堤防工程是指为了防止水灾和合理利用水资源而建设的一类水利工程,主要用于防洪、蓄水和排涝,利用水利堤防工程在河流、湖泊、海岸等水域的周围修筑堤坝、堤堰、防波堤等,能够起到抵御洪水、潮汐和水位上涨等自然灾害的作用,同时能够保障水利工程设施的完整性。而作为保障水利堤防工程完整性的关键技术之一,防渗施工技术作用于堤防工程的堤坝、堤堰等设施之上,并综合采用加固、防渗封层等方式,大幅度提高堤防工程设施的防渗透能力。典型的技术方法有:通过在水利堤防工程的堤坝表面采用土质加固的防渗施工方法,其中包括土工膜加固、土体灌浆加固、土工格室加固等,优化堤坝表面的防渗性能。

2防渗施工技术意义

在水利工程堤防建设施工中,防渗施工技术是最重要的环节,唯有全面做好防渗工作,才能最大化水利堤防工程的抗洪能力。所以,对水利工程堤防防渗施工需要予以高度关注。众所周知,水利工程建设的终极目的是有效应用水资源,鉴于国内现今对水资源的需求量大,各地方水利工程建设数量不断增多,水利工程的堤防数量也在与日俱增。由此可知,水利工程堤防建设的目的很明确,一是加大对洪水的抵御能力,二是有效实现分流蓄水,这两种功能的融合对现今社会发展具有重要现实作用[1]

3水利工程堤防防渗施工技术的应用措施

3.1灌浆防渗技术的应用

在一些水利堤防工程的运行使用期间,其中部分堤防设施会在长期的使用下出现裂缝、孔洞等问题,导致水利堤防设施出现蓄水外渗的现象。为了有效应对该问题,水利工程防渗施工中应当采用灌浆防渗的技术方法,修补表层存在的空隙及裂缝,来有效降低蓄水的渗透率,而该施工技术需关注的要点分为以下几个方面:首先,在灌浆防渗施工方案的设计上,施工中应当优先确定灌浆材料的选型、用量,灌浆位置、深度与压力等,确定各项施工参数之后,再指导现场人员进行正式的防渗施工。其次,在钻孔工艺流程的管理上,钻孔孔径可控制在40-80mm,并保持各个钻孔间的间距为300-600mm,这样才能够确保灌浆材料顺利注入地层,以及防止钻孔过于密集而造成钻孔偏斜、扭曲等问题。此外,在注浆工艺的控制上,为了确保灌浆材料能够充实且均匀地注入孔隙之中,施工当中必须严格控制灌浆的压力及速度,根据钻孔深度进行4-6次的分段注浆,确保注浆后钻孔的空隙率低于5%,这样才能够确保注浆材料充分反应,且形成的灌浆固结体能够有效阻止蓄水渗透。

3.2土工膜防渗施工

在水利工程堤防防渗施工中,土工膜防渗施工技术最常见,该技术具备较强的适应可变性性能优势。土工膜主要应用塑料薄膜材料制成无纺布性质的防渗器材后,再组成防止土方渗透的材料,其塑料薄膜的抗渗透性的优劣直接制约着土方膜的抗渗透性能。在水利工程堤坝防渗设计中,土工膜的运用模式有两种,一种是铺在堤岸中央,用于防渗心墙;另一种是铺在堤岸的上游面。将土工膜防渗施工技术运用到水利工程防渗工程中,可最大化发挥材料的防渗效用,在实际施工环节不但应把高质量的塑料薄膜当作土工膜,还要对各种细节进行详尽处理,并严格把关。另外,针对不同种类的渗漏状况,应该科学选用土工膜,确保发挥出其最佳作用[2]

3.3填充式高压灌浆技术

在施工应用管理中,施工技术人员利用填充式高压灌浆技术对堤坝进行控制处理时,能够更加有效避免一系列问题,故在当前水利工程项目建设规划中广泛运用于堤坝防汛工作中。工作人员要采取大功率钻机进行大面积坝体钻孔工作,结合坝体的应用原则和应用形式对地基岩石层的部位进行及时控制,整体钻孔深度比帷幕灌浆技术更深。该项技术在实际使用中要保证压力达到167kPa左右,并要求施工技术人员一次性完成每项技术的操作和控制,确保一次灌注完毕。在开展灌浆施工技术前,管理人员应对实际测量进行计算,保证其用量与整体工程项目符合实际要求;管理人员对坝体进行测量时,应保证其数据信息的准确性,确保可以荷载较高的压力冲击;在开始施工应用前,应对管道中的杂质与水分进行及时清理,随后再开展灌浆工作;注入基础性浆液之后,应采用黄胶液实现封口处理。

3.4高压喷射注浆防渗技术

高压喷射注浆防渗技术是一种常用的灌浆技术,在采用这种技术时,需要对施工技术进行详细了解,并加强自身的标准化,从而达到更好地发挥注浆的作用,提高水利工程的整体防水的稳定性,保证以后的工程安全。另外,采用高压喷射注浆防渗技术可以提高水利工程的防渗能力,这种方法以水泥为主,加入一些化工原料,提高泥浆的质量,减少施工费用。在遇到地下水流速较快的施工现场时,因为这里的土体水分含量高,并且往往具有强腐蚀的特点,所以为了强化工程的效果,可以向里面加入一些添加剂,从而提高材料的耐水性,达到快速凝固的目的。另外,为了保证工作的安全和高效,不发生爆炸事故,技术人员还必须在高压喷射装置中安装安全阀门和自动停机装置[3]

3.5连续墙防渗技术的应用

为了有效预防水利堤防设施出现渗水问题,现阶段水利工程部门需采用连续墙防渗技术,对防渗区域内的设施建设多层防渗屏障,优化水利堤防设施的防渗水性能。而该技术的使用要点为:首先,在施工准备阶段,施工人员必须对连续墙材料的选型及配比提出明确的界定,保障后续施工中能够提高连续墙设施建设的稳定性与密实性。如:当施工中采用的连续墙为搅拌桩连续墙时,可提前预备水泥、骨料、砂、水的配比为2431的搅拌桩混合料,并且按照防渗性能的实际需求,增添一定量的粘结剂来提高混合料密实度,借此来完善施工中的材料条件。其次,在连续墙搭设施工阶段,施工人员必须按照连续墙的设计要求及尺寸,在相应位置搭设连续墙施工模板,并控制模板尺寸与实际墙体之间的误差量在0.6%以下。而按照《水利水电工程防渗设计规范》(GB50486-2008)的技术标准,防渗墙模板的厚度可设计在200~500mm的范围内,选择多种规格的连续墙模板来应对防渗设施的表面铺设需求,以此来优化连续墙施工下的水利堤防设施防渗效果。

3.6水泥土搅拌桩防渗

水泥土搅拌桩防渗施工技术,需要在特定条件下实施,比如要在指向特定位置喷射水泥浆,然后充分搅拌,实现原有土体与水泥浆的有机结合,待形成完整的土柱后形成结构坚固的防渗墙。将该技术运用到水利工程堤防防渗施工中,不但有效地提高了堤防防渗能力,还对其稳固性的强化起到重要推动作用。同时,该技术在应用过程中有着技术流程简单、投入成本低等优势,是水利工程堤防防渗施工中运用最理想的一种防渗技术。但水泥土搅拌桩防渗技术在实际运用中受环境因素与自然条件因素影响,长时间的施工经验表明,唯有对砂土、沙砾土、水泥等实施科学比例的有机融合后,其防渗效果才能发挥最大作用。所以,水泥土搅拌桩防渗施工技术一般在15㎝以内的施工中较为常用[4]

3.7低压速凝式灌浆施工技术

低压速凝式灌浆施工技术在实际应用中属于一种应急的方法。施工技术人员结合实际应用理念,将灌浆技术应用于高温水或孔洞堵塞比较急的情况。工作人员需对坝体的孔洞部位进行精准确定,对于一些遇水膨胀的物质应及时放入孔洞中,保证实际物质能够在短时间内将多余的缝隙填充。技术管理人员在注浆处理过程中需保证高效输送浆液,结合灌浆的施工应用理念做好施工技术控制。该项技术在实际应用规划中能够更大幅度提高管道中的阻力,从而有效地将水位及时降低,提升灌浆的施工质量以保证施工效率。管理人员对物质进行确认后开始相关注浆作业,并对压力进行控制,保证其在49kPa以内。施工技术人员还需将适量的水凝剂添加到浆液中,控制浆液凝结速度,缩短抢修所消耗的时间。

4优化堤防防渗施工技术应用效果的策略

4.1改善工程堤防防渗施工技术流程设计

改善工程堤防防渗施工技术流程设计需要综合考虑工程的实际情况和特点,科学合理地制定施工方案,同时重视施工管理和质量控制,借此来不断优化施工流程和提高施工水平,确保工程的防渗效果和可持续发展。结合水利工程堤防防渗施工技术的使用现状来看,改善工程堤防防渗施工技术流程设计可以从地质勘探、材料选型、施工现场安全、现代化施工等多个方面着手,以提高施工效率、保证施工质量、降低成本、增强工程的防渗效果。如:在地质勘探的工艺流程方面,施工人员可主要分析防渗区域的地质情况、地下水位、土壤类型等信息,为防渗施工技术的设计提供准确的数据;在现代化防渗施工设计方面,施工技术的使用流程设计需要注重科学、智能和可持续发展,结合先进的材料、设备和技术,以满足不同工程的防渗要求,某施工单位在针对堤坝防渗施工中防渗施工技术流程方案,充分发挥出现代化工程技术的优势,使防渗施工的施工环节更加简便,并且有利实现工程施工现场的资源调配可持续化[5]

4.2优化防渗材料

作为水利工程施工单位,在强化其防渗技术运用的同时,也要结合监理和施工单位的实际情况,对渗漏问题进行深入研究,归纳出渗漏的原因。分析引起渗漏的各种原因,其中以选用哪种防水材料作为主要措施十分关键。根据水利施工计划和规范,选用合格的混凝土材料和原材料,才能最大限度地防止因材质问题造成的渗漏。

4.3利用数字化模型技术获取施工信息

BIM技术可以实现施工信息的集成和共享,让设计师、施工团队和管理者实现高效的沟通与协作,而将其用于水利工程堤防防渗施工当中,不仅能够大幅提高项目执行效率,还能够缩短施工周期,降低人力资源和时间成本。参考某水利堤防工程的防渗施工做法:首先,由于该工程中采用的防渗施工办法为灌浆防渗方法,因此,该施工部门提前采用BIM对灌浆防渗施工的可行性进行分析,通过在BIM模型当中插入防渗施工中的关键数据信息,从而能够更加直观的了解工程的空间布局及构造,为后续的防渗施工执行提供重组的决策依据。其次,防渗施工中应当采用BIM模型对各个阶段进行防渗施工模拟,利用可视化的模型方式来判断施工是否存在冲突问题,正如该施工项目中,施工人员利用可视化模型分析图纸数据,将图纸中灌浆钻孔间距较低的设计视为存在冲突的施工结构,通过反复调整,得出最终能够用于防渗施工的技术方案。

4.4加强后期维护

在水利工程施工中,除了加强对防渗技术的管理和改善,更重要的是要做到适时的维护和改建。通常,水利施工工作要经过比较长的一段时间,许多时候都会水渗透和影响,特别是在特殊的季节影响,对于出现的渗漏问题,要及时进行修复,坚持防渗技术的长期使用,并且要定期和及时地维护和管理整个施工过程,确保一切的安全风险都能被排除,这样才能充分地利用水利设施。

结束语

综上所述,水利工程是利国利民的大工程,对人民生产生活具有重要促进作用,而水利工程堤防防渗施工技术对优化水利工程建设具有至关重要的现实作用。故此,要结合不同施工环境与施工标准要求,科学应用水利工程堤防防渗施工技术,合理选择堤防防渗施工模式,保证堤防防渗项目施工质量与效果。

参考文献

[1]马超.水利工程堤防防渗施工技术应用研究[J].建筑技术开发,2020,47(17):35-36.

[2]徐金洲.水利工程堤防防渗施工技术应用研究[J].建筑技术开发,2020,47(15):73-74.

[3]姜丽.水利工程堤防防渗施工技术的应用[J].现代农村科技,2020,(08):66+20.

[4]刘丽丽.水利工程堤防防渗施工技术应用研究[J].建筑技术开发,2020,47(13):51-52.

[5]廖大榜.水利工程堤防防渗施工技术应用研究[J].居舍,2020,(18):55-56.

 


...


阅读全文