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【摘要】随着国家经济的发展,各种工农业对于水力资源的使用要求越来越高,我国虽然是一个资源大国但是水资源的分布极度不平衡,因此,很多省市地方为了更好的提供给当地企业工业用水和居民日常用水都修建了水库。但是,由于不可预知的自然天气灾害和水库使用年限等问题,难免会出现一些紧急情况,其中,水库渗透就是一个最主要的问题。为了减少因水库渗透给国家造成经济损失以及给当地居民生活带来不便,本文对引起水库渗透的主要原因进行解释并针对性的提出了一些预防措施。
【关键词】水库防渗;结构设计;预防措施
中图分类号:TU318文献标识码: A 文章编号:
在良好的环境下,水库的蓄水不仅为当地各种轻重工业提供工业生产用水,也為当地居民提供了日常生活用水;在恶劣的气候下,水库的大蓄水量能够起到旱时排水涝时蓄水等防洪减灾作用。水库起到的作用如此重要,但水库因为长年不停的运行使用而引起了一些亟待解决的问题,例如水库渗透引起的坝基、坝体损坏等现象,如果不能及时顺利解决,一旦造成不可挽回的水库险情,就会对人民的财产造成巨大的损失。水库渗透做为最常见的水库险情,会引起坝体和坝肩渗透,由于存在各种内部和外部原因造成的困难,使得病险水库的修复变得十分复杂。
1混凝土防渗墙技术
混凝土防渗墙技术起源于国外,在20世纪50年代传入我国开始推广使用,目前已经在诸多工程中采用。混凝土防渗墙的原理是先用专业的成槽设备筑好槽孔同时用泥浆护壁以防塌孔,待槽孔成型后,用混凝土替代槽中的泥浆,然后建造好墙体。混凝土防渗墙分为刚性、柔性和塑性等,不同种类分别对应不同的应用。一般来说,工程建筑中的承重部分和一些关键部分都是采用刚性墙体的,而水库堤坝的防渗墙则多采用后者。
混凝土防渗墙的使用对环境条件要求较低,在多种地质环境下均可使用,甚至一些沙土层也能用到。经过多年的推广使用,混凝土防渗墙已经广泛用于各种工业建筑上的承重部分和水利建筑上的防渗墙部分,最高长度可达到百余米。即使在恶劣复杂的施工环境中,或是对工期要求较紧的工程中,也能正常施工,安全稳定使用性能高。施工方便,使用年限长。但是,有时会出现墙体下部开叉等现象。
从防渗性能上来说,不同厚度的混凝土防渗性能不一,应该根据具体施工要求来使用。
2高压喷射灌溉防渗墙
高压喷射灌溉起源于日本,最先由我国冶金系统引进,后运用于水利系统。高压喷射灌溉范围和使用地层广泛,可控性好,且对施工环境要求较松,如果参数设置正确,就可适用于粘性土层、砂层等多种松散土层。但是,这项技术的缺点在于还不够成熟,水利系统尚未制定一个统一使用的行业技术标准,施工人员掌握的施工技术也有待提高,要想这项技术可以成功推广使用,亟待行业领头人员将正确施工技术广泛推行,迅速建立一支高技术高素质的施工队伍,才能保证的施工质量和后期的安全使用。
高压灌溉防渗技术的渗透性能虽然由于在不同施工环境和施工技术略有差别,但是其灌溉防渗性能还是十分优良的。
3振动沉模防渗墙
震动沉模防渗墙的工作原理是在强震动的情况下,空腹木板会嵌入土层中,而后在空腹的木板中灌入浆液,最后多个单板连接形成防渗板墙帷幕。振动沉模防渗墙的优势在于质量上乘耐使用,建好的墙体垂直连续无使用缺陷,施工完结后表面光滑平整薄厚均匀,充分满足使用需求。振动沉模防渗墙对施工环境要求不高,工程造价便宜。且这项技术对于施工人员来说易于掌握,便于操作,在施工过程中能够充分利用设备机械的力量,工业化程度高,由于批量生产,价格也降低了许多。振动沉模墙体的防渗效果也比较优秀。
4水泥搅拌桩防渗墙
水泥搅拌桩防渗墙的工作原理是将泥浆注入到土层中,然后用专业的深层搅拌桩机搅拌均匀,而后形成可以防渗的水泥土墙。该项技术施工材料是简单易得的水泥,并且操作技术也相对简单,施工过程中造成的声音污染很小,工程效果卓著。使用此项技术建造而成的防渗墙,墙体均匀美观,实用性强。在面对一些土质较软的土层时,例如粉土土质、淤泥土质或是一些中等密度以下的砂层土质等施工环境时,常采用此项技术。水泥搅拌桩防渗墙的防渗性能好,可以有效防止水库堤身和堤基的渗透。
5劈裂帷幕灌浆技术
劈裂帷幕灌溉技术可以有效解决水库坝体渗透和形变的原因在于该项技术着力于坝体隐患原因的根源,在符合几何分布和物理学原理的基础上,对坝体施加一定的灌浆压力,在可控制的劈裂坝体的同时对缝隙加入合适压力的泥浆来起到防渗作用。不但使坝体中的一些裂缝和小洞等得到充分密实填埋,形成坚固的浆体防渗帷幕,还能使坝体内部压力得到很好的改善。劈裂帷幕灌溉技术防渗的优点在于:即使面对一些用其他防渗技术难以处理的坝体渗透时,可以有效填实坝体的裂缝洞穴,且防渗效果好,工期持续时间短,不会长期影响工程的状况下,有效保证了水库的经济效益。但是此项技术的局限性在于:面对一些砂石等土质较硬的土层时,受到土层本身结构的影响,无法形成连续劈裂。
6土工膜防渗技术
土工膜防渗技术是利用适当厚度的特殊材料在与堤基接触固定,起到防渗的作用,这种特殊的材料是一种高分子聚合物材料,能够起到良好的防渗效果。土工膜防渗技术已经在我国多种堤坝建设和水库防渗中使用,在用于堤坝的修补技术中,其起到的防渗效果越来越强,使用量逐渐增多,占到各种材料使用量十分之一还多。
土工膜技术由于施工操作简单,防渗效果可靠,在各种水库防渗中得到广泛的使用,与前几种材料相似,其工程造价也不是特别昂贵,工期也比较短。从复合土工膜的材料的特性来说,柔性抗拉强度高,与砂质墙组合后可以有效使坝体的渗流量减小,使坝体本身性能得到提高,对下流区域的稳定性有所助益。同时我们应当看到,复合土工膜虽然柔性较高,但与混凝土之类的一些刚性材料相比,没有后者那样坚固性强,复合土工膜更易受到材料老化和遭受化学腐蚀等问题的干扰。
7级配料灌浆技术
西北地区的溶洞较多,常用到的是级配料灌浆技术,级配料灌浆技术的原理在于:在水流状态下,清水冲灌后留下的砂石骨料自动分成颗粒大小不同的层次,砂石骨料随着水流逐渐流动沉积,然后泥水灌浆,达到防渗的目的。
该项技术可以在水库建造的过程中单独使用,也可以配合其他新建工程或已建工程的部分或整体使用。其优点在于:利用价格低廉的砂石工业材料来替代水泥的大规模使用,节省了工程款项,降低了造价;也可以在较高溶洼的地质环境下施工,节省了施工费用。目前灌浆工业经过多次试验与工程实践,已经成为了一项较为成熟的防渗技术,有效解决了溶岩地层和大裂隙地层的技术难题,使这种地层有效可控灌溉成为了现实。但其缺点是由于受到复杂灌溉技术的限制,工程施工工期长。
8结束语
对比如今常用到几种防渗设计可以看出,不同防渗技术有不同的环境适用特点和优缺点,在施工前必须对水库所处的地质环境进行准确勘探,确定该地段的水库防渗应该采用哪些合适的防渗技术,提出所有可能的有效方案,运用一种技术或者多种防渗技术相结合,起到水库防渗作用。
【参考文献】
[1]赵书贵,周国宏.大浪淀水库防渗结构设计[J].河北水利水电技术,2001(2).
[2]张向前.张河湾抽水蓄能电站上水库沥青混凝土面板防渗结构[J].水力发电,2011(4).
[3]王瑞,王立彤.汉沽污水库底泥填埋场防渗系统与渗沥液导排设计[J].中国给水排水,2011(20).
[4]王家强.薄型混凝土防渗墙在昌梨水库主坝防渗工程中的应用[J].施工技术,2012(15).
【关键词】水库防渗;结构设计;预防措施
中图分类号:TU318文献标识码: A 文章编号:
在良好的环境下,水库的蓄水不仅为当地各种轻重工业提供工业生产用水,也為当地居民提供了日常生活用水;在恶劣的气候下,水库的大蓄水量能够起到旱时排水涝时蓄水等防洪减灾作用。水库起到的作用如此重要,但水库因为长年不停的运行使用而引起了一些亟待解决的问题,例如水库渗透引起的坝基、坝体损坏等现象,如果不能及时顺利解决,一旦造成不可挽回的水库险情,就会对人民的财产造成巨大的损失。水库渗透做为最常见的水库险情,会引起坝体和坝肩渗透,由于存在各种内部和外部原因造成的困难,使得病险水库的修复变得十分复杂。
1混凝土防渗墙技术
混凝土防渗墙技术起源于国外,在20世纪50年代传入我国开始推广使用,目前已经在诸多工程中采用。混凝土防渗墙的原理是先用专业的成槽设备筑好槽孔同时用泥浆护壁以防塌孔,待槽孔成型后,用混凝土替代槽中的泥浆,然后建造好墙体。混凝土防渗墙分为刚性、柔性和塑性等,不同种类分别对应不同的应用。一般来说,工程建筑中的承重部分和一些关键部分都是采用刚性墙体的,而水库堤坝的防渗墙则多采用后者。
混凝土防渗墙的使用对环境条件要求较低,在多种地质环境下均可使用,甚至一些沙土层也能用到。经过多年的推广使用,混凝土防渗墙已经广泛用于各种工业建筑上的承重部分和水利建筑上的防渗墙部分,最高长度可达到百余米。即使在恶劣复杂的施工环境中,或是对工期要求较紧的工程中,也能正常施工,安全稳定使用性能高。施工方便,使用年限长。但是,有时会出现墙体下部开叉等现象。
从防渗性能上来说,不同厚度的混凝土防渗性能不一,应该根据具体施工要求来使用。
2高压喷射灌溉防渗墙
高压喷射灌溉起源于日本,最先由我国冶金系统引进,后运用于水利系统。高压喷射灌溉范围和使用地层广泛,可控性好,且对施工环境要求较松,如果参数设置正确,就可适用于粘性土层、砂层等多种松散土层。但是,这项技术的缺点在于还不够成熟,水利系统尚未制定一个统一使用的行业技术标准,施工人员掌握的施工技术也有待提高,要想这项技术可以成功推广使用,亟待行业领头人员将正确施工技术广泛推行,迅速建立一支高技术高素质的施工队伍,才能保证的施工质量和后期的安全使用。
高压灌溉防渗技术的渗透性能虽然由于在不同施工环境和施工技术略有差别,但是其灌溉防渗性能还是十分优良的。
3振动沉模防渗墙
震动沉模防渗墙的工作原理是在强震动的情况下,空腹木板会嵌入土层中,而后在空腹的木板中灌入浆液,最后多个单板连接形成防渗板墙帷幕。振动沉模防渗墙的优势在于质量上乘耐使用,建好的墙体垂直连续无使用缺陷,施工完结后表面光滑平整薄厚均匀,充分满足使用需求。振动沉模防渗墙对施工环境要求不高,工程造价便宜。且这项技术对于施工人员来说易于掌握,便于操作,在施工过程中能够充分利用设备机械的力量,工业化程度高,由于批量生产,价格也降低了许多。振动沉模墙体的防渗效果也比较优秀。
4水泥搅拌桩防渗墙
水泥搅拌桩防渗墙的工作原理是将泥浆注入到土层中,然后用专业的深层搅拌桩机搅拌均匀,而后形成可以防渗的水泥土墙。该项技术施工材料是简单易得的水泥,并且操作技术也相对简单,施工过程中造成的声音污染很小,工程效果卓著。使用此项技术建造而成的防渗墙,墙体均匀美观,实用性强。在面对一些土质较软的土层时,例如粉土土质、淤泥土质或是一些中等密度以下的砂层土质等施工环境时,常采用此项技术。水泥搅拌桩防渗墙的防渗性能好,可以有效防止水库堤身和堤基的渗透。
5劈裂帷幕灌浆技术
劈裂帷幕灌溉技术可以有效解决水库坝体渗透和形变的原因在于该项技术着力于坝体隐患原因的根源,在符合几何分布和物理学原理的基础上,对坝体施加一定的灌浆压力,在可控制的劈裂坝体的同时对缝隙加入合适压力的泥浆来起到防渗作用。不但使坝体中的一些裂缝和小洞等得到充分密实填埋,形成坚固的浆体防渗帷幕,还能使坝体内部压力得到很好的改善。劈裂帷幕灌溉技术防渗的优点在于:即使面对一些用其他防渗技术难以处理的坝体渗透时,可以有效填实坝体的裂缝洞穴,且防渗效果好,工期持续时间短,不会长期影响工程的状况下,有效保证了水库的经济效益。但是此项技术的局限性在于:面对一些砂石等土质较硬的土层时,受到土层本身结构的影响,无法形成连续劈裂。
6土工膜防渗技术
土工膜防渗技术是利用适当厚度的特殊材料在与堤基接触固定,起到防渗的作用,这种特殊的材料是一种高分子聚合物材料,能够起到良好的防渗效果。土工膜防渗技术已经在我国多种堤坝建设和水库防渗中使用,在用于堤坝的修补技术中,其起到的防渗效果越来越强,使用量逐渐增多,占到各种材料使用量十分之一还多。
土工膜技术由于施工操作简单,防渗效果可靠,在各种水库防渗中得到广泛的使用,与前几种材料相似,其工程造价也不是特别昂贵,工期也比较短。从复合土工膜的材料的特性来说,柔性抗拉强度高,与砂质墙组合后可以有效使坝体的渗流量减小,使坝体本身性能得到提高,对下流区域的稳定性有所助益。同时我们应当看到,复合土工膜虽然柔性较高,但与混凝土之类的一些刚性材料相比,没有后者那样坚固性强,复合土工膜更易受到材料老化和遭受化学腐蚀等问题的干扰。
7级配料灌浆技术
西北地区的溶洞较多,常用到的是级配料灌浆技术,级配料灌浆技术的原理在于:在水流状态下,清水冲灌后留下的砂石骨料自动分成颗粒大小不同的层次,砂石骨料随着水流逐渐流动沉积,然后泥水灌浆,达到防渗的目的。
该项技术可以在水库建造的过程中单独使用,也可以配合其他新建工程或已建工程的部分或整体使用。其优点在于:利用价格低廉的砂石工业材料来替代水泥的大规模使用,节省了工程款项,降低了造价;也可以在较高溶洼的地质环境下施工,节省了施工费用。目前灌浆工业经过多次试验与工程实践,已经成为了一项较为成熟的防渗技术,有效解决了溶岩地层和大裂隙地层的技术难题,使这种地层有效可控灌溉成为了现实。但其缺点是由于受到复杂灌溉技术的限制,工程施工工期长。
8结束语
对比如今常用到几种防渗设计可以看出,不同防渗技术有不同的环境适用特点和优缺点,在施工前必须对水库所处的地质环境进行准确勘探,确定该地段的水库防渗应该采用哪些合适的防渗技术,提出所有可能的有效方案,运用一种技术或者多种防渗技术相结合,起到水库防渗作用。
【参考文献】
[1]赵书贵,周国宏.大浪淀水库防渗结构设计[J].河北水利水电技术,2001(2).
[2]张向前.张河湾抽水蓄能电站上水库沥青混凝土面板防渗结构[J].水力发电,2011(4).
[3]王瑞,王立彤.汉沽污水库底泥填埋场防渗系统与渗沥液导排设计[J].中国给水排水,2011(20).
[4]王家强.薄型混凝土防渗墙在昌梨水库主坝防渗工程中的应用[J].施工技术,2012(15).