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水利工程基础处理和防渗工程探讨

纪福林
  
天韵媒体号
2025年131期
庆云水建工程有限公司

摘要:随着社会发展,水利工程建设提速,地基基础质量至关重要。渗漏问题长期困扰施工,需加强软弱地基处理和防渗研究。本研究聚焦水利地基处理现存问题、解决方案及防渗技术概述。

关键词:水利工程;基础处理;防渗工程

引言

水利工程作为重要的基础设施建设项目,通过科学调控地表径流和地下水资源,建设包括防洪工程、灌溉工程、水电工程等在内的各类水利设施。这些工程不仅关乎农业生产和能源供应,更直接影响到城乡居民的日常生活用水安全。其中,地基作为整个工程的承重基础,其施工质量将直接决定水利建筑物在长期运行过程中的结构稳定性和防洪抗灾能力。

1 水利工程建设的现状

随着我国经济持续高质量发展,基础设施建设正面临前所未有的机遇与挑战。作为国民经济重要支撑的水利工程,其开发建设的紧迫性日益凸显。然而在推进过程中,地基不良这一关键性问题严重制约了工程进展。具体表现为:工程建设区域的地质环境复杂多变,难以完全满足现代水利建筑的严苛要求;地基岩体的抗滑性能、整体稳定性和长期安全可靠性均存在明显不足。究其原因,主要由于地基岩层中存在大量节理裂隙、断层破碎带以及溶蚀空洞等地质缺陷,加之混凝土浇筑工艺的局限性,导致地基承载力和抗变形能力显著削弱。这种状况不仅影响施工质量,更威胁到水利建筑物在全生命周期内的稳定运行和安全使用。

2 水利工程的基础处理

2.1 存在的问题

2.1.1 方案选择不合理

水利工程的地基处理必须严格遵循针对性方案实施的基本原则。由于各类地基处理技术都存在明确的适用边界和功能局限性,如果工程技术人员未能准确把握技术特性而盲目采用不匹配的处置方法,这样不仅难以达到预期处理效果,反而可能破坏原有地质结构的稳定性。这种技术方案与实际问题脱节的情况,常常会使基础处理的黄金期被错过,导致小问题演变为大隐患,进而威胁整个水利工程的结构完整性和运行可靠性,并带来严重的资源浪费现象。

2.1.2 施工不规范

在我国水利工程建设领域,普遍存在着施工标准化程度不足的突出问题。部分施工单位由于技术力量薄弱、施工设备陈旧,加之现场操作人员专业素养参差不齐,在软土地基处理等关键工序中未能严格执行国家技术规范。更有甚者为压缩工期、降低成本,擅自简化施工工艺,这种重效益轻质量的短视行为,不仅严重降低了水利工程的整体质量水平,更埋下了结构安全隐患,给工程后期运行维护带来巨大风险。

2.1.3 施工监管不到位

在我国水利工程建设过程中,虽然已建立相应的监督管理体系,但部分监管单位存在履职不到位的情况。监管部门未能对工程项目的规划设计、施工组织、质量控制等关键环节实施全过程跟踪监管,对工程建设实际状况掌握不够深入。这种监管缺位的现象导致施工过程中出现的质量隐患和技术偏差难以及时发现和纠正,不仅影响了工程建设的推进效率,更对水利设施长期运行的可靠性和安全性埋下了隐患。

2.2 水利工程的基础处理方法

2.2.1 换填垫层法

换填垫层技术是处理水利工程软弱地基的常用方法,特别适用于存在淤泥或松散砂层等承载力不足且透水性强的地质条件。该技术采用分层置换的施工工艺,首先挖除原有不合格土层,随后选用优质的砂石混合料或稳定土等材料进行分层回填。在施工过程中,需要严格控制每层填筑厚度,并采用重型机械设备进行充分压实,确保形成密实均匀的复合地基结构。通过这种处理方式,可以明显改善地基的工程特性,既增强了土体的承载能力,又显著提升了抗渗性能,从而有效避免工程运行过程中可能出现的不均匀沉降和渗流隐患。

2.2.2 强夯法

强夯法的核心原理在于利用重锤自由落体产生的巨大冲击能,通过反复夯击使土体结构发生强制压缩。这种方法特别适用于深层地基处理,需要足够厚度的土层来有效吸收和分散冲击能量。在持续的高能量夯击作用下,原本松散多孔的土体颗粒重新排列,孔隙率显著降低,从而大幅提高地基密实度和承载能力,同时形成良好的隔水层,显著降低土体的渗透性。

2.2.3 挤密桩法

挤密桩法作为一种有效的地基处理技术,通过机械挤压作用显著提高土体密实度,不仅大幅增强了地基承载力,同时有效降低了土体渗透性。工程实践中常用的挤密桩法主要包括三类:砂桩挤密法主要针对松散地基进行加固处理;灰土桩挤密法则专门用于湿陷性黄土地基,通过人工复合方式改善地基性能;而爆破挤密法虽然施工简便快捷,但其在环保方面存在一定弊端。这些方法各有特点,在实际工程中需要根据具体地质条件和工程要求进行针对性选择。

2.2.4 振冲法

振冲法作为一种先进的地基处理技术,主要通过振冲器产生的高频振动配合高压水冲作用,使地基中的碎石、砂砾等骨料与原地基土体充分混合固结,形成具有较高强度和稳定性的复合地基结构。该方法适用于处理孔隙率大、承载力低的砂性土地基,通过振动密实可显著提高地基的抗剪强度和变形模量。近年来随着施工设备的升级和工艺的改良,振冲法的适用范围已扩展到部分粘性土地基,通过改良土体结构和排水条件,有效提升了软弱粘性土的工程性能。

2.2.5 深层搅拌法

深层搅拌法是采用特制的深层搅拌机械,将水泥等固化剂与地基中的软弱黏性土体进行强制搅拌混合。通过这种机械化学复合作用,能够有效改良土体的物理力学性质,使原本松散的软黏土转变为具有良好整体性、较强抗水性以及较高强度的水泥土复合体。该工法尤其适合处理那些具有典型软弱特性的近代沉积土层,这类土层通常表现出含水量大、压缩变形显著且渗透性能较差等不利的工程特性。

3 常见的水利工程防渗处理施工技术

3.1 灌浆技术

灌浆技术作为基础工程中重要的防渗处理手段,其核心工艺是借助压力设备将具有胶凝特性的浆液压入岩土层裂隙中。待浆液充分渗透并完全固化后,可在岩土体内形成连续稳定的防渗帷幕。根据工程地质条件和处理要求,主要采用两种典型工艺:水泥灌浆技术以其经济可靠的特性,特别适合处理颗粒较粗的砂砾石地层;而化学灌浆则凭借其优异的渗透性能,能够有效处理包括软弱夹层在内的各种复杂地质条件,通过调整浆液配方可满足不同工程的特殊需求。

3.2 防渗墙技术

防渗墙技术是在水利工程中广泛采用的关键性防渗措施,通过在地下构筑连续的防渗屏障来有效控制地下水的渗透路径。目前主要采用三类成熟工艺:混凝土防渗墙采用现浇工艺形成整体性良好的刚性墙体,具有承载能力强、适用范围广的特点;高压喷射灌浆墙利用高压射流技术将水泥浆液与土层混合凝结,施工效率高且经济性好;深层搅拌水泥土墙通过原位土体改良形成均质防渗体,具有材料利用率高、环境扰动小的优势。这些技术方案各有所长,工程设计时需要综合考量地质条件、防渗要求和经济效益等因素进行科学比选。

结束语

在水利工程建设过程中,基础处理和防渗技术的选用必须经过严格的论证与把控。由于各类地基处理方法和防渗工艺都具有明确的适用条件和功能局限,因此需要全面勘察工程地质条件,准确评估各种技术方案的可行性。在实际施工中,必须根据土层特性、水文条件以及工程要求等因素,科学合理地选择最适合的工程技术手段。技术选用不当会加剧工程问题,危及水利设施安全。

参考文献

[1] 周彪 , 黄宇 . 水利工程基础处理和防渗工程探讨 [J]. 建筑工程技术与设计 ,2024(3):12.

[2] 叶枫 . 水利工程基础处理和防渗工程探讨 [J]. 建筑工程技术与设计 ,2023(6):27.

[3] 王恒国 . 试析水利工程施工中的防渗技术 [J]. 建筑工程技术与设计 ,2023(11):133-135.

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