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浅谈中小型水库防渗墙防渗技术

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摘要:水库作为水利枢纽的重要建筑之一,在许多大型水利调控设施中扮演者重要的作用。由于大坝渗漏、滑坡、涵管漏水等原因造成垮坝失事等重大险情时有发生,我国中小型水库数量较多,防渗是一个关键,本文就中小型水库渗漏产生的原因进行阐述,提出现阶段中小型水库的防渗技术。

关键词:水库;防渗墙防渗技术;问题

中图分类号:TV62文献标识码: A 文章编号:

引言

中小型水库渗漏是一个较为常见的现象,对水库的使用安全及使用寿命等来说影响很大,因此对中小型水库防渗墙防渗技术进行研究,对我国的中小型水库避免渗漏现象的出现具有极其重要的意义。

一、水库渗漏产生的原因

1、水库设计安全隐患

目前我国已建成的许多小型水库在建设过程中,大多是勘探、设计与施工同时进行,这种设计方式直接导致设计人员对水库周边自然环境的考察不够细致,在设计施工中无法全面的考虑水库放水、检修等各环节的实际需求,进而在水库投入使用时,留下了极大的安全隐患。

2、前期勘探问题

在中小型水库建设的前期,由于前期勘探力度不够,对当地地质环境没有全面的了解,在建设过程中盲目开工,对部分出现的问题也没有进行及时的处理,从而为坝体渗漏留下了隐患。

3、建设力量薄弱

目前我国大部分中小型水库基本建设于上世纪六、七十年代。受当时的大环境影响,材料、施工机械、人员的技术力量等条件都较为薄弱,导致工程质量存在一定的缺陷。经过多年的运行,存在的安全隐患日益突出。

4、缺乏完备的质量管理制度和体系

即使大多数水库都比较重视质量控制管理,但他们都缺乏专门的部门或个人负责控制,也未建立完善的规范的可行性的质量管理体系,在大多数小型工程施工中相关的质量管理体系不完备,施工单位缺乏必要的质量监督机制;质量管理制度也没有得到规范、有效的执行,从而导致施工质量无法得到有效的保障。。

5、技术设备更新不够

虽然质量控制的理念已经深入到了现阶段工程建设中,但是可以对质量控制中收集到的数据进行全面分析的配套的软件开发相对还是不足的,所以导致了许多质量控制信息,即使收集到位,也没法更加便捷的输出成决策者可使用的形式。导致施工技术得不到有效的改进,设备的漏洞得不到有效的修补。更加有效、可靠的技术设备难以产生。

二、现阶段中小型水库的具体防渗技术研究

1、水库防渗墙水平防渗技术

作为现阶段中小型水库防渗墙的最主要防渗技术,水平防渗技术主要用于一些中小型的水库坝体的坝基防渗,其防渗原理主要是以粘性土在水坝的上游河床部分建筑防渗铺盖,铺盖要与坝体的防渗部分紧密相连,而且,要向上不断延伸,务必达到所要求的长度。而与坝体相连的铺盖,主要的作用是增加防渗的半径,以做到减少坝体渗漏损失和坝基的渗漏滑坡范围,一般来说,当水库坝体的覆盖层深度过高,导致无法进行垂直防渗的时候,或者由于进行垂直防渗的造价成本过高,无法实现的时候,一般采用水平铺盖防渗技术。而如果水坝上游的铺盖以及水坝淤积物过多,可以作为防渗利用的情况下,更加适宜采用水平防渗措施,由于坝体铺盖无法像垂直防渗技术中那样做到完全控制水流的渗漏,所以在防渗的程度和效果上,水平防渗技术具有相对的局限性,所以在众多的中小型水利设施防渗工程中并未普遍运用,需针对水库的规模和坝体的类型,合理适当地运用水平防渗技术,在一些特殊的水利设施防渗中,也可以与其他防渗技术搭配使用。

2、水库防渗墙垂直防渗技术

2.1 帷幕灌浆技术

该技术主要是针对岩石材质的坝基进行的一种防渗技术,根据水利设施的实际水文和地质条件,通过对水库坝体现场的灌浆试验,以此确定垂直防渗钻孔的排数和深度,以及孔的距离。在防渗的形式上,防渗帷幕通常采用水泥灌浆的形式,而针对土石材质的坝体,由于坝基比较软,是否可以采用灌浆帷幕进行防渗,主要取决于坝体层的可灌性,而坝体的可灌性主要取决于坝体层的颗粒组成,其确定了浆液的渗入程度以及能够扩散的范围,反应到具体数据上,M=D/d,其中D代表受灌地层的土料颗粒直径,单位mm;而d表示灌浆材料的控制颗粒直径,单位mm。根据反滤的原理推定,一般在M值在5以下是不符合灌浆条件的,M值在5到10之间,表示坝体的可灌性比较差,M值在10以上,表示适用水泥灌浆粘土浆液。但是,该种灌浆工艺也具有较大缺点,工艺本身的工序比较复杂,而且相关的费用也比较高,另外在工艺的实施过程中,还要注意地表的压力加重,不然达不到良好的灌浆效果,而对于化学性的灌浆,虽然可灌性能良好,而且在防渗抗渗上也比较强,但是成本十分昂贵,而且会造成严重的地下水质污染,在进行中需要谨慎采用。

2.2 土工合成材料的垂直防渗技术

该技术主要适用于水库坝体的防渗,以及水库坝体岸坡的长期维护和防渗处理,所谓土工合成材料主要指以聚合物为原料的土工织物,以及相关的土工膜产品,而该技术主要针对的是土石材质水库坝基的防渗,具体方式是将土工合成的材料在水库坝体的上游进行铺设,主要材料是沙砾、土及砂子,将其混合做成过渡垫,之后再进行护坡和加盖处理。而水库坝体的坡度,要受到坡度受垫层和土工膜之间进行摩擦影响,所以在坡度比较平缓,用料比较多的情况下,进行坝体铺设和检修是比较方便的。然而,土工合成材料防渗技术中还存在的重要问题就是材料的选择,尤其是对于土工膜和坝体之间的保护材料厚度的选择上,一定要具有相应的防渗效果,而且要保证稳定,所以在材料的选择上要有具体的要求:在细砂土层坐垫的厚度选择上,一般要保持在5—10cm。而土工膜的厚度要保持在0.5m左右,用于砂质粘土保护层,之后还要利用块石板或者混凝土板进行表面保护。该种土工膜的使用,在现阶段十分广泛,因其发展迅速,技术迅速成熟,一时之间在众多工程的防渗工序中都得到有效利用,突出特点如下:防渗整体性能良好;操作工序简便;防渗施工速度比较快;防渗完成后坝体的形态完整;抗拉强度较高;质地比较柔软且与土壤严密结合。缺点是施工过程的好坏对工程质量的影响较大,土工膜在施工过程中容易破损,导致整个防渗效果不好。一般小型水库运用较少。

2.3 混凝土防渗墙垂直防渗技术

混凝土防渗技术是一种比较早的工程防渗技术, 该方法是利用专用的造槽设备在大坝渗漏处造槽孔, 同时在槽孔内注满泥浆, 最后浇注混凝土从而形成一道混凝土墙体以达到防渗的目的。混凝土防渗墙技术已相当成熟, 同时已经有完备的施工工艺流程, 混泥土防渗墙厚度一般在0.6cm或0.8cm。该方案的优点是防渗处理效果较好,处理比较彻底。缺点是工程投资相对偏大,且地方没有砼防渗墙施工的实际经验,管理相对困难。对施工队伍有较高的专业要求。

2.4 套孔冲抓回填防渗技术

套孔冲抓造防渗墙是在坝内修建粘土防渗墙,利用冲抓钻头造孔,使套孔回填粘性土,经夯实后,形成一道连续的粘土防渗墙。从而起到大坝防渗的目的。土坝由于冲抓建造防渗墙的侧向挤压作用,一般影响范围约为套井边缘外0.8~1.0m,其中符合设计干容重要求的有效环形厚度为0.2~0.3m。一排套井的实际有效厚度为1.3~1.4m,为安全计,采用1.1~1.2m。一般在高度小于25m的土坝防渗,可考虑一排套井,在施工中再根据渗漏情况,必要时可增设加强孔,以加厚防渗墙,满足防渗要求。坝高超过25m的可考虑采用二排或者三排套井。该防渗施工技术具有设备简易,施工便捷,容易控制质量,施工面小,与其他施工干扰较小,造价较低等优点,但是该方法只是由于水上部分的施工,对于水下坝体的施工则无法完成,且不易于检查维修。

2.5 粘土斜墙的技术

粘土斜墙是在大坝上游面设一道粘土斜墙,防渗墙的厚度根据作用水头计算,土料需分层碾压填筑,且渗透系数达到一定的指标。该方案的主要优点是施工简单、施工质量容易保证、易于检查维修。缺点是所需粘土量较多,施工工期长,而且施工受天气影响较大,投资较高。

结术语

在我国的中小型水库中,存在渗漏现象的水库不占少数,这些对于水库的质量安全来说影响是很大的,不利于我国水库建设的需要。防渗墙处理技术有很多,也有自身的优缺点,根据不同的施工条件有不同的施工技术,或者多种技术进行融合,以此来促进我国中小型水库防渗工作的开展。

参考文献

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