防渗规划论文（精选6篇）
防渗规划论文 篇1
摘要：本文针对水利渠道工程的防渗, 从设计原则、渠道的断面等不同的角度进行了分析, 尤其对北方的水利渠道工程的防渗工作, 从设计应注意的问题、如何进行冻害防治等角度做了探讨。
关键词：水利,渠道,防渗,设计,分析
渠道防渗是我国目前应用广泛的节水工程技术, 常用土料、水泥土、石料、混凝土、沥青混凝土和膜料等材料作为渠道防渗层, 达到防止渠道渗漏的目的。近些年来, 各方面对渠道防渗引起了普遍的重视。下面, 我们从几个角度进行探讨。
1 我国渠道防渗工程的规划设计所遵循的原则:
1.1 应按建筑物等级、设计阶段, 遵照有关规范进行勘测和调查, 充分收集和掌握拟建渠道的基本情况、渠基土壤及建筑材料等有关资料, 吸取已建渠道防渗和防冻害工程的经验, 以及国内外先进的技术成果, 认真进行设计。
1.2 设计时按相关规范、规程的规定, 把防渗、防冻害、防土壤盐化、渠系综合利用及山、林、田、路等规划结合起来考虑, 使设计方案能满足灌区总体布置的要求。
1.3 贯彻因地制宜、就地采材、情况不同区别对待的原则。
1.4 结合地形, 土壤、气温、地下水位等自然条件, 渠道的大小、耐久性、防渗性等工程要求, 水资源供需、地表水和地下水结合运用的情况, 社会经济、生态环境等因素, 进行技术经济论证, 使设计方案具有技术上的先进性, 经济上合理性、耐用、安全且管理方便。
2 防渗渠道的断面形式及其分析:
防渗渠道断面形式中, 明渠可选用矩形、梯形 (包括弧形底梯形、弧形坡脚梯形) 、u形和复合形;无压暗渠可选用城门洞形、箱形、正反拱形和圆形。梯形断面施工简便、边坡稳定, 在地形, 地质无特殊问题的地区, 可普遍采用。而弧形底梯形、弧形坡脚梯形、弧形、U形渠道等, 由于适应冻胀变形的能力强, 能在一定程度上减轻冻胀变形的不均匀性, 在北方地区得到了推广应用。另外, 我国在小型渠道上已推广了U形断面, 在大、中型渠道上, 逐渐采用弧形坡脚梯形断面和弧形底梯形断面。下面重点介绍以下几种渠道断面:
2.1 U形的渠道断面:
U形渠目前系采用底部为半圆或弧形、上部为一定倾角的直线段的断面形式。近年来有些灌区结合当地实际对U形断面进行了改进, 采用抛物线形断面, 比U形断面更接近于最优水力断面。U形混凝土渠防渗效果较好, 它近似于最佳水力断面, 水流条件好、流速快、输水输沙能力强;抗冻害性能较高, 便于管理, 投资少。有资料表明:在给定流量下, 最优U形断面应该是窄而深的断面形式。
2.2 弧形坡脚梯形断面或弧形渠底梯形断面:
其优点是较梯形断面流速分布均匀, 近似最佳水力断面, 流速较快, 改善了防渗渠道冻胀变形分布的不均匀性, 且渠底有一定的反拱作用, 可减轻冻害, 减少裂缝和错台现象, 造价较低。如为土保护层膜料防渗渠道, 此断面形式, 其边坡的稳定性较高, 适用于大、中型防渗渠道。
防渗渠道的断面尺寸应通过水力计算确定。梯形、矩形断面渠道宜选择实用经济断面。地下水位较高或有防冻要求时, 可采用宽浅式断面。断面尺寸确定后应校核其平均流速使之满足不冲不淤的要求。
3 做好水利渠道防渗工程的设计与施工, 应做好以下资料准备与勘察。
3.1 水文、地质和地形资料及勘察:获得有关水文、泥沙、水质以及工程地点的气温、冻融期、冻土深度、风向、风速等水文气象资料;渠道沿线应按有关规程、规范要求进行必要的地质勘测, 取得岩土分类、断层、裂隙、滑坡和隐患等工程地质情况, 以及土的含水量、干密度、孔隙率、冻胀性、湿陷系数、渗透系数和抗剪强度等物理、力学和化学性质的详细材料;应取得灌区地形图、渠形平面布置科和渠道纵横断面图, 必要时还应有带状地形图。
3.2 做好施工机械设备、劳力供给、施工用水、电、技术支持和工期要求等施工条件的准备;扩建、改建工程, 应对渠道渗漏情况和工程病害进行调查, 取得原渠道的水力要素、渗漏量以及渠床土质和水分状况等资料;同时, 搜集相近地段的渠道防渗工程的规划设计等有关资料进行参考。
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下面根据北方地区的气候及地形特点, 对北方水利工程中渠道的防渗设计进行分析, 并提出设计中需注意的几点问题:
4.1 北方地区水量少, 降水少, 在设计时应注意其渗漏损失的问题, 尽量采用混凝土、沥青混凝土等渗漏量比较小的防渗结构, 其防渗结构厚度要取大值, 伸缩缝做严格处理。
4.2 地形平, 渠水的水流速相对较低, 易产生淤积, 设计时在选材、确定纵坡上要重点考虑不淤流速。
4.3 气温低, 渠道的土基和防渗结构易冻害, 设计时要采取适当措施, 尽量降低或减少冻害, 防止渠道坍塌和破坏。
4.4 北方地区由于存在冻胀问题, 一般选用弧形底梯形、弧形坡脚梯形、弧形、U形渠道等, 以较强地适应冻胀变形的能力, 在一定程度上减轻冻胀变形的不均匀性。北方地区的地下水位较低, 降雨量少, 一般渠道断面较小, 流量较小, 不考虑水位骤降问题, 边坡较陡。
4.5 为加强砌体的整体性, 针对北方地区的特点, 一般选用强度等级较高的水泥混合砂浆砌筑, 水泥砂浆勾缝, 砌筑缝要妥善设计, 认真施工, 防止产生裂缝、隆起架空或滑塌等情况发生。
4.6 为提高渠道衬砌的抗冻能力, 其混凝土板厚适当选用较大值, 施工时应注意振捣密实;设计规划时, 尽量选用南北走向的渠道, 使阴阳两坡段日照和风作用的条件相差不很大, 使两坡的冻深和冻结情况尽量相同, 以减小不均匀冻胀变形;渠基尽量选用粗砂、砾石等粗颗粒土, 减少基础冻胀量, 尽可能回避开粘土、粉质土壤和高地下水地段。
5 在我国北方地区, 渠道防渗工程普遍存在着严重的冻害问题。
我国绝大部分地区的冬季气温都要降到零下, 负气温对渠道防渗衬砌工程有一定的破坏作用, 称为冻害。冻害使渠道防渗工程不仅缩短了工程使用寿命, 而且大大地降低了防渗效果和工程效益, 下面对水利渠道的冻害防治进行分析:
5.1 渠道在规划设计时, 渠线选择应尽量避开地下水位高、土质冻胀性强的地段;
小型渠道在条件允许下, 可采用暗管输水;为适应冻胀变形, 应选用变形性能较好的防渗材料, 如沥青混凝土、土工膜等;大型渠道应选用弧形底梯形或弧形坡脚梯形断面;小型渠道应选用"U"形渠道断面, 因为这些断面较梯形断面冻胀变形均匀、裂缝少、残余变形小, 因而冻害较轻。
5.2 将冻胀性土基用非冻胀性土或弱冻胀土置换, 以削弱或基本消除渠基土的冻胀。
该种方法一般在非冻胀性土料源丰富的地区使用。
5.3 排水隔水的措施:
为防治水利沟渠的冻害必须采取措施控制和降低渠基土的水分, 防止周边及外界水的渗入而增大渠基土水分;降低渠基的地下水位, 防止在冻结期间向渠基土冻结锋面迁移。
5.4 采用保温材料对渠基进行保温, 提高地温, 减少冻深和冻胀;
冬季行水渠道在负温期间宜连续通水, 有冬灌习惯的渠道, 宜在平均气温稳定小于0℃前停水, 次年稳定超过0℃时通水;渠道内和渠堤外, 冬季不宜积水;在渠道放水前后, 雨后及冬季应检查渠道防渗工程的完整情况, 如有裂缝等破坏情况时, 应及时修补和处理, 不能带病行水。
结语
水利工程渠道在防渗设计上的合理, 是最有效的节水措施, 同时也可以遏制和消除冻害, 预防冻胀破坏。因此, 我们有必要进行深入的讨论和学习, 有效提高水利渠道工程防渗的规划与设计的水平, 同时充分发挥水利工程的效益。
参考文献
[1]郭慧滨, 李振海, 等.渠道防渗工程节水灌溉, 2002.
[2]朱强.我国渠道冻胀防治综述.防渗技术, 2002.
[3]李安国, 建功, 等.渠道防渗工程技术.北京:中国水利水电出版社, 2001.
防渗规划论文 篇2
1 防渗设计原则
一般而言, 水利渠道防渗工程的根本目的在于提高水的利用率、保护水土资源以及节约用水, 在进行规划设计过程中, 必须要严谨遵守以下几方面的原则, 从而延长水利渠道工程的寿命, 确保质量无虞。
1.1 科学规划和施工设计
在进行规划设计过程中, 相关勘察人员要仔细深入的调查水利渠道工程的施工现场情况, 并且掌握水利渠道工程地区的施工目标、施工要求、建筑材料信息、渠道土壤信息以及基本地貌信息等, 综合上述信息评估施工难度, 并且结合国内外先进的防冻害、防渗技术, 融入到本次水利渠道工程规划设计中来, 实现科学规划和施工设计。
1.2 严谨的渠道设计
在进行渠道设计过程中, 必须遵循有关规定, 根据施工要求及目标综合考虑防土壤盐渍化、防渗防冻情况、水渠利用情况、施工现场山林田路规划等, 从而保证水利渠道工程不仅能够灌溉需求, 还能够符合科学布置规划的要求。
1.3 因地制宜, 可持续发展
水利渠道工程受到地质水文因素的影响很大, 在施工前需要选择最佳的施工场所, 并且就地取材, 避免材料因长途运输导致破损毁坏等问题发生。
1.4 综合经济、技术需求
对施工现场的渠道大小、抗冻性、抗渗性、渠道耐久性、地下水位、地表水位、土壤、气候条件以及地形地貌等因素论证施工设计方案, 确保施工设计方案的经济性及技术性, 从而满足农业生产的需求和生态环境的保护。
2 防渗设计分析
在遵循上述原则的前提下进行科学设计, 从而保时保量的完成水利渠道工程施工, 更好的为农业生产服务。
2.1 施工准备阶段
在施工前, 需要做好充足的准备, 比如地形勘察、现场水文等, 对于技术电力用工人员、建筑材料以及现场机械等要准备好, 并且根据当地的水资源丰缺、灌区规模、自然条件情况以及生态环境、经济、社会等诸多因素的综合评价, 经过多方会谈磋商, 选择最适宜的防渗工程所在地。收集施工区域泥沙、水文、地质、气温、气候、风向风速以及冻土深度等资料, 从而对施工方案进行资料补充, 并且为施工技术提供参考资料, 水资源极为匮乏的地区对于渠道工程的防渗要求较高, 必须结合当地的实际情况, 有针对性的设计渠道防渗, 满足实际需求。进行渠道工程施工必须要严格进行地质勘察, 并且获取裂缝、断层、滑坡等岩土信息, 对土壤含水率、抗剪切、干密度、渗透系数、冻胀系数等性质有一个全面的了解, 从而方便水利渠道工程的规划设计, 其次, 还需要结合实际情况判断是否携带带状地形图等。一般来说, 现场施工准备主要是施工用水、建材、电力、器械以及技术人才, 根据计算情况以及地质勘察情况明确施工过程中需要特别注意的事项, 并且做好技术人员的管理工作, 确保水利渠道工程施工的顺利进行。
2.2 施工阶段
施工阶段设计对于水利渠道工程的防渗质量至关重要, 想要做好防渗工作, 则要求渠道混凝土衬砌施工的质量万无一失, 并且在材料到技术的全过程中严格把关, 强化质量的验收及控制, 最终实现防渗漏、保护水资源、节约水资源的目的。在水利渠道工程项目施工过程中, 混凝土衬砌渠道防渗的地基处理是整个施工过程的关键所在。首先, 要求混凝土衬砌渠道地基处理必须满足实际地形地貌的条件, 水利渠道工程通常主要以农田土壤为主, 因此需要进行填整及开挖处理, 在相关技术人员的指导过程中, 严格平整处理、夯实处理农田土壤地基, 保证衬砌密度满足施工要求。但是, 对于特殊部分的渠道则要进行改建, 因此要求提前扒松渠道基土, 其次风干, 然后将其重新回填, 最后进行夯实处理, 并且确保内部垃圾、淤泥以及腐殖土等清理干净, 维持地基稳固。在实际施工过程中, 由于设计方案会和渠道回填开挖等存在一定的误差, 因此可以采纳多次修坡的方式降低误差, 从而保证混凝土衬砌的质量, 浇筑混凝土前, 要处理好混凝土削坡施工操作。假如存在削坡过度问题, 不应该采取浮土回填的方式, 而是采取和现浇同标号的混凝土予以回填夯实, 从而对地基稳固性起到强化的作用。在施工过程中, 设置临时排水系统可以对混凝土衬砌施工起到一定的辅助作用, 营造良好的施工条件, 表面因水渠地基处理不过关导致的工程泄露等问题发生, 确保工程顺利进行。
一般而言, 混凝土衬砌的防渗支模技术含量较高, 由于水渠施工的因素, 要求衬砌模板应该选择钢模, 从而发挥散热特性, 保证施工过程顺利。此过程应该注意, 钢模安装必须要有一个稳固的基础, 并且有足够的支撑面积, 防止模板倾覆滑动的问题发生, 在拼装过程中, 必须严格按照施工规范进行, 模板平整, 避免漏浆、位移、变形, 且其尺寸偏差值不得高于规定范围。在施工过程中, 防渗材料应当秉承符合生态保护、就地取材、因地制宜的原则, 优选混凝土、沥青混凝土、塑模材料、砌石及土料等材料, 使用各种材料前均要通过科学试验判定其防渗性能, 配置合理的材料配合比。利用水力计算确定防渗渠道断面, 假如地下水位较高或者有防冻要求, 可以酌情采纳宽浅式断面, 假如地下水位高于渠底, 则需要设置排水设施, 如果采取刚性材料防渗则要设置伸缩缝, 对于不同的灌区要控制好渠道防渗率, 大、中型灌区要优先防渗。施工完成后评价防渗效果, 检查是否有泄露问题, 如果渠道设计水位比地下水位高, 则可能发生泄露问题, 因此需要予以调整, 与此同时, 渠基高于透水层也会导致泄露, 需要结合评价结果予以补救, 保证施工质量无虞。
3 总结
综上所述, 水利渠道工程的防渗设计必须要结合实际, 统筹考虑气象、天文地质、地形地貌等因素, 通过多种技术规避渗漏问题, 并且提高管理与监督力度, 促使水利渠道工程顺利完成, 降低水资源的浪费。
参考文献
[1]刘洁.谈水利渠道工程的防渗规划与设计[J].中国新技术新产品, 2011 (22) :109-109.
[2]邓燕.水利工程渠道防渗措施分析[J].水利规划与设计, 2013 (10) :80-82.
浅谈堤坝防渗加固及隧道防渗维修 篇3
关键词：堤坝,隧道,防渗,措施
浆砌石坝渗水其防治措施以灌浆治漏加固技术为例进行分析，渠道砼面板渗漏防治措施以修复措施为主进行分析。
1 灌浆治漏加固技术
1.1 灌浆技术在水工堤坝治漏中的种类
1.1.1 坝体、坝基帷幕灌浆；主要充填漏洞和缝隙，防渗裁漏，通过灌浆加固，形成防渗体。此方法适用于浆砌石重力坝。
1.1.2 坝上游面固结灌浆；堵塞漏洞和缝隙，加固补强坝体和提高防渗性能，以进一步提高坝体的承载能力和完整性。
1.1.3 坝下游面追踪固结灌浆；在下游坝面有漏水或溶蚀物出逸的地方，造成水平孔或斜孔，埋注浆管进行灌浆，以堵塞漏水通道和坝体空洞、裂缝，加固坝体，增加坝面稳定性和抗冲刷能力。这种反向灌浆工艺，非常适合拱坝和支墩坝工程，对重力坝工程只有搞清扬压力并设排水孔也可采用。采用这种方法时最好是坝前无水。
1.1.4 坝面重新剔勾缝；剔缝后，用高标号水泥砂浆、干硬性预缩水泥砂浆或用防水材料配制高标号水泥砂浆勾缝，提高坝面防渗漏能力及坝体稳定性、整体性和抗冻融、抗风浪淘刷能力。此方法即“前堵、中截、后追踪”灌浆治漏加固法。
1.2 灌浆前的勘探与试验
灌浆前的勘探与试验为准确地确定各种灌浆参数，保证质量，首先要进行勘探和试验。
1.2.1 坝体和坝基勘探；目的是查清坝体和坝基的现状，为设计和施工提供依据。首先在典型漏水部位进行钻孔勘探，查明坝内部的石质、胶结材料密实程度，有无空洞及基岩结构情况等。
1.2.2 压力抬动试验；目的是查明坝基、坝体的承压情况，以确定灌浆压力。在不破坏原结构的条件下，有效地将浆液压入坝体内部、基岩裂缝、砂砾石层中，以保证淄浆效果。
1.2.3 压水试验；目的是为帷幕及固结灌浆设计提供准确的数据，并指导施工，保证效果。选择坝体或坝基典型部位，按照《水利水电工程钻孔压水试验规程》进行工作，试验压力采用设计灌浆压力，根据试验结果、单位吸水量 (o) ) 值的大小，确定浆液浓?度、吃浆量大小（o) 值越大，吃浆量就越大，浆液就要适当变浓。
1.2.4 灌浆试验；目的是解决帷幕灌浆和固结淄浆的影响半径、浆液浓度及其它参数等，为布孔和淄浆设计提供依据。
1.3 设备及材料选择
1.3.1 造孔设备； (1) 帷幕灌浆垂直造孔采用回转式液压钻机，如钻孔浅时，也可采用风钻造孔。 (2) 坝上下游固结灌浆 (即前堵、后追踪灌浆) 造水平孔或斜孔，使用风钻或采用7655型汽钻机造孔。
1.3.2 灌浆设备；有搅拌机、多缸活塞式灌浆机、承压输浆胶管、注浆管、胶塞、压力表、比重计等。
1.3.3 灌浆材料；主要是425普通硅酸盐水泥、砂子、粉煤灰、石英粉、水、外加剂等。
1.4 布孔和造孔
1.4.1 帷幕灌浆布孔，在漏水坝段沿坝顶中心线，以孔距3m、孔径50mm或75mm为宜，或根据试验确定孔距。孔深钻至漏水部位以下1m-2m，如接触带或基岩漏水，钻孔可钻至不透水基岩以下lm-2m。造孔可一次性造孔，也可分序造孔，破碎地带上下分段造孔、分段海浆，同时在浆体凝固5-7天后，再继续向下钻孔，以防止卡钻、埋钻事故发生。坝体与基岩接触部位和坝基灌浆，也可采取在上游坝脚打斜孔或垂直孔灌浆堵漏，但造孔前应先清基，在坝脚浇筑0.3m-0.5m厚混凝土，待凝固后再打孔。垂直或倾角小于5。的帷幕灌浆孔，其孔向的偏差值不得大于规定值。
1.4.2 坝上游固结灌浆布孔；在漏水部位呈“梅花”型，钻孔间距和排距lm-3m为宜，根据漏水情况确定，钻孔位置选在砌石“了”缝中；在裂缝部位，可沿裂缝每lm布设一孔。孔径为42mm，孔深0.7m-1.5m，根据坝体实际情况确定。
1.4.3 坝下游面追踪固结淄浆布孔；在裂缝部位沿缝隙每1m布一孔；在其它渗水部位，按照“梅花”型布孔，排距和孔距2m-3m为宜，布孔位置在“T”缝中，也可适当加密布孔。孔深和孔径同坝上游面。
2 隧道预制砼防渗层的维修措施
2.1 现浇混凝土防渗层的裂缝修复
当混凝土防渗层发生裂缝后，如果防渗层仍大致平整，无较大错位，裂缝较小的情况，可以运用过氯乙烯胶液涂料粘贴玻璃丝布的方法，进行修复。而对于裂缝较大者，可采用填筑伸缩缝的方法修复。对于大型渠道裂缝又较大的，可采用填塞与粘贴相结合的方法修复。具体做法如下：
清除缝内、缝壁及缝口两边的泥土、杂物，保持清洁、干燥；缝壁涂刷冷底子油；将煤焦油填料或焦油塑料胶泥填入缝内，填压密实，保持表面平整光滑；填好缝1-2天后，沿缝口两边涂刷5cm宽的过氯乙烯涂料一层，随即沿缝口两边粘贴3-4cm宽玻璃丝布一层、再涂刷涂料一层、粘贴第二层玻璃丝布，最后涂刷一层涂料。在运用此方法中，要注意涂料要涂刷均匀，玻璃丝布要粘平，不能有气泡。
2.2 预制混凝土防渗层的修复
2.2.1 混凝土防渗层砌筑缝的修复
预制混凝土渠道包括板和U型槽，其砌筑缝多采用水泥砂浆缝。砼板防渗渠道的砂浆填缝一般有以下缺点： (1) 砂浆强度低； (2) 施工挤压不实； (3) 不能与砼板紧密结合，勾缝的砂浆容易脱落，有的从勾缝中长出了杂草，甚至有些小型填方渠道衬砌完后，试放水发生垮渠等破坏情况，能保持完好的工程基本很少。造成放水垮渠原因，除了土方渠道质量不好外。本人认为衬砌部分勾缝的漏水是主要的原因。为了保证工程质量，建议对砼预制板改用方形或长方形，块的大小应便于施工为宜，厚度8-10cm为好，板缝留10cm-15cm用高标号砼填塞，人工机械都能施工，要求捣出浆与砼板能紧密结合，使衬砌段形成整体，基本达到现浇的质量。对于旧渠防渗层砌筑缝的修复也可以这样处理：凿除缝内水泥砂浆块，将缝壁、缝口冲刷干净，用与混凝土板相同标号的水泥砂浆填塞，捣平抹平后，保湿养护不得少于14天。
2.2.2 混凝土防渗层表层的修复
混凝土防渗层表层损坏，如剥蚀，孔洞等，可采取水泥砂浆修补，有条件时可采用喷浆法修复。
泥砂浆修复方法：首先必须全部除掉已损坏的混凝土，并对修补部位进行凿毛处理，冲洗干净，然后在工作面保持湿润的状态下，将拌和好的砂浆用木抹抹到修补部位，反复压平，用铁抹抹光后，保湿养护不少于14天。注意如果修补部位深度较大时，可在水泥砂浆中掺和适量的砾料，作用是可以减少砂浆干缩和增强砂浆强度。
喷浆修复方法：如果条件允许，可以采用此方法。方法是将水泥、砂和水的混合料用设备经高压通过喷头喷射到修复部位。
2.3 混凝土防渗层的翻修
2.3.1 旧板拆除，重新铺筑：
混凝土防渗层如若损坏严重，例如破碎、错位，滑坍等的情况下，应拆除损坏部位，处理好地基土重新铺筑。在铺筑时要特别注意新旧混凝土的结合面处理好。方法是结合面凿毛冲洗后，需涂一层厚2cm的水泥净浆，才能开始铺筑新混凝土，同样铺筑好的混凝土要注意保湿养护。
2.3.2 旧板不拆，加铺新板：
现混凝土板不拆除，在其上整平后加铺新板。
现浇混凝土方案：
把旧混凝土冻胀隆起的部分压平后，在上面铺设保温板（聚苯保温板），然后铺一层塑料薄膜，完成后在其上再铺筑素混凝土。苯板和现浇混凝土的厚度通过计算得出。此种方法的优点是比较适合渠道现状，较美观。缺点：工期长，施工质量较难控制，不适应工程在干渠输水间隔期施工，工期短的要求。
预制混凝土板方案：
防渗规划论文 篇4
农田灌溉过程中会应用渠道对水进行输送, 在干旱季节中水资源匮乏, 农作物缺水会影响到产量。对渠道进行防渗透处理, 能够减少输送过程中的水资源损耗, 提升农田灌溉效率, 对农业生产意义重大。同时也能够促进水利工程发展进步, 传统的渠道修筑理念中, 只是对分布形式做出探讨, 并没有在修筑材料上设计规划, 增大了水利工程运行过程中的能源损耗, 农业生产成本也因此而增大。建筑防渗透材料推出后, 在水利工程中得到了广泛应用, 众多浪费以及工程安全质量问题也都得到了解决。
2 水利工程渠道渗漏的原因
水利工程使用过程中, 基础设施会磨损老化, 如果不及时维护必然会出现严重的质量问题。目前工程设计已经得到了足够的重视, 但投入使用后的管理工作并没有落实, 不规范的使用形式造成基础设施磨损严重, 尤其是渠道部分, 基层铺设的混凝土材料出现裂痕, 并且有破损现象, 农田灌溉的输水环节中, 水分沿着缝隙向底层土壤中渗透, 不能完全进入到灌溉区域。增大了灌溉环节的水资源损耗。其次是施工材料选择不合理, 缺乏防渗透理念, 选择了普通的建筑材料, 不具有防渗透能力。建设技术中存在的不合理现象也是造成渗透问题的主要原因, 混凝土结构修筑完成后没有达到规定的养生时间便拆卸了磨具, 造成结构表面裂缝, 使用后自然会引发渗透问题。
3 水利工程渠道防渗施工技术
3.1 土料防渗施工技术
对渠道基层的土壤进行处理, 夯实后土壤颗粒之间的距离会减小, 这样能够起到防渗透的作用。该技术具有很多优点, 取材方便, 并且施工过程中产生的费用小, 技术也方便控制。但同时也存在一些缺点, 土料比较粗糙, 并不具有防冻性能, 在北方地区冬季气候寒冷, 土料中融入的水分会逐渐冻实, 产生不同宽度的裂缝, 在此使用如果不进行修补会影响到输水任务完成质量, 渗透问题仍然得不到解决。
3.2 混凝土防渗施工技术
混凝土是目前应用最为广泛的, 使用水泥、石灰以及一些颗粒骨料在一起搅拌振捣, 制作成混凝土浆料, 具有极强的防渗透能力。应用在渠道修筑中可以取得良好效果, 混凝土材料强度大, 能够承受使用阶段水流冲击力, 根据工程需求对强度进行设计, 更科学合理。其存在的缺点是施工成本比较高, 如果水利工程建设地区内, 砂石骨料不足, 渠道的造价成本也会因此而增高。
3.3 砌石防渗施工技术
在渠道的内部堆砌石料, 并使用浆料进行加固处理, 通过这种方法来实现渠道的防渗透处理。这样既达到的工程使用要求, 同时在造价成本上也有明显降低。常见的原料是混凝土镶嵌卵石, 施工过程简单便于操作, 同时也能够起到加固作用, 降低施工产生的成本支出。已经镶嵌了石块的渠道内衬, 使用过程中即使受到水流的冲击, 也不会损坏, 保障了内部结构的质量安全。采用该种技术对渠道进行修筑时, 需要筛选尺寸相似的石块, 这样才能保障内部受力均匀, 并且便于镶嵌。
3.4 膜料防渗施工技术
膜料防渗技术具有施工简单、适应能力较强、施工成本较低的优点, 因此在渠道防渗施工中的应用也比较广泛。但是膜料防渗施工技术具有抗冲击能力较差、稳定性较差的缺点。在渠道膜料防渗施工过程中, 应注意掌握膜料与渠道边坡附着的施工技术要领, 防止在施工中、使用中膜料的膜层被破坏, 并且在进行渠道下游向上游铺设膜料以及由渠道一岸向另一岸铺设膜料时, 应注意将膜料适当留下小褶, 以增强膜料的抗冲击能力, 实现更好的渠道防渗保护。
3.5 沥青防渗施工技术
沥青可以作为渠道内部的表层涂料, 涂刷后有良好的防水效果, 结构自身承载能力也不会发生改变, 沥青材料应用在水利工程中有很多种形式。可以与混凝土材料配合使用, 在其中掺杂一些尺寸适中的碎石块, 通过不断的振捣来使材料相互融合。应用在渠道中可以提升结构抗冲击力, 结构自身材料紧密型高, 并且不容易产生裂缝, 原因在于沥青材料有极强的延展性。在施工过程中要保持结构表面的平整性, 否则会对水流造成影响。除此之外, 还可以使用沥青材料对结构表面进行密封处理, 填补细小缝隙, 将渗透问题发生的几率降至最小。埋藏式沥青薄膜法, 这种方法是将渠道底压实, 除草进行平整后洒上少量的水, 用机器将热沥青反复喷洒, 致使其形成一层沥青保护膜, 并在保护膜上铺设素土保护层来防止沥青的老化和破坏。沥青席法, 这种方法主要是将苇席、石棉毡、麻布等反复涂上沥青制成卷材, 在施工时将卷材进行铺设, 来达到渠道防渗的目的, 在铺设时要注意将铺设接缝用沥青连接好, 防止接缝处出现渗漏。
4 渠道防渗技术的选择要点和渠道防渗措施
4.1 渠道防渗技术选择要点
首先, 要根据渠道防渗的效果来进行选择。在进行施工时, 要根据施工当地的渠道实际情况, 选择因地制宜的渠道防渗方法, 尽量选择当地资源比较丰富的材料来进行防渗施工, 以减少施工成本, 提高施工单位的经济效益。其次是在保证渠道防渗效果的前提下, 进行各种施工技术和施工方案的科学比对, 选择出能将经济效益和防渗效果发挥到最佳状态的施工方案和施工技术。例如, 土石资源较为丰富的地区应选择砌石防渗法。
4.2 渠道防渗技术措施
为减少水利工程中渠道渗漏问题的产生, 应在施工过程中加强对渠道防渗施工人员的技术培训, 并严格按照相关流程进行规范化、标准化施工。通过此种方法, 从根本上提高工程的施工质量, 确保渠道建成后能够正常投入使用, 提高水资源的利用效率。在实际施工中, 应通过截拦的方式进行渠道外部地表水的排放工作, 通过在渠道两侧挖排水沟来避免地表水流入渠道滑坡体中, 造成渠道渗水。在进行施工时, 应在渠道的顶部或是山坡边界处修建截水沟, 来防止暴雨雨水对渠道山坡的冲击力, 通过加强渠道内部防渗以及外部有效排水来达到良好的渠道防渗效果, 减少渠道渗漏问题的产生。在对渠道进行防渗处理时, 因受水利工程渠道施工地形的影响, 在进行削坡防渗处理时施工的难度也相应加大。针对这一情况, 可以通过修建挡土墙的方式进行边坡处理, 以提高渠道防渗的质量和效果, 并将滑坡进行砌筑, 降低渠道滑坡问题产生的几率。
5 结论
水利工程渠道防渗施工质量的好坏以及维护工作的好坏不仅关系到水资源的利用情况, 更关系到人们的日常生产、生活。因此, 在水利工程渠道防渗施工过程中, 应不断加强施工要求和防渗技术的创新, 针对水利工程渠道渗漏的不同问题, 采取适当的渠道防渗施工措施, 从根本上提高水利工程渠道防渗施工的质量, 减少渠道使用过程中渗漏问题的产生, 使水利工程渠道能够真正的造福人民。
参考文献
[1]程辉.水利工程渠道防渗的意义及防渗技术措施[J].科技与企业, 2012 (11) .
防渗规划论文 篇5
1 灌区工程概况
某灌区受当地山下煤矿过度开采, 导致山上的地下及地表水流失, 农业灌溉及农村生活饮水受到严重的挑战, 同时该渠道工程位于喀斯特地貌上, 岩石具有一定的孔隙和裂隙, 这样就会给流动水资源下渗提供重要途径。该灌区配套干渠2条, 长为11.5km;支渠共6条, 分支渠共9条, 总长达到101.2km, 涉及农业灌溉面积为12.56万亩, 有效灌溉面积为9.88万亩, 总共承担7个乡镇36个行政村的农田灌溉和8.5万人的饮用水供应任务。
2 灌区渠道现存主要问题
2.1 工程老化失修非常严重
工程修建于上世纪六十年代, 在经过近50年的运行, 绝大部分渠道均出现不同程度的老化失修问题, 加上日常运行维护管理措施的不到位以及人为破坏因素 (如:当地煤矿过度开采、农民乱开挖乱引水) 的影响, 造成渠道主干工程及配套工程破损程度较大, 灌溉期间“跑、冒、滴、漏”等不利问题时有发生, 不仅导致灌溉水大量下渗浪费, 降低渠系水使用效率;同时, 大量水下渗到渠道周围的土壤中, 破坏了该区域的地下水环境, 影响农作物的正常生长, 阻碍了农业增产、农民增收和灌区社会经济的可持续稳定发展, 急需对工程进行综合维修或整治。
2.2 灌溉基础设施较差, 田间工程不配套
由于灌区位于喀斯特地貌上, 加上前期设计标准较低、施工质量较差、运行维护管理落实力度较差等技术水平, 在骨干输水系统中渗漏、坍塌、阻塞等不利问题经常出现, 轻则造成大量水资源出现跑水、下渗、漏水等现象, 重则会造成整个灌区供配水网络发生瘫痪, 进而导致每年均有许多农田在灌溉期得不到及时有效的灌溉, 甚至失灌;很多田间工程没有完善配套, 严重影响到灌区有限水资源的合理调度与配置, 导致整个灌溉系统的运行功能和效益得不到正常发挥。相当部分的土地受喀斯特地貌的影响, 其平整度较差, 大水漫灌、串灌等不利现象在灌区时有发生, 水资源浪费和下渗流失问题比较突出。
2.3 热胀冷缩性能使渠道渗漏日趋严重
近年来灌区续建配套与节水改造工程项目的逐步落实实施, 灌区渠道防渗性能得到进一步提高, 但由于灌区冬季严寒、夏季酷热, 由于气象因素引起的热胀冷缩破坏使渠道不同程度出现水平裂缝、龟裂等问题, 加大了渠道下渗量。
3 浆砌石衬砌在渠道防渗加固中的应用
浆砌石衬砌防渗技术可适用于各种断面的渠道形式, 如矩形、梯形、U型等, 其中矩形渠道断面还兼作重力渠堤。浆砌石由于其自身材料和结构耐久性能较为良好, 有些渠道从技术、防渗性能、综合造价等方面考虑, 在阴坡用浆砌石进行衬砌, 而在阳坡用混凝土衬砌, 以提高工程综合防渗性能和经济效益。由于该老灌区原有渠道其施工质量水平参差不齐, 加上喀斯特地貌因素的影响, 为了提高该灌区渠道的综合防渗加固效果, 结合大量渠道防渗工程实践应用经验效果, 决定采用浆砌石防渗加固技术对灌区渠道进行防渗加固改造。
3.1 重力式浆砌石衬砌防渗设计
该渠道原为梯形断面的土渠, 其渠底宽为0.8m~2.2m, 渠墙高为1.0m~2.5m, 从技术、经济等角度进行综合考虑, 决定在原渠道上按照设计尺寸采用浆砌石衬砌进行防渗处理。
依照渠道防渗工程技术规范 (GBT 50600-2010) 中的相关技术指标要求, 灌区从抗渗抗冻、使用年限、以及喀斯特地貌等因素方面进行综合考虑, 决定采用C20W6F50混凝土衬砌。渠底按设计比降进行全面修整后衬砌30cm厚M7.5浆砌石后 (抗冻性能要求满足F50) , 在其面层现浇20cm厚的C20混凝土, 渠道两侧设计为重力式浆砌石挡土墙, 其顶宽为0.5m, 迎水面坡度按1∶0.3进行设计;背水面采用垂直结构;基础深0.7m;墙顶采用现浇C20混凝土进行压顶加固, 宽度为30cm, 厚度为12cm。采用重力式矩形断面防渗结构形式, 有效加强了渠道渠堤的整体稳定性, 其抗冻性、抗冲性也得到大大提高, 同时由于其具有占地少、节约土地资源等优势, 在喀斯特地貌地表平整度较差的区段其防渗处理效果非常良好。
3.2 护坡式浆砌石衬砌防渗设计
干渠两侧均采用浆砌石护坡式, 其垂直厚度为30cm, 迎水面坡度按照1∶1设计施工, 基础深为0.6m, 边坡顶部采用现浇C20混凝土进行压顶处理, 其宽度为30cm, 厚度为12cm。渠底按设计比降进行全面修整后衬砌30cm厚M7.5浆砌石后 (抗冻性能要求满足F50) , 在其面层现浇20cm厚的C20混凝土。干渠两侧采用浆砌石衬砌防渗处理后, 该区段渠系水利用效率得到明显提高。
3.3 伸缩缝设计
以混凝土为防渗层的浆砌石防渗渠道, 按照GBT 50600-2010要求应设置相应伸缩缝。共设计两道伸缩缝:纵向伸缩缝应根据工程实际情况设置在渠墙或边坡与渠底的交界处;横向伸缩缝沿整个渠道横断面贯通浆砌石混凝土衬砌层中, 其间距设计为6m, 伸缩缝设计缝宽为1.5cm, 为全断面伸缩缝, 且要将整个伸缩缝底部全断面用PE底发闭孔泡沫塑胶板进行有效隔离, 其上部设8cm深的PT胶泥进行填缝, 伸缩缝下铺设40cm的宽土工布进行止水处理。
4 结语
该灌区渠道防渗加固节水改造工程在竣工投运已运行约3年, 其防渗节水效果和工程社会经济效益十分明显。对已改造投运的干渠进行选择性测试, 其结果表明输水时间由改造前的2.2h有效缩短到0.6h, 同时干渠渠道水利用系数也由改造前的0.52有效提高到0.93, 渠系水利用系数能够满足渠道防渗加固要求, 灌溉效率得到明显提高, 防渗节水加固效果十分明显。
参考文献
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[4]程亚春.渠道衬砌防渗及抗冻技术在灌区的应用[J].杨凌职业技术学院报, 2012.
防渗规划论文 篇6
1.1 帷幕灌浆钻孔方法
基岩中的帷幕灌浆钻孔采用回转式钻机的钻孔方法。一般有硬质合金钻进、钻粒钻进和金刚石钻进=种方式。根据岩石的硬度、完整性和可钻性的情况采用不同的钻进方式。通常, 在较软的、可钻性在6-7级以下的岩石中采用硬质合金钻进;在7级以上坚硬岩石中, 采用钻粒钻进;在石质坚硬且较完整的岩石中, 多采用金刚石钻进。金刚石钻进不仅施下过程中产生的岩粉少, 而且钻进效率和岩心采取率都比较高, 钻孔方向比较容易得到保障。
帷幕灌浆钻孔的方向主要由施工条件, 裂隙角度和岩层构造来决定。即要便于施工、尽量多的穿过裂隙和有利于帷幕基岩的稳定。最有利的钻孔方向是与裂隙面或岩层面垂直, 这样钻孔才能穿过较多的裂隙或层面, 能节省钻孔数量, 达到好的灌浆效果。随着施工机械和施工技术的快速发展, 钻孔的方向已从原来的乖直孔和斜度不大的孔发展成大斜度钻孔。
1.2 帷幕灌浆冲洗
帷幕灌浆冲洗目的是为了清除裂缝或空洞中所填充的豁土杂质等物。工程中常用的方法为钻孔冲洗和裂隙冲洗。钻孔冲洗:该冲洗是为了将残存在孔底和粘附在孔壁处的岩粉、碎屑等杂质冲出孔外, 以便灌浆液的流入。钻孔冲洗一般分两步进行。首先是在钻孔结束后, 用大量的水或风将孔内的残渣冲洗出来, 残渣以不多于20cm厚为结束标准。然后再对岩石裂缝进行冲洗。裂隙冲洗:裂隙冲洗的目的是用压力水将填充在岩石裂隙或空洞中的松软的、风化的泥质填充物冲出孔外。根据规范要求, 对溶岩、断层、大型破碎带、软弱夹层等地质条件复杂的地段, 以及设计有专门要求的地段, 裂隙冲洗应通过现场试验或己建类似工程经验确定。
2 帷幕灌桨形式、深度、厚度和长度
2.1 帷幕灌桨形式
对工程来说, 帷幕的形式和深度都是直接影响着工程的防渗效果和工程投资。就一般的岩层而言, 越向深部和两岸山体延伸, 岩石的渗透性就越小, 不需要花大的工程量就能达到防渗效果。通常, 帷幕灌浆的形式可以分为封闭式帷幕和悬挂式帷幕。当相对不透水岩层不太远时, 灌浆帷幕便深入该层, 将渗流基本截断, 该形式称为封闭式帷幕。这种形式的帷幕防渗效果好, 如果在条件允许的情况下, 工程一般采取这种形式。在相对不透水层埋藏较深的或分布无规律的坝址区, 帷幕深度没有达到相对不透水岩层的, 称为悬挂式帷幕。该形式通常应用于深厚覆盖层大坝基础处理。当采用这种形式时, 通常要结合其他的防渗措施来处理工程的渗漏问题。
2.2 帷幕厚度和长度
防渗帷幕的厚度主要是由工程的地质条件, 帷幕允许的水力坡降, 大坝基岩的防渗标准和幕体本身的密实性、稳定性来决定的。帷幕深入岸坡内的长度, 同样要根据工程地质条件、水文条件确定, 宜延伸到相对隔水层处或正常蓄水位与地下水位相交处, 与河床部位的帷幕连成整体。根据岩石地基工程灌浆帷幕施工经验, 在一般的裂隙中, 浆液容易灌入, 灌浆厚度可能一排孔就能达到。帷幕厚度可由以下公式进行计算:
帷幕的长度一般根据以下原则考虑:一是帷幕延伸至水库正常高水位与相对不透水层标准范围线在两岸的相交处;二是延伸至水库正常高水位与水库蓄水前两岸的地下水位线相交处。如果缺少资料, 则可根据当地的地质条件和设计的实际情况, 暂定向两岸延伸30~50m, 待大坝蓄水后, 根据观测渗漏情况, 再决定是否延伸帷幕。
3 帷幕灌浆施工
灌浆施工的次序的原则是逐序缩小孔距, 即先疏后密、中间插补的方法逐序施工。其优点是:浆液逐渐加密, 可以促进灌浆帷幕的连续性和完整性;能够逐序升高灌浆压力, 有利于浆液的扩散和提高浆液结石的密实性;可以逐步地、更加准确地探明地质情况, 有利于设计和施工的及时调整;可以减少邻孔的窜灌现象, 便于施工。
3.1 帷幕灌浆施工次序
大坝基岩防渗帷幕通常是由一排孔、两排孔或三排孔构成, 三排孔以上的较少。在基岩内有地下水活动或在有水头压力的情况下, 排序施工可按下面原则进行。
3.1.1 有两排孔组成的帷幕, 先灌下游排, 再灌上游排;
3.1.2 由三排孔或多排孔组成的帷幕, 先灌下游排, 再灌上游排, 最后中间排。在基岩内无地下水活动, 对于两排孔组成的帷幕没有排序的要求, 对于三排孔或多排孔组成的帷幕, 先灌两边排, 最后灌中间排。
3.2 帷幕灌浆施工方法
灌浆方法的选用卞要是根据工程的地质条件, 工程的设计要求及钻孔的情况定的。对于灌浆孔木身来说, 灌浆方法可以分为两类, 一是全孔一次灌浆, 二是全孔分段灌浆。灌浆孔或灌浆段的施工工序一般是:钻孔-冲洗-压水试验-灌浆-封孔。全孔一次灌浆, 就是一次成孔, 一次灌浆。这种灌浆方法比较适合与地质条件良好、岩石较完整、漏水较小的情况。全孔分段法又可分为自上而下分段法、自下而上分段法、综合分段法、孔口封闭自上而下灌浆法。
3.2.1 自上而下分段法。
该方法具体的做法是先做上部第一段的钻孔和灌浆, 然后做下一段钻孔和灌浆, 逐段进行, 直到灌浆完毕。该方法的优点是:一是不会产生绕灌浆塞的反浆现象, 由于灌浆是从上到下, 堵塞了上串裂隙, 增大了强度, 加之灌浆塞安装在灌段的底部, 比较容易将孔隙堵塞严密;二是随着灌浆施工的的深入, 各段的灌浆压力能够逐渐加大;三是计算的干料量准确、压水试验成果准确;四是灌浆的质量比较好。
由于以上优点, 该法适用于岩石破碎、节理、裂隙发育、渗漏严重的地质条件, 广泛运用于当今的水利水电工程中。该方法的缺点是:一是每段灌浆后要有待凝时间, 工期相对较长;二是钻孔和灌浆需交替进行, 工序有交叉, 比较费时;三是容易造成孔斜。
3.2.2 自下而上分段法。
该方法是先将一孔连续钻到设计深度, 然后自下而上逐段进行灌浆。该方法的优点是:一是灌浆段之间不需要待凝, 节省了时间;二是由于该方法将钻孔和灌浆工序分开, 减少了钻灌之间的交叉, 使机械的利用效率和施工速度提高较大。
该方法的缺点是:一是灌浆的压力受到一定的限制;二是孔段裂隙在钻进过程中容易受岩粉堵塞, 影响灌浆质量;三是在岩石破碎、裂隙发育或孔径不均的孔段容易产生灌浆塞卡塞不严, 易产生绕塞反浆现象, 影响灌浆的质量;四是灌浆压水试验和灌后单位注入量数值不很准确。由于以上的优缺点, 该方法主要适用于岩石比较完整、裂隙不很发育、渗透性不是很大的岩石中使用。
3.2.3 综合分段灌浆法。
该方法是以上两种方法的综合。这种方法适用于地质条件比较复杂, 钻孔较深的情况。例如在遇到灌浆孔内有的岩层坚硬完整、透水性较小, 有的则软弱破碎、裂隙发育、透水性较大, 则可以在前段采用自下而上的灌浆方法, 在后段采用自上而下的施工方法。
3.2.4 孔口封闭自上而下灌浆法。
该法就是将孔口封闭器安设在孔口, 自上而下分段钻进, 逐段灌浆并且不待凝的一种分段灌浆方法。该方法的优点是:一是工艺简单, 全部孔段都能自行复灌, 可以减少堵塞不严密的麻烦;二是一个机组可以负责钻孔、灌浆, 钻灌合一, 便于调度;三是不需要待凝, 节省时间;四是钻孔孔径小, 效率高, 成本低, 进度快。
该方法的缺点是:埋入孔口的管子较多, 不易回收, 需要消耗部分钢材;全孔多次复灌, 孔内使用的水泥量较多;各段压水试验和单位注入量的准确性较差。
参考文献
[1]钱伟兴.塑性混凝土防渗墙的应用[J].江苏水利, 2003.