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水利水电工程水工隧洞渗水问题探讨
摘要:为了提高水利水电工程水工隧洞结构的安全性,很多施工单位选用衬砌技术,但是在衬砌混凝土结构中很容易发生渗漏问题,同时具有季节性特征,在雨季更容易发生渗水问题。发生渗水问题,将会损坏水利水电工程水工隧洞,引发安全事故。因此需要深入分析水利水电工程水工隧洞渗水问题的原因,提出有效的预防措施和处理措施,保障水利水电工程结构稳定性。基于此,以下对水利水电工程水工隧洞渗水问题进行了探讨,以供参考。
关键词:水利水电工程;水工隧洞;渗水问题探讨
1水工隧洞的渗漏概述及危害的表现分析
水工隧洞施工中最常见的问题是渗漏,往往危害极大,对整个工程造成极其严重的损害。主要表现如下:(1)水工隧洞渗漏可能导致供水隧洞漏水,对整个工程建设的目的产生不利影响。(2)混凝土受渗漏侵蚀。环境水逐渐进入混凝土工程内部,侵蚀内部结构,造成内部结构松动和破坏,严重影响混凝土强度和结构稳定性,也容易受到其他技术危害。(3)混凝土施工在液压隧道被水浸润时,混凝土中的钢筋施工易受锈蚀影响,使钢筋老化稍有加快,对整体钢筋施工和混凝土施工的寿命产生严重负面影响。(4)由于工程位于山西中部,冬季气温低至零下十度,水工隧洞内混凝土含水率因渗透而略有上升,最终会加剧冻融效应对混凝土的影响,从而造成水工隧洞结构损伤。(5)有些输水段地质条件差,是五类破碎围岩,容易造成岩层水饱和,直接导致隧道地基侵蚀,最终将对整个隧道构成致命威胁。
2水利水电工程水工隧洞渗水的原因
2.1施工阶段渗、涌水来源
由于长期复杂的地质过程,如原地应力、表面温度、卸载应力等。,岩体中通常存在断层、断裂区、裂缝和空洞,这些位置是渗流和排水渠道或丰富的地下水。隧道开挖时,爆破会扰动或松动矿区周围一定深度的岩体,形成流入隧道的通道。隧道开挖后,地下水进入隧道,在隧道壁的一部分形成渗水。因此,挖掘后大多数隧道墙都渗水了。同时,由于含水层的丰富性、含水层的形成以及隧道位置的差异,裂缝的宽度和连接性大相径庭。开挖后,隧道墙的渗流可能发生在顶部、侧面板和底板上,隧道墙的渗流区域可能是单个点或板。渗流量小时,其特征为点滴和渗流;当充液稳定且渗流量较大时,其特征是叶片或条纹渗漏、注水和节水;岩溶自来水可能发生在石灰岩地层中;不同季节的水流变化很大。
2.2水工隧洞渗涌水问题
地质作用很容易影响到岩体结构,破坏岩体结构的稳定性,因此发生裂缝和破碎等问题,如果岩体被破坏,将会出现很多的水源。在开挖隧洞的过程中,需要开展爆破工作,因此破坏部分岩体,还会产生排水通道,开始向外排放很多的地下水,进而产生渗涌水问题。在开挖隧洞的过程中,也会发生渗水问题。因为不同地区的地下水分布位置和含量等具有一定的差异性,因此会产生不同程度的裂缝,洞壁渗水主要包括单点型和片状型,如果渗水量比较少,主要呈现出点状,如果渗水量比较大,将会呈现淋水状态和涌水状态,在特殊的地层中还会出现岩溶管道水。在不同季节,渗水量也是不同的,同时会产生明显的变化幅度
3水利水电工程水工隧洞处理措施和建议
3.1回填和固结灌浆处理技术
在处理衬砌结构渗水问题的过程中,可以利用回填和固结灌浆处理技术。针对渗漏部位,利用灌浆孔封堵隧洞渗漏问题,如果防水效果不符合标准,工作人员需要利用化学灌浆措施,通过调研水利水电工程,发现利用回填和固结灌浆处理方式通常无法预期目标。利用这项技术的过程中,需要合理布置灌浆孔,平均的分布环距,控制间排距在3m以上,在需要设置灌浆孔为梅花形,严格控制孔位偏差,在实际施工中需要利用水泥浆液,在灌浆阶段需要严格控制压力,保障压力处于0.3~0.5Mpa范围内,但是因为灌浆压力控制难度较大,导致堵水效果因此受到影响。在水利水电工程水工隧洞中利用回填灌浆方式将会耗费较高的资金,再加上灌浆施工技术具有较高的施工要求,这项技术具有隐秘性,一些施工单位没有严格监管灌浆施工,同时没有掌灌浆施工技术要点,因此降低了灌浆质量。此外出现片状渗水问题之后,如果利用这种灌浆方法,因为打孔范围比较大,将会导致水利水电工程水工隧洞内衬结构的稳定性受到影响。
3.2水利工程防渗处理中多头深层搅拌水泥方法的具体分析
水利工程防渗处理的多头深层搅拌水泥方法的工作原理是:使用多头深层搅拌机一次可以进行多方位探测,还能将其充分搅拌,冷凝后变成水泥土柱,再将水泥土柱互相衔接,从而形成水泥石的防渗墙壁。此施工方式的优势是能充分、广泛的利用各种沙砾、沙土、黏土等土石,其操作效果简单又方便,成本也偏低,还能避免对周边环境造成破坏或影响,防渗效果也非常强大。所以,此方式是当前水利工程防渗技术中最经济、有效的方式之一。
3.3水利工程防渗墙施工技术
该技术也是常用的技术,具有成本低、相对耐用、穿透可能性低的优点。下面介绍防渗墙常用的施工方法。(1)冲槽防渗墙施工技术工程工作,它的工作原理是用冲击钻在目标区域进行冲击成孔过程中,洞填补成泥浆,渣的形成和钻后会通过正向或反向循环方式发泄,然后为了打洞整合,形成沟槽,最后在水下灌注混凝土。灌注过程通常分为三个步骤。首先灌注第一阶段,然后灌注第三阶段,最后灌注第二阶段。第三阶段完成后,将形成一个连续混凝土截水墙。该技术应用范围较广,可在任何土壤中使用,操作简单,质量可靠。缺点是效率低。(2)抓斗槽法防渗墙施工技术它的工作原理是使用液压抓斗机开始当地的凹槽,土层将离开地面,重复操作后会出现槽部分,我们应该注重槽部分的设计有一定的规范,它的长度,宽度和高度需要满足要求。为了保持罐壁处于稳定状态,在罐内放入泥浆,然后用管子浇注,形成混凝土板墙。这种土板墙一般有3个断面。施工前应先浇筑第一段,再浇筑第三段,再浇筑第二段。三段完成后,将形成板墙。该技术具有快速、高效施工的特点,常用于土壤表面等。但也有一些地方不适用这项技术,比如岩层。若将该技术应用于砂层中,应注意控制槽滴率,一般保持在200mm以内,可有效降低槽底发生泥沙的概率。控制槽内水量的方法是有效控制导土墙的形状,尽可能使导土墙成矩形。
3.4水利工程防渗处理中薄型抓斗方法的具体分析
在水利工程防渗处理过程中,薄型抓斗方法的作用原理是:利用薄型抓斗仪器对土石进行深度挖掘、开槽,并用凝灰浆体从上面进行浇筑,从而形成薄壁防渗墙;或是将自身所具有的塑性混凝土进行浇筑,这也可以形成一个防渗墙。而此种防渗墙最深可以达到4000厘米。另外,也可以利用各种沙土、沙砾以及卵石对其进行有效浇筑及粘合,从而使其充分发挥本身的防渗作用。
结束语
水工隧洞的特点决定了在隧洞开挖以及衬砌施工后,均会有较多渗水问题发生,进而危及隧洞结构质量安全。为此要重视水工隧洞防渗设计及施工,尽可能在衬砌前完成对洞壁渗水问题的处理,对于衬砌后渗水问题,应采取积极的治理措施,善用回填、固结灌浆、化学灌浆等方法,使隧洞达到基本验收条件,提高水利工程整体质量。
参考文献
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