丁振剛
(東港市水資源服務中心,遼寧東港 118300)
農業生產發展離不開水資源的供給,因此,農田水利工程建設發揮著至關重要的作用。在農田水利工程的建設實施過程中,堤壩防滲技術水平直接關系到水利工程建設質量。而在堤壩防滲施工中科學合理地運用灌漿技術,則會顯著提升堤壩防滲效果,從整體上提升工程質量。
堤壩滲漏是農業水利工程中的常見問題。堤壩滲漏會破壞正常的農業灌溉工作,同時,堤壩發生長時間的滲漏也會在一定程度上影響堤壩的牢固性,進而對周圍群眾的生命財產安全造成安全隱患。通常情況下,造成堤壩滲漏的原因主要有以下3 方面:1)堤壩在建設過程中施工不到位,不能達到堤壩的建設標準[1];2)堤壩的地基周圍本身含水量較大,地基在長時間的浸泡下逐漸發生松軟,使其在雨季較易發生塌陷;3)堤壩與地基的結合位置處理不當,使得兩者之間彌合不實。對此,農業水利工程堤壩防滲施工需要從滲漏的根本原因著手,注重防滲施工的工程質量,從根本上解決堤壩滲漏的問題。
灌漿技術是農業水利工程堤壩防滲施工中比較常見的防滲技術。灌漿技術在實際應用過程中會涉及不同類型的建筑材料,如水泥、黏土、化學聚合物等。同時,施工過程具有一定的專業性、復雜性和綜合性,且需要結合工程實際情況開展實施。一般情況下,灌漿技術的施工工藝大致包含鉆孔沖洗、水壓試驗、灌漿等。
鉆孔施工需要借助一定的機械設備,常用的有旋挖鉆機、硬質合金鉆頭、金剛石鉆頭等。對于鉆工工藝,鉆頭的選擇至關重要,應與施工流程相吻合。同時,在注漿鉆進過程中,需要重點控制注漿孔的垂直度,這樣能夠使得井壁厚度和力度都更加均勻[2]。此外,在鉆孔作業過程中,還需合理控制鉆進速度,并確保鉆進速度的穩定性,在鉆孔的同時注意觀察鉆孔質量。通常情況下,鉆井的深度大約控制在10 cm 左右。
鉆孔實際施工過程中,不可避免會產生一定的殘余物,如巖石粉等。這就需要對這些殘余物進行必要的清洗去除,以免影響鉆漿作業質量。因此,在鉆孔完畢后,需要重點對孔洞和巖石的裂縫進行清理,常用的清洗方法有壓力水沖洗法。整個沖洗流程需要嚴格按照洗孔的順序來執行,然后再對巖石裂縫進行沖洗[3]。在沖洗作業中,如果沖洗方法不當,很有可能會造成松散巖層裂縫和拉伸變形等異常問題,因此,需結合工程實際情況,選用合適的化學物質加入到沖洗結構中,在提升沖洗效率的同時保證沖洗質量。
壓水試驗是灌漿技術中的重要性能測試。壓水試驗結果能夠為工程施工建設提供重要的參考依據,并在此基礎上,對后續施工內容制定切實有效的施工方案,保證各個施工環節能夠平穩有序的順利開展。對此,壓水試驗應最大程度上保證試驗結果的精準高效。在整個壓水試驗中,其關鍵點在于對巖層單位吸水率進行測定,然后依此為依據,對巖層的滲透性進行合理的把控,確保鉆孔施工中巖層性能能夠滿足實際工程要求。
灌漿一般包含兩種灌漿形式:純壓力灌漿和循環灌漿。灌漿材料一般是指水泥和黏土等建筑材料。純壓力灌漿主要是指將預制漿體通過1根注漿管壓入到鉆孔中,在自然壓力的作用下使漿體逐步擴散到地層的間隔中,使其充滿在整個巖層的空隙中。循環灌漿則是在純壓力灌漿基礎上,利用料漿管灌入到料漿混合缸,使料漿進一步得到混合。循環灌漿工序中包含了多次的灌漿和反灌漿操作,使得漿體呈現一種循環流暢的狀態,其根本目的在于確保巖層整體吸水能力穩定[4]。在灌漿過程中,需要重點關注灌漿壓力。這是因為灌漿壓力能夠直接影響注漿固結的質量及孔壁的防滲性能,同時,灌漿壓力能夠有效控制漿料的滲透擴散半徑,將漿料中過多的水分分離出去,以提升漿料自身的固結密度。當然,灌漿壓力需要控制在合理范圍內,切不可過大,否則會造成孔壁發生裂縫等問題。
劈裂式灌漿技術是通過對堤壩進行加固來預防堤壩的滲漏問題。其施工操作為,根據堤身的彎曲度和豎直度對堤壩鉆孔進行布孔方式的設計,如梅花式或者直線式,然后按照既定的設計對堤壩進行鉆孔。鉆孔完成后開始灌漿。灌漿則是從孔底開始,借助漿液所產生的壓力來將堤身進行劈裂,而漿體則會在其表面逐漸凝結形成一層有效保護層,以有效防止堤壩滲漏。在灌漿過程中要注意堅持少量多次的灌漿原則。
速凝式灌漿技術一般主要應用在堤壩發生嚴重滲漏的情況下,對堤壩進行快速修復。其施工操作需要對管涌的實際位置進行判斷,以進行針對性的鉆孔工作。鉆孔完成后,向孔中注射膨脹劑,并在與水的相互作用下使膨脹劑發生膨脹[5]。然后再向孔中灌入速凝式水泥,這樣管涌的阻力就會顯著增加,降低水流的流速,在一定程度上阻止泥漿的流出。再加上水泥材料是速凝式的,泥漿在很短的時間內就會凝固來堵塞管涌,避免堤身的滲漏。
高壓填充式灌漿技術是堤基灌漿中比較常見的一種灌漿技術。先是結合堤身的實際情況在指定位置進行鉆孔,其孔距與鉆孔深度都需要嚴格按照設計參數來執行,然后采用套管放置到鉆孔中,一直達到填土層,灌入泥漿采用自上而下的方式,這種施工方式下堤身是干燥的。隨著灌漿工序的進行,需要同步將套管逐步提升,直至灌滿,用黃泥漿將孔口密封,實現對堤壩的加固。
灌漿加固技術能夠對壩體和壩身進行有效加固。這種灌漿技術的應用首先需要找到堤壩滲漏的具體位置和滲漏原因。接下來借助漿管進行泥漿的灌入,并進行勾縫處理,提高堤壩自身的防滲性能。
劈裂式灌漿技術是一種常用的堤壩防滲施工技術,具有一定的技術優勢。1)劈裂式灌漿技術是在堤壩軸線方向上形成垂直連續的漿體帷幕,能夠顯著提升堤壩的防滲性能。對于堤壩中存在的局部隆起、冒漿、滑坡等問題具有明顯的處理效果。2)劈裂式灌漿在灌漿過程中能夠對堤壩中的穴洞、裂縫、縫隙等進行全面的填充,大大減少了堤壩中存在的縫隙,使得堤壩自身的密實度顯著增加[6]。3)經過實際施工實踐可以了解到,劈裂式灌漿技術的整體造價相對較低,其經濟效益顯著。4)劈裂式灌漿技術所采用的灌漿設備以鉆孔機和攪灌機械為主,其設備類型比較常見且簡單,可操作性強。施工人員在灌漿規范的指導下和簡單的培訓后,就可以掌握劈裂式灌漿技術,并得到切實的應用。
劈裂式灌漿技術的實際應用過程中,需要重點把控以下3 方面的施工操作注意事項。1)如果灌漿過程中因為某種原因而被迫中斷,就需要對鉆孔進行清洗。待重新開始灌漿時,如果鉆孔不能夠順利吸漿,則需要穿透混凝土層到達基巖來進行掃孔,才可以開始后續的灌漿工作。2)如果灌漿過程中發生串漿現象,則需要將串漿孔中的泥漿排出,待排除干凈后將該孔堵塞,再對灌漿孔進行灌漿工作,以免串漿現象的反復發生。3)在灌漿工作完成后,需要對鉆孔內的污物進行清理去除,待清理干凈后,利用砂漿將鉆孔,密封并抹平,同時,預埋管也需要在相應的位置進行割除[7]。
總體上來說,劈裂式灌漿技術在實施前需要對灌漿進行合理的設計,以確保后續施工能夠順利進行。而在實際灌漿施工過程中,施工單位需要嚴格按照施工設計來操作,并對各個工序的施工質量進行針對性的監測和管理,以確保灌漿施工的工程質量。此外,灌漿施工中還涉及多種工程材料,這就需要對建筑材料質量進行檢測和把控,避免使用不合格的材料。在灌漿施工過程中,應結合實際施工情況做好工程預測,以便能夠及時制定科學有效的解決對策,最大程度上提升灌漿質量。
加強農業水利工程堤壩防滲施工的重視程度,積極采用科學合理的施工技術,提高堤壩的防滲質量,不僅能夠促進堤壩工程在農業水利工程中的積極作用,而且能在一定程度上為人民群眾提供安全保障。因此,相關單位需要加強灌漿技術在農業水利工程防滲施工中的應用,以促進水利工程的可持續發展。