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【摘 要】 水利水电工程的建设对加快我国的社会发展和人民生活质量的提高有着极其重要的推动作用。水工建筑的施工过程是一个涉及工种繁多、操作难度极为复杂的大型工程。在调节控制江河水量、减灾防害、改善水资源环境、促进水利资源利用等方面,水工建筑都发挥着举足轻重的主要作用,这一部分的施工是整个水电水利工程的核心组成部分。如今,怎样加强防渗透技术的施工,提高水工建筑的使用质量、如何有效解决施工中的渗透等问题成为了水利水电建设单位必须要面对的一个挑战。本文分析了目前水工建筑渗透原因,提出了切实可行的防渗透策略。
【关键词】 水工建筑;防渗透技术;分析
引言:
水工建筑的设计是否科学以及施工质量是否过关,这些因素在整个的水电水利工程中都起着极其重要的作用,会直接关系到一个水电水利工程能否能正常的运行。随着科技的不断更新、发展,有越来越多的新技术、新材料被运用于水工建筑的设计施工之中,更加智能化的机械设备的出现更是为水工建筑在施工过程中能够顺利推进,保质保量地按期完成任务提供了强大的推动力量。在水工建筑施工过程中,一项极为重要的工作就是防渗透,防渗透的施工质量的好坏关乎着整个水利水电工程及周边地区的安全。
一、强化防渗透技术的重要性
1、水工建筑是整个水利水电工程的核心组成体,其自身的建设位置,建筑外观以及施工质量等方面都会对所在地区的地理环境、土壤水质甚至是气候等诸多因素产生较大影响,同时水利类施工的选址一般地形复杂,地质条件特殊,这也对水工建筑的真题施工带来难度。在这样特殊的条件下,如果不注重防渗透的施工质量,就会给水工建筑的日后运行造成极大的安全隐患,也会影响整个水利水电建筑预期效果的发挥。
2、施工期间没有对防渗透加以重视,会在水工建筑的使用中出现水压力过大,导致建筑难以承受的安全隐患。我们知道,渗流所产生的渗透压是极大的,这种压力会破坏整个建筑运行的稳定,严重时会使得建筑失稳,从而威胁整个水电水利工程和周边地区。
3、水工建筑的建设资金在整个水利工程中占据较大比重,若在施工中因为没有注重防渗透而使得整个水工建筑都受到水压的威胁,就必须重新鉴定整栋建筑,这会引起极大的资金浪费,人力物力的不必要消耗,同时造成对环境的再次破坏。
二、造成水渗透的成因及分析
1、变形缝渗透的原因与分析
变形缝是沉降缝、伸缩缝及抗震缝的统称。作为混凝土建筑要求变形缝必须具备以下性能:自身止水结构的水密度表现性能良好,不会在水压力之下出现渗漏;可是满足建筑物各部分的变形、变位等变化要求,在力传递消除方面表现稳定;止水材料的稳定性、耐久性可靠持久。一般来说,变形缝的结构失效有以下三方面成因(表1)。
2、裂缝渗透的原因分析
当混凝土的拉应力明显高于其自身抗拉强度时,或者被拉伸变形大于拉升变形极限时,混凝土结构就会出现断裂。根据断裂的程度可分为表层、深层及贯穿断裂。问题的成因与预防这类问题的出现可从两方面入手(表2)。
三、水工建筑防渗透的常用技术
1、一般灌浆加固技术
一般灌浆技术有以下四个方面构成,分别是水坝基础灌浆、水坝体帷幕灌浆、坝体上游区域固结灌浆、坝体下游区域追随固结灌浆。在一般灌浆技术的施工现场需要从以下几点进行注意(表3)。
灌浆加固技术可使用“壁可”灌浆技术,利用橡皮管的弹性收缩压力完成自动注浆,缓慢均匀的增加灌浆压力,将空气压入到混凝土的毛细管中,通过混凝土的自然呼吸作用排出,从而有效避免气阻现象,提高管控质量。运用该技术不仅能取得良好成效,同时也能有效缩短时间,降低加固修补成本。
2、高压喷射灌浆技术
在水工建筑的防渗透施工期间,高压喷射灌浆技术与其他传统技术相比,具有降低工程造价资金投入的优点,开挖量较小,整体施工过程更加便利,因为占地面积小所以對周边建筑的影响也有一定保护项。以此技术进行施工,可以提高各类型堤坝的防渗透能力,有效缓解防洪压力,此项技术的成熟应用可以对国家财产和人民生命安全起到有力的保护(图1)。
3、化学灌浆技术
化学灌浆技术在堵漏防水以及帷幕防渗透方面有着广泛的应用,依靠这种技术可以有效对堤坝基地进行加固,对修补裂缝渗透也有着明显效果。目前,化学灌浆技术广泛应用于水库、大坝、船闸等工程的防渗透施工中。同时也在大堤、渡槽的防渗加固;核电站止水封闭和基础加固;矿山、剧毒物处理厂等高毒害地区的防渗帷幕方面;码头、防波堤等海港工事的基础加固等领域都有着极为成熟的应用。
(1)化学灌浆泵的控制
在使用化学灌浆泵进行施工时,要保证压力的稳定,要注意在一定范围内的可控性。化学灌浆泵的压力各有不同,可分为开环、闭环控制式、闭环比例控制与闭环PID控制式。
(2)化学灌浆技术的应用优势
化学灌浆泵自身优势明显,无公害、持续性能稳定、非常适合各种类型的施工环境,对条件苛刻的外界操作环境可以很好地适应,最主要的是其价格低廉,不论是设备还是后期的化学浆原料,都已经非常成熟,在开发、推广和应用方面具有较大的普及率。
4、碳纤维补强加固新技术
该技术可利用高强度、高弹性模量的连续碳纤维,单向排列成束,用环氧树脂浸渍形成碳纤维增强复合材料片材,然后将该材料贴在水工建筑渗水的表面,用环氧树脂粘贴即可,固化后就能使得复合材料片材与水工建筑的原结构完全融为一体,共同受力。由于碳纤维分担了一部分的荷载,降低了钢筋混凝土的结构应力,从而达到了结构补强加固的效果。同时,该材料使用寿命长、施工方法简单,无需改变结构外形,已得到国内外建筑界的关注和认可。由于该技术引进时间不长,在水工建筑中的应用不多,但也在山东、新疆等地的水利工程建设中应用,取得良好成效,值得推广。国内急需解决的问题是生产出高质量的环氧树脂、碳纤维片材。
5、水下检测技术
随着国家对水工建筑安全的重视,原有的传统水下检测技术已无法满足水下安全管理需求了。某公司提出采用水下机器人和海量图像处理技术结合的方法,开发出一套水下观测成像多媒体软件应用系统,实现水下检测技术与管理的统一。这套系统根据水工建筑的结构特征,制定一套完善的水下情况和拍摄内容的拍摄计划,包括拍摄方向、距离、焦距、速度、光圈等。以规范化拍摄管理减少重复作业,提高拍摄效率,降低成本。同时拍摄的目标信息完整、规范,便于后期进行图像数据处理。该系统为水下建筑的安全和信息管理提供可视化平台,为数字化水工建筑管理奠定基础。由于水工建筑的面积较大,最终产生的全景图数据量大,而每个隐患处均须有对应的AVI片段对应,这样就是的系统必须支持海量数据管理。该系统利用三维重建技术和表面贴图形式提供检测结果的三维数据结构,专业人员能迅速了解隐患情况,非专业人员也能迅速浏览水工建筑的整体风貌和检测结构。同时,系统采用自动识别和人工识别相结合技术,对可能存在隐患的位置进行轮廓提取,形成矢量化图形轮廓。最后,该系统还有隐患跟踪管理功能。该系统已在部分水电站中得到应用,效果良好。
四、结束语
随着国家经济实力的不断增强,我国的水电水利工程在建设速度和质量上都有了长足的提升,各种类型的水利工程在我国发展迅速。水工建筑是整个水利水电工程中的重要组成,其发挥的作用是基础的、必要的。而建筑渗透问题则对水工建筑有着致命的影响,所以我国的水利工程在施工期间要格外重视水工建筑的防渗透质量,以此来保障整个水电水利工程的稳定与安全。
参考文献:
[1]陈庚兰.基于水工建筑的防渗透技术分析[J].《建筑工程技术与设计》,2014,(19).
[2]尹传志,黄军利.建筑防水技术分析及施工管理控制要点[J].《建材发展导向(下)》,2013,(5).
[3]李四新.刍议水工建筑的防渗透技术[J].《新材料新装饰》,2014,(5).
【关键词】 水工建筑;防渗透技术;分析
引言:
水工建筑的设计是否科学以及施工质量是否过关,这些因素在整个的水电水利工程中都起着极其重要的作用,会直接关系到一个水电水利工程能否能正常的运行。随着科技的不断更新、发展,有越来越多的新技术、新材料被运用于水工建筑的设计施工之中,更加智能化的机械设备的出现更是为水工建筑在施工过程中能够顺利推进,保质保量地按期完成任务提供了强大的推动力量。在水工建筑施工过程中,一项极为重要的工作就是防渗透,防渗透的施工质量的好坏关乎着整个水利水电工程及周边地区的安全。
一、强化防渗透技术的重要性
1、水工建筑是整个水利水电工程的核心组成体,其自身的建设位置,建筑外观以及施工质量等方面都会对所在地区的地理环境、土壤水质甚至是气候等诸多因素产生较大影响,同时水利类施工的选址一般地形复杂,地质条件特殊,这也对水工建筑的真题施工带来难度。在这样特殊的条件下,如果不注重防渗透的施工质量,就会给水工建筑的日后运行造成极大的安全隐患,也会影响整个水利水电建筑预期效果的发挥。
2、施工期间没有对防渗透加以重视,会在水工建筑的使用中出现水压力过大,导致建筑难以承受的安全隐患。我们知道,渗流所产生的渗透压是极大的,这种压力会破坏整个建筑运行的稳定,严重时会使得建筑失稳,从而威胁整个水电水利工程和周边地区。
3、水工建筑的建设资金在整个水利工程中占据较大比重,若在施工中因为没有注重防渗透而使得整个水工建筑都受到水压的威胁,就必须重新鉴定整栋建筑,这会引起极大的资金浪费,人力物力的不必要消耗,同时造成对环境的再次破坏。
二、造成水渗透的成因及分析
1、变形缝渗透的原因与分析
变形缝是沉降缝、伸缩缝及抗震缝的统称。作为混凝土建筑要求变形缝必须具备以下性能:自身止水结构的水密度表现性能良好,不会在水压力之下出现渗漏;可是满足建筑物各部分的变形、变位等变化要求,在力传递消除方面表现稳定;止水材料的稳定性、耐久性可靠持久。一般来说,变形缝的结构失效有以下三方面成因(表1)。
2、裂缝渗透的原因分析
当混凝土的拉应力明显高于其自身抗拉强度时,或者被拉伸变形大于拉升变形极限时,混凝土结构就会出现断裂。根据断裂的程度可分为表层、深层及贯穿断裂。问题的成因与预防这类问题的出现可从两方面入手(表2)。
三、水工建筑防渗透的常用技术
1、一般灌浆加固技术
一般灌浆技术有以下四个方面构成,分别是水坝基础灌浆、水坝体帷幕灌浆、坝体上游区域固结灌浆、坝体下游区域追随固结灌浆。在一般灌浆技术的施工现场需要从以下几点进行注意(表3)。
灌浆加固技术可使用“壁可”灌浆技术,利用橡皮管的弹性收缩压力完成自动注浆,缓慢均匀的增加灌浆压力,将空气压入到混凝土的毛细管中,通过混凝土的自然呼吸作用排出,从而有效避免气阻现象,提高管控质量。运用该技术不仅能取得良好成效,同时也能有效缩短时间,降低加固修补成本。
2、高压喷射灌浆技术
在水工建筑的防渗透施工期间,高压喷射灌浆技术与其他传统技术相比,具有降低工程造价资金投入的优点,开挖量较小,整体施工过程更加便利,因为占地面积小所以對周边建筑的影响也有一定保护项。以此技术进行施工,可以提高各类型堤坝的防渗透能力,有效缓解防洪压力,此项技术的成熟应用可以对国家财产和人民生命安全起到有力的保护(图1)。
3、化学灌浆技术
化学灌浆技术在堵漏防水以及帷幕防渗透方面有着广泛的应用,依靠这种技术可以有效对堤坝基地进行加固,对修补裂缝渗透也有着明显效果。目前,化学灌浆技术广泛应用于水库、大坝、船闸等工程的防渗透施工中。同时也在大堤、渡槽的防渗加固;核电站止水封闭和基础加固;矿山、剧毒物处理厂等高毒害地区的防渗帷幕方面;码头、防波堤等海港工事的基础加固等领域都有着极为成熟的应用。
(1)化学灌浆泵的控制
在使用化学灌浆泵进行施工时,要保证压力的稳定,要注意在一定范围内的可控性。化学灌浆泵的压力各有不同,可分为开环、闭环控制式、闭环比例控制与闭环PID控制式。
(2)化学灌浆技术的应用优势
化学灌浆泵自身优势明显,无公害、持续性能稳定、非常适合各种类型的施工环境,对条件苛刻的外界操作环境可以很好地适应,最主要的是其价格低廉,不论是设备还是后期的化学浆原料,都已经非常成熟,在开发、推广和应用方面具有较大的普及率。
4、碳纤维补强加固新技术
该技术可利用高强度、高弹性模量的连续碳纤维,单向排列成束,用环氧树脂浸渍形成碳纤维增强复合材料片材,然后将该材料贴在水工建筑渗水的表面,用环氧树脂粘贴即可,固化后就能使得复合材料片材与水工建筑的原结构完全融为一体,共同受力。由于碳纤维分担了一部分的荷载,降低了钢筋混凝土的结构应力,从而达到了结构补强加固的效果。同时,该材料使用寿命长、施工方法简单,无需改变结构外形,已得到国内外建筑界的关注和认可。由于该技术引进时间不长,在水工建筑中的应用不多,但也在山东、新疆等地的水利工程建设中应用,取得良好成效,值得推广。国内急需解决的问题是生产出高质量的环氧树脂、碳纤维片材。
5、水下检测技术
随着国家对水工建筑安全的重视,原有的传统水下检测技术已无法满足水下安全管理需求了。某公司提出采用水下机器人和海量图像处理技术结合的方法,开发出一套水下观测成像多媒体软件应用系统,实现水下检测技术与管理的统一。这套系统根据水工建筑的结构特征,制定一套完善的水下情况和拍摄内容的拍摄计划,包括拍摄方向、距离、焦距、速度、光圈等。以规范化拍摄管理减少重复作业,提高拍摄效率,降低成本。同时拍摄的目标信息完整、规范,便于后期进行图像数据处理。该系统为水下建筑的安全和信息管理提供可视化平台,为数字化水工建筑管理奠定基础。由于水工建筑的面积较大,最终产生的全景图数据量大,而每个隐患处均须有对应的AVI片段对应,这样就是的系统必须支持海量数据管理。该系统利用三维重建技术和表面贴图形式提供检测结果的三维数据结构,专业人员能迅速了解隐患情况,非专业人员也能迅速浏览水工建筑的整体风貌和检测结构。同时,系统采用自动识别和人工识别相结合技术,对可能存在隐患的位置进行轮廓提取,形成矢量化图形轮廓。最后,该系统还有隐患跟踪管理功能。该系统已在部分水电站中得到应用,效果良好。
四、结束语
随着国家经济实力的不断增强,我国的水电水利工程在建设速度和质量上都有了长足的提升,各种类型的水利工程在我国发展迅速。水工建筑是整个水利水电工程中的重要组成,其发挥的作用是基础的、必要的。而建筑渗透问题则对水工建筑有着致命的影响,所以我国的水利工程在施工期间要格外重视水工建筑的防渗透质量,以此来保障整个水电水利工程的稳定与安全。
参考文献:
[1]陈庚兰.基于水工建筑的防渗透技术分析[J].《建筑工程技术与设计》,2014,(19).
[2]尹传志,黄军利.建筑防水技术分析及施工管理控制要点[J].《建材发展导向(下)》,2013,(5).
[3]李四新.刍议水工建筑的防渗透技术[J].《新材料新装饰》,2014,(5).