水利堤坝工程防渗加固施工技术

水利堤坝工程防渗加固施工技术

水利堤坝工程防渗加固施工技术

一、 引起堤坝渗漏的原因

(一) 坝体裂缝

坝体裂缝是常见的造成坝体渗漏的原因之一。由于在水坝蓄水的过程中大量势能累计,使坝体难以承受巨大的水压,从而导致坝体出现裂缝。

(二) 渗漏管破裂

渗漏管破裂会致使坝体本身渗漏程度加重,由于坝体内部本身设有具备一定排水功能的渗漏管,一旦渗漏管出现破裂,则无法稳定调节渗漏的速度,使坝体受水流侵蚀加快,从而产生危害。

(三) 年久失修

因为坝体年久失修,导致坝体质量下降,使坝体裂缝。这种裂缝的范围通常会很大,一旦开裂十分危险。整个坝体的老化程度相当,坝体一旦出现裂缝则会很容易向着整个坝体的薄弱环节扩散,从而出现渗漏甚至决堤。

(四) 白蚁灾害

水利工程堤坝出现渗漏的一大原因便是蚁穴。蚂蚁会在水坝的堤坡或是坝体内部筑巢,同时影响坝体的整体强度,使坝体出现渗漏等现象。白蚁等蚁类对坝体的危害十分巨大,由于大多数蚁窝会不断发展,最终有可能会使整个蚁窝延绵数十米,使坝体内部整体强度大幅降低,会导致十分严重的灾害。

二、 堤坝渗漏的危害

堤坝渗漏也会产生各种各样的危害。特别是针对于堤坝本身的安全问题尤其的严重。一旦堤坝渗漏,就会造成堤坝的整体强度遭受损害,进而出现更大的渗漏或是坝体破裂。一旦坝体破裂则会使上流的蓄水大量倾泻到下游来,使下游河岸附近的村庄以及自然环境遭到严重的破坏。

三、 堤坝防渗加固技术

在明确堤坝渗漏成因及危害基础上,本文阐述了如下应对措施:

(一) 防渗墙灌浆法

1. 高压填充灌浆

高压填充灌浆技术是通过增大压力的方式将水泥浆通过灌泥孔喷射进土层内,并对内部出现的溶洞、蚁穴等进行填充。利用钻机在需要填充的部分打孔,保證孔距在2m范围左右,并将孔深钻至2m或深入砾石层左右即可。将高压填充套管下至填土层左右,用127~167kPa的压力来对渗漏部位进行水泥灌浆,灌浆的顺序为先砂砾层后填土层,最后用黄泥浆封口。若是为了应对溶洞或者蚁穴,则可以在渗漏部分的附近打孔,先将泥浆灌入,从而将溶洞或蚁穴包围起来,之后再对溶洞或蚁穴进行填充作业。这样做能够保证堤坝内部的空隙得以完全填充,使堤坝不会因为内部空洞以及自身重力而出现塌陷现象。

2. 低压速凝灌浆

低压速凝灌浆通常用于在堤坝的高危水位出现的裂缝的抢险加固。在进行低压速凝灌浆的过程中,需要对出现渗漏的部分的地质情况来选择钻机,并对出现管涌的部位进行钻孔。在钻孔后若是渗漏部分的压力大于49KPa,则需要利用滤网和填充物对水压进行控制。选用的填充物一般为遇水能够膨胀的物体,比如专用水凝胶或者黄豆等,等待填充物被水泡涨并将水压减小后,再向钻孔内部缓慢地注入速凝水泥,速凝水泥内添加了特殊的速凝剂,在管涌内部的速凝水泥被之前填充在钻孔的膨胀填充物所捕获,确保水流不会将水泥从管涌内喷出,确保水泥能够快速地凝结在管涌内部,从而将管涌迅速堵塞。

3. 帷幕式灌浆

帷幕灌浆法通常用于土制堤坝的地基防渗加固。土坝本身会由于冲刷、自重等原因经常会出现滑坡和侵蚀现象。为了防止因为堤坝自身的原因导致渗漏,需要将坝体钻孔到基岩部位,之后运用器材将水泥等灌入到钻孔之中,使水泥在硬化后与基岩构成一个骨架式的整体结构,从而增加坝体的整体强度。随着近年来灌浆技术的进步,出现了多种新式的灌浆法。例如GIN灌浆法,利用GIN值大致相同的水泥浆进行帷幕灌浆,就可以无视地形和地质条件制作一个强度相同的连续帷幕,并在实际的应用上取得了良好的结果。在钻孔时可以根据堤坝的曲度的影响来布置钻孔位置沿堤坝轴线钻孔,保证水泥帷幕能够处于堤坝轴线正中心,从而最大化堤坝强度,并有效减少渗漏的可能。

(二) 排水沟导渗法

1. 导渗沟法

导渗沟法可以利用与水坝下流的导渗和回填。其作用是消除回水边坡表面土壤中渗出的渗水。为了将这些渗水导流,以防止其侵蚀坝体,则需要在坝体水坡以及其坡口和坡面开挖渗水沟槽,将水流引出坝体。导渗沟法使用的过程中应铺设反滤材料,以防止水流带走坝体土壤,这种方法适用于堤背部分出现大面积严重渗漏的情况,一般用土工织物作为反滤材料。导渗沟法也可以降低坝体的浸润线,使坝体的整体强度得以保障。

2. 排渗沟法

为了防止坝体下游覆盖层的渗透压力和承压水头而在堤坝部位开沟,从而防止沼泽化、管涌、浸没和土壤流失的情况发生。在排渗沟建设的过程中要注意在沟底和沟侧布置反滤层,挖穿表部的不透水层,并将沟底置于透水层之上。这种排渗沟适用于透水覆盖层薄的情况。也可以防止坝体土壤随着水流流失而造成坝体强度降低。

3. 贴坡排水法

贴坡排水法构造简单,并且节约材料,在维修过程中仅需要维护紧贴坡下游的砌石即可。贴坡排水法能够有效保证下游的边坡不受表层水流的侵蚀,然而贴坡排水不能够降低浸润线,且一旦遭受冰冻等恶劣气候便十分容易失去效果。一次仅仅用于一些中小型工程中的下游无水均质坝,以及一些浸润线不高的中等高度坝。

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