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堤坝防渗工程中劈裂灌浆技术的应用

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摘 要 渗透问题是水利工程中最为常见但是也是最为关键性的问题,堤坝的渗透问题在很大程度上决定着整个水利工程的质量,而堤坝的安全性所产生的影响绝不仅仅是单纯的工程质量问题,而是整个下游区段居民生命和财产的安全问题,具有较高的社会影响,因此在水利工程的日常运行中,提高堤坝的防渗能力是我们工作的重中之重。在提高堤坝防渗能力中,劈裂灌浆技术是目前使用最为广泛的技术,其经济性高、适用性广以及有效性高的特点为提高堤坝的防渗透能力提供了极为可靠的保证。

关键词 堤坝防渗工程劈裂灌浆技术;应用

中图分类号 TV5 文献标识码 A 文章编号 1674-6708(2013)89-0144-02

我国大多数的水利工程多是建于较早的时期,运行至今或多或少都存在着一定的安全隐患,其中最大的隐患就是堤坝的渗透问题,由于堤坝长期浸泡于水下,混凝土的腐蚀情况比较严重,坝体上的裂缝情况十分严重,因此提高水利工程的安全性以及维持水利工程的正常运行,切实的提高堤坝的防渗透能力极为关键。

水利工程作为一项社会性的工程,其质量、安全性和运行状态都在很大程度上决定着周围居民生命以及财产的安全,因此在对待水利工程质量问题上我们应该具有高度的责任心,提高堤坝的防渗透能力,保证水利工程的正常运行,确保工程所在区域的社会稳定和居民安全。经过多年的研究和实践,劈裂灌浆技术在提高堤坝防渗透能力方面有着独到的效果,并且这项技术成本较小,回报较高,对于该项技术的适用范围也较为广泛,对于我国各地区的各种形式的堤坝都有着很强的适用性。笔者结合自身多年的工作经验,对劈裂灌浆技术的机理和特点做出简要的分析,并对如果在提高堤坝防渗透能力工作中使用劈裂灌浆技术提出自己的一些看法。

1 劈裂灌浆技术特点及运行机理简析

1.1特点概述

劈裂灌浆较比与其他提高堤坝防渗能力的技术具有较高的经济性,其使用的设备造价较低,对于人员操作能力的要求也相对较低,施工周期较短,同时该项技术在施工过程中能够做到就地取材,这在很大程度上节约了施工的成本。另外该项技术加固深度较深,一般加固深度都在5米以上,能够较大程度的提高堤坝的防渗性能,但是对于面积较大,同时深度又交钱的堤坝该项技术的适用性明显不足。除此以外该项技术还能够有效的保证堤坝在灌浆之后保持一个完整的整体,施工过程中能够在坝体之中形成连续的质量较高的防渗帷幕,对坝体原有的整体性和稳定性破坏极少。

1.2机理分析

劈裂灌浆技术是以断裂力学和水力劈裂原理为理论性的基础,在坝体上存在安全隐患的部位上沿着坝体应力最小处的垂直方向布孔,运用灌浆的喷射压力将坝体劈裂,劈裂过程需要在有效的控制之下进行,在劈裂过程的同时完成渗透、填充以及压实的工序,在三道工序完成之后继续进行新的劈裂。在坝体形成密实且具有一定厚度的连续性浆液防渗固体之后,在将坝体上的漏洞和裂缝进行填堵,或者将坝体上的软弱层进行切断,从整体上提高坝体的防渗性能。另外坝体内部的应力会随着灌入浆液的压力以及土壤湿化变形所形成的压力而产生应力的二次分配,从而逐步的达到新的平衡。

2 劈裂灌浆技术的应用

在使用劈裂灌浆技术的时候需要严格的控制浆液的材质和粘稠度,确保浆液与坝体能够形成完整的整体,另外也要注意浆液喷射的压力以及劈裂的速度,由于水利工程的特殊性,需要浆液以较快的速度凝结,同时又要保证劈裂所造成的应力不会瞬间破坏坝体内部的应力平衡而造成坝体的损坏。在灌注之前要实验确定灌注空洞的顺序以及二次灌注的次数,确保灌注过程的充分性。

2.1坝体打孔

在坝体上存在隐患的部位首先进行空洞的开凿,在开凿空洞之前要经过设计的推理和实验的确定,将空洞的间距进行确定,并沿着坝体的轴线方向放线确定空的位置。对于空洞间距的检查要遵循纵向偏差在50mm以内,上游和下游空洞间距的偏差要在30mm以内,钻孔的偏斜度应该小于空洞深度的2%。

2.2浆液的制取与灌注

由于水利工程的特殊性,需要浆液较快的凝结,这就要求劈裂灌浆施工中浆液的制取和灌注需要几乎同时进行,浆液制取过程中需要经过搅拌、筛取以及拌合三道工序,在浆液进行灌注之前要将其中颗粒较大的砂石和杂志剔除,确保浆液能够在灌注过程中形成连续的供给。除了对浆液中的拌合物进行筛取之外还要对浆液的粘稠度进行检验,确保浆液具有符合灌注要求的粘稠度。在灌注过程中要采用从孔底开始灌注的顺序,全孔灌注完成之后再进行下一个空洞的灌注,浆液的粘稠度也要按照从稀到稠的原则进行调配。同时还要根据事先的实验结论而得出的灌浆顺序进行灌注,按照既定的时间间隔进行二次灌注。

2.3封孔

灌浆过程要严格控制灌注的时间,如果灌注过程结束过早则很容易造成坝体中的空洞,给日后的正常运行留下安全的隐患,如若灌注时间过程则会造成溢浆现象,造成材料的浪费,并且还会对坝体的安全性造成一定的影响,由此可见对于灌注过程的时间控制非常关键。灌注过程中,如果初次灌注的时间和二次灌注的次数达到了预先实验的结论要求则空洞内的浆液需求量会逐渐的减少,并且达到满灌的时间也会逐渐的减少,一般这个时候的灌注量都会在0.3m/min以下,这个时候就要适当的减少灌注量,当坝体顶部出现冒浆现象时则停止灌浆,整个灌浆过程结束。封孔过程要在灌浆接近尾声时进行,在即将结束的灌注浆液中添加入粘稠度较高的浆液,当达到灌浆结束标准的时候再用干燥的土壤将空洞封堵。

3结论

综上所述,劈裂灌浆技术在提高堤坝防渗透能力的方面具有着较高的实用性,该项技术操作相对简便,对于操作人员的技术要求不是很高,另外该项技术所使用的应力技术更加合理,能够在基本保持原坝体内部应力的基础之上重新形成平衡状态下的内部应力,有效的保证了坝体的稳定性。

参考文献

[1]王洪恩,卢超.堤坝劈裂灌浆防渗加固技术.北京:中国水利水电出版社[M],2006,1.

[2]地基处理手册.中国建筑工业出版社[S],1989,4.

[3]李均安,夏天彬.劈裂灌浆技术及其在堤防工程中的应用[J].甘肃农业,2007,8:86-87.