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水利工程中堤身地基防渗处理措施分析
摘要:水利工程的建设关系到了国计民生,是国家公共基础建设中的重要构成部分,而堤坝的建设质量与人们的日常生产生活息息相关。当前,随着我国水库以及大坝等多种水利工程的规模不断扩大,在水利工程中,对于提升地基的防渗处理技术也提出了更加严格的要求。在开展水利工程师不仅要做好地基防渗工作,同时,还要注重堤坝的防渗效果。水利工程中堤身地基的防渗施工技术选择和应用应该按照水库堤坝的建设位置以及周边地理环境的渗透状况进行操作,从而有效地降低堤坝渗漏的隐患,确保水利工程的使用寿命和使用性能。本文主要是分析了水利工程堤身地基存在的渗透问题,并且提出了有效的防渗处理措施,希望能够为不断提升水库大坝工程的结构稳定性提供参考意见。
关键词:水利工程;堤身地基;防渗处理措施
在水利工程中,防渗加固的基本工作原则就是上堵下排,所谓上堵,其实就是将渗透的入口堵塞封闭,例如,可以在水利工程的地方上有安装防渗盖或修建垂直防渗墙等,达到堵塞渗透入口的作用。而下排是指为已经渗透的水流提供出路,通常情况下采用下排技术,主要是由于上堵技术失去了应用性能,导致河水大范围的渗透,才会引用下排技术。而通过上堵和下排技术相结合,能够确保水利工程的地基和堤坝不会受到较为严重的渗透破坏保障了水利工程堤坝的整体结构稳定性。
一、水利工程堤坝破坏的主要类型以及破坏因素
水利工程中堤坝破坏主要因素就是水流的渗透问题,而水流渗透可以分为流土、管涌、接触冲刷和接触流土这四种类型。水利工程中堤坝的结构不稳定,主要是通过变形破坏或渗透破坏的形式体现出来的,在水流的强渗透作用力下,堤坝本身的抗剪强度会不断降低,从而导致堤坝部分区域出现不均匀变形、裂缝以及坍塌等问题,最终使堤坝出现了变形破坏。而渗透破坏主要是指堤坝地基水流渗透造成的围岩结构颗粒移动或颗粒分子结构改变的现象。如果水利工程的堤坝结构或地基结构中水流渗透的现象严重,将会较大地影响到水利工程中低爸结构的稳定性,导致低坝结构或低级结构出现渗透问题引发坝体变形[1]。
二、水利工程中堤身的防渗处理技术
(一)沙砾料贴坡排水法
在应用沙砾料贴坡排水法的过程中,首先应该清理堤坝结构被水流中的草根和石子,将地基结构中的其他杂物清理干净。需要注意的是,在清理过程中需要向地基结构中持续深挖,深度不能小于30厘米,然后喷射大量的除草剂,确保草根不会死而复生。最后还需要在堤坝的背水坡面按照顺序铺设20厘米厚的粗砂、厚度为20厘米的小石子、厚度为20厘米的大石子以及厚度为30厘米的厚石块,通过这样层层递进的结构,能够建立起防震性能较强的护坡,这种沙砾料贴坡排水的方法主要适用于沙土区域内建立起的堤坝结构。
(二)土工织物贴坡排水法
这种方式的应用与砂砾料贴坡排水法相似。首先,在施工过程中,需要将水利工程背水坡面的土层杂物清除干净。其次,选择透水性良好的土工织物在背水坡面进行第一层铺设工作。第三,运用厚度在50厘米左右的粗纱以及30厘米左右的石块,在透水土工织物上进行依次排列,这种方法同样适用于建设在沙土性区域中的堤坝结构。
(三)透水压浸平台法
透水压浸平台技术主要是指在水利工程堤坡的背水侧填筑透水性良好并且比堤身较大的材料。在通常情况下,透水压浸平台必须要高出堤身渗透破坏处一米左右,并且平台的顶宽大约为2到4米,坡度控制在1:3~1:5,应用透水压浸平台能够有效地增大堤身结构的横截面,有效的延长堤身的渗透直径,从而达到稳固堤坝结构的效果。透水压浸平台这种方式一般适用于堤坝渗透,破坏范围较广、堤坝段断面较为单薄、背水侧低坡陡峭度较高的区域。而对于一些透水压浸平台材料透水性较大的应用工程中,可以对透水压浸平台的断面范围进行控制,如果选择的透水压浸平台填筑材料透水性能较小,那么,透水压浸平台的横截面就应该适当扩大。如果堤身结构整体较高,就可以采用两级或多级压浸平台的建筑方式,需要注意的是,在填筑压浸平台之前,首先应该将堤坝结构上的草皮以及其他杂质清除干净,确保挖掘深度在20厘米左右,并且为了避免草根死而复生,还应该喷射除草剂,在填筑过程中,应该注重分层压实,确保透水压浸平台的防渗性能[2]。
(四)劈裂灌浆法
劈裂灌浆法这种技术在应用的过程中,首先需要明确堤坝结构中提防应力的分布规律,在采用一定的灌浆压力,使浆液能够随着堤坝破解的方向沿轴向方向进行灌溉。其次,在应用过程中,还应该注重泥浆的配比以及选用质量,确保泥浆在灌溉过程中能够形成连续的防渗帷幕,有效地提升堤身的防渗透性能。在通常情况下,劈裂灌浆的孔距应该保持在十厘米左右,如果灌浆的位置正好处在堤坝等弯曲位置,还应该根据弯曲度以及实际折叠情况适当的缩小孔距[3]。
三、地基的防渗处理技术
(一) 帷幕灌浆法
这种方式的应用流程相对来说较为简洁,主要是在堤坝的迎水面进行打孔工作,然后采用压力灌浆的方式对地基中渗漏通道较大的区域进行堵塞,极大地减小渗透的流量。
(二)护坡技术
在进行浆砌石护坡施工的过程中,首先要对护坡区域的土方塌陷部分进行复原。在土方工程中,主要以挖掘机开采为主,人工开采为辅,在护坡边坡的修整阶段中,需要用到大量的人工开挖。在对护坡进行施工的过程中,首先要利用原浆材料对护坡进行浇筑工作,保障迎水面的边坡比为1:2并且要将护坡的厚度控制在一定范围内。在施工之前,首先要注意清理和修整护坡坡脚的河床,需要将土工格栅搬运到施工现场,并且按照相关的尺寸进行拼接,在拼接工作完成后,要注重检查拼接的平整程度,然后用挂线进行连接。通过机械操作对冰箱进行材料的填充,保障材料必须要高于土工格栅三厘米左右,为了能够确保填充的空隙较小,还可以采用人工填石料的方法[4]。
(三)土工膜法
这种方式通常情况下,适合在透水层较薄的堤坝基层中应用。在操作过程中,首先需要应用开槽机等机械设备挖掘沟槽,然后在槽沟中置入土工膜布,并且采用黏土以及其他材料,在土工膜不得两侧灌入,中间还需要结合有效的垂直防渗技术。相比于其他防渗技术来说,这种施工方式的应用具有显著的防渗效果以及经济效益。土工膜垂直防渗施工技术的应用成本较低,并且,这种施工技术方式对于堤坝结构所处的水文地质条件也具有较为严格的要求。例如,如果地基结构中含有大量的石块或粗砂时,就可以采用土工膜布直接进行防渗处理。如果在施工过程中发现堤坝地基结构,面对的地下水位较高或施工场地存在地基软弱等其他地基问题,还应该考虑到施工机械设备的施工位置,避免在施工过程中由于大负荷操作导致软弱地基无法承受施工机械设备的压力[5]。
结语:
综上所述,在对水利工程的堤身以及地基结构进行防渗处理时,首先应该考虑到水利工程施工所处的周边环境,在勘测周边水文地质状况的前提条件下选择合适的防渗透技术。尤其是在遇到软弱地基等施工问题时,还应该考虑到施工材料以及机械设备的选择,确保防渗透技术的应用性能,为水利工程的使用寿命以及堤坝结构的稳定性提供保障。
参考文献
[1]王磊.水利工程防渗处理施工技术应用的探析[J].黑龙江科技信息,2018,04:233.
[2]李进.水库堤坝施工工程中的防渗墙技术[J].建材与装饰,2017,13:286-287.
[3]范秀云,薛光磊.解析对水利工程施工技术的几点思考[J].科技资讯,2018,33:46.
[4]刘鑫.双桥联圩水阳江堤防高压摆喷防渗墙设计[J].陕西水利,2018,02:152-153.
[5]张宁.水利工程中防渗技术的运用分析[J].陕西水利,2018,06:73-74.
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