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水利水电工程水工隧洞渗水问题初探

2021/08/11 阅读:

摘要:在水利水电工程施工中,为了满足工程建筑过水要求,需要设计水利水电工程水工隧洞,水工涵洞发挥着重要的作用,但是很多水工涵洞存在渗水问题,威胁到水利水电工程水工隧洞安全性。水工涵洞是水利水电工程重要的一部分,主要发挥着泄洪和引水发电等作用,但是一些水工涵洞存在渗水问题,直接影响到水利水电工程的质量和安全性。本文分析了水利水电工程水工隧洞渗水问题,提出针对性的处理措施,充分发挥出水利水电工程水工隧洞的作用,提高水利水电工程质量。

关键词:水利水电工程;水工隧洞;渗水问题;处理措施

为了提高水利水电工程水工隧洞结构的安全性,很多施工单位选用衬砌技术,但是在衬砌混凝土结构中很容易发生渗漏问题,同时具有季节性特征,在雨季更容易发生渗水问题。发生渗水问题,将会损坏水利水电工程水工隧洞,引发安全事故。因此需要深入分析水利水电工程水工隧洞渗水问题的原因,提出有效的预防措施和处理措施,保障水利水电工程结构稳定性。

1概述水利水电工程水工隧洞渗问题和危害性

1.1渗水问题

结合水利水电工程的条件,在过水建筑物中需要利用隧洞结构,常见的隧洞结构包括导流洞和泄洪洞以及饮水发电洞等。在建成的水利水电工程水工隧洞中很容易发生渗水问题。在衬砌施工中发生的水工隧洞渗漏问题被称作衬砌混凝土结构渗水,常见形式为施工缝渗水和结构缝渗水等。在雨季隧洞具有较多的渗水点,并且雨季具有严重的渗水问题,在枯水季渗水情况相对较轻。在衬砌混凝土结构中发生渗水问题,包括点状渗水和线状渗水以及片状渗水等形式,更多的表现形式为表面沁水,而结构缝和施工缝中经常会发生沿缝间渗水问题【1】。

1.2危险性

1.渗水问题会携带周围的水泥砂浆,如果具有较大的出水量,尤其是发生点状出水和片状出水等问题,将会带出大片水泥砂浆,在混凝土结构中形成排水通道,因此降低渗水部位混凝土的密实性,甚至会形成架空结构,在混凝土结构部位产生冷缝,因此影响到衬砌混凝土结构的完整性。2.完成隧洞衬砌施工之后,隧洞发生渗漏问题,将会钙化淅出混凝土,不断增大涌水通道。投入使用水利水电工程之后,不断钙化淅出混凝土,将会导致钢筋锈蚀,不断增大混凝土内部空洞,影响到结构的稳定性,因此破坏整体结构。3.渗水问题会带出止水带和周围混凝土中的胶凝材料,无法发挥出止水作用,同时会不断恶化缝面渗水问题【2】。4.在隧洞输配水阶段,将会外渗内水,因为输配水工程具有较大的渗漏量,如果情况比较严重,将会影响到边坡和山坡的稳定性,引发严重的安全事故。5.向洞内排泄地下水,从而降低区域地下水,影响到周围居民的正常饮水,甚至会污染饮用水。

2水利水电工程水工隧洞渗水的原因

2.1水工隧洞渗涌水问题

地质作用很容易影响到岩体结构,破坏岩体结构的稳定性,因此发生裂缝和破碎等问题,如果岩体被破坏,将会出现很多的水源。在开挖隧洞的过程中,需要开展爆破工作,因此破坏部分岩体,还会产生排水通道,开始向外排放很多的地下水,进而产生渗涌水问题。在开挖隧洞的过程中,也会发生渗水问题。因为不同地区的地下水分布位置和含量等具有一定的差异性,因此会产生不同程度的裂缝,洞壁渗水主要包括单点型和片状型,如果渗水量比较少,主要呈现出点状,如果渗水量比较大,将会呈现淋水状态和涌水状态,在特殊的地层中还会出现岩溶管道水。在不同季节,渗水量也是不同的,同时会产生明显的变化幅度【3】。

2.2衬砌混凝土设计因素

在水利水电工程水工隧洞衬砌部分主要是利用钢筋混凝土和素混凝土等材料,施工单位需要根据工程特征选择混凝土的防渗等级。合理设置变形缝和施工缝,同时需要将橡胶止水带和铜片止水带等安装在变形缝中,在施工缝中安装橡胶止水带和塑料止水带等。处理隧洞开挖后的洞壁渗水问题,当前很多施工单位单独设置防排水结构,可以减少隧洞渗水问题。但是在水利水电工程中,因为各方面因素的影响,在衬砌设计方案中没有融合渗水处理措施,施工单位通常在浇筑混凝土之前利用导水管排出渗涌水,完成混凝土衬砌工作,利用回填灌浆和固结灌浆方式发挥堵水作用,在实际施工过程中,需要加强监控视功能质量,减少渗水问题【4】。

2.3衬砌后混凝土渗水问题

在衬砌混凝土施工中很容易发生渗水问题,如果没有合理处理埋管引排工作将会引发渗水问题。首先在处理渗涌水的过程中,浇筑工作和钢筋安装工作具有较大的影响,因此影响到定位工作的精确性。其次施工单位不够重视排水工程,最后一些监理人员没有积极承担自身的工作责任,同时需要进一步提高综合素质。新浇混凝土防水性能比较差也会引发渗水问题。如果衬砌混凝土强度不符合标准,不利于发挥出防渗作用,此外在实际施工中没有落实防水措施,没有在合适的位置安放引、排水管,在混凝土浇筑过程中导致排泄工作受到影响,因此增加了压力,同时会流失部分水泥砂浆,如果没有及时处理将会在施工缝部位产生排水通道,不断增加渗水量,导致混凝土结构的稳定性因此受到影响【5】。为了提高水利水电工程水工隧洞的安全性,施工单位提出严格的施工要求,在隧洞防水工作中经常会利用止水条发挥出止水作用。此外在水利水电工程水工隧洞施工阶段,完成浇块施工之后再安装止水条,需要通过人工设置切槽,遇到水之后止水条会膨胀,可以有效封堵施工缝,随后还需开展后浇块施工。但是利用这种施工方法,不利于保障水利水电工程水工隧洞施工效果,因为切槽部位的混凝土需要一定的时间才可以达到工程强度要求,再加上实际施工环境的影响,采取隧洞后退浇筑方式,导致混凝土缺乏凝固期,如果在这时安装止水条,不利于发挥出止水效果。如果止水条无法被固定,开展后浇块施工,将会导致止水条发生位移问题。针对施工中的钢筋,需要通过拼装木方处理,但是将会影响到止水条的平整性。完成隧洞衬砌施工之后将会产生较多的缝隙,单纯利用止水条无法有效预防水利水电工程水工隧洞渗漏问题。

3水利水电工程水工隧洞处理措施和建议

3.1回填和固结灌浆处理技术

在处理衬砌结构渗水问题的过程中,可以利用回填和固结灌浆处理技术。针对渗漏部位,利用灌浆孔封堵隧洞渗漏问题,如果防水效果不符合标准,工作人员需要利用化学灌浆措施,通过调研水利水电工程,发现利用回填和固结灌浆处理方式通常无法预期目标。利用这项技术的过程中,需要合理布置灌浆孔,平均的分布环距,控制间排距在3m以上,在需要设置灌浆孔为梅花形,严格控制孔位偏差,在实际施工中需要利用水泥浆液,在灌浆阶段需要严格控制压力,保障压力处于0.3~0.5Mpa范围内,但是因为灌浆压力控制难度较大,导致堵水效果因此受到影响。在水利水电工程水工隧洞中利用回填灌浆方式将会耗费较高的资金,再加上灌浆施工技术具有较高的施工要求,这项技术具有隐秘性,一些施工单位没有严格监管灌浆施工,同时没有掌灌浆施工技术要点,因此降低了灌浆质量。此外出现片状渗水问题之后,如果利用这种灌浆方法,因为打孔范围比较大,将会导致水利水电工程水工隧洞内衬结构的稳定性受到影响【6】。

3.2处理渗涌水问题的措施

利用回填和固结灌浆方法无法保障完全防渗效果,经过回填和固结灌浆处理措施,仍旧存在渗漏问题,施工单位需要整改施工方案,在施工中明确提出施工变更要求,避免在后续施工中发生渗漏纠纷问题。在水利水电工程水工隧洞施工中,施工单位需要结合渗水特征,如果渗水问题比较严重,施工单位可以利用浆液灌注方式,主要是灌注纯水泥。如果渗漏问题比较轻,施工单位可以选用化学灌浆方法。在处理缝面渗水问题的过程中,为了优化渗水问题,施工单位可以选用钻孔灌浆措施,在渗水裂缝的两侧设置钻孔,最后填筑环氧砂浆。利用化学灌浆方式,可以有效处理少量渗水点,但是整体成本比较高,在处理片状渗水和线状渗水的过程中,将会耗费较多的资金,同时无法彻底解决渗水问题,因此在浇筑水利水电工程水工隧洞衬砌结构之前,就要全面处理洞壁渗水问题,达到显著的效果【7】。

3.3处理大面积渗漏问题

在处理大面积渗漏问题的过程中,需要合理选择防水修补材料,封闭覆盖混凝土的渗透表面。如果混凝土密实度比较差,将会产生大面积渗漏问题,施工单位需要利用水泥灌浆和化学灌浆措施。在处理大面积渗透问题的过程中,需要采取混凝土喷射方式。在实际工作中,导渗工作发挥着重要的作用,首先需要导渗处理衬砌混凝土,其次开展凿孔操作,排除存在的积水,因此降低混凝土压力。可以避免因为渗水问题引发水压破坏的情况。

3.4处理变形缝渗漏问题

如果变形缝的止水结构出现失效情况,将会导致水利水电工程水工隧洞渗漏,施工单位需要合理镶嵌止水密封材料,同时落实化学灌浆和防水片材锚固工作。在嵌缝施工阶段,要注意紧密的粘结凹槽底部的混凝土和密封材料,保障渗漏处理效果【8】。

3.5建议

为了减少水利水电工程水工隧洞渗水问题,提高整体施工质量,设计单位需要重视防排水措施的重要性,结合隧洞渗水问题,设计衬砌混凝土的过程中,提出针对性的处理措施,同时需要结合渗涌水情况开展专项设计工作,有效节省施工资源。在隧洞渗水处理阶段,需要结合防排措施,在隧洞底部安装排水管,在边顶拱部位设置防水板,在下端汇集渗水,最后向排水管中引入水流。为了紧密接触水利水电工程水工隧洞混凝土和围岩,需要保障受力均匀性,处理局部渗水问题的过程中可以设置防水板。在深水部位设置防水布,不会影响到混凝土和围岩的受力性。即使没有设置防水板,发生渗漏问题之后,混凝土无法胶结于基岩。如果水利水电工程水工隧洞建设时间比较短暂,施工单位不能利用膨胀止水条,需要利用橡胶止水带和铜片止水,同时需要采取固定措施,结合缝面止水措施和洞壁防水措施,这样才可以发挥出防水作用。施工单位要注意合理改善有关水利水电工程水工隧洞的设计规范,加强设计防水措施,全面勘察隧洞地质和环境条件,建立科学的衬砌施工方案,有序落实防排水施工,避免因为渗水问题影响到水利水电工程水工隧洞质量。

4结束语

在水利水电工程水工隧洞中很容易发生渗漏问题,因此施工单位需要做好防渗设计和施工工作,在完成衬砌之前处理洞壁渗水问题,综合利用固结灌浆和化学灌浆等措施,优化防渗效果,提高水利水电工程质量。

参考文献

[1]张奇智.玻璃纤维锚杆在水工隧洞工程中的应用与效果评价[J].黑龙江水利科技,2021,49(01):192-194.

[2]何武其,曹生荣,曹小武.水工隧洞素混凝土衬砌的粘钢加固与安全系数提升[J].水电与新能源,2021,35(01):59-64.

[3]罗钊.公路隧道路面防排水装置、渗水病害处理及施工工艺特点分析[J].广西城镇建设,2020(12):113-115.

[4]卢敏.某新建输水隧洞施工中受地下水影响处理措施分析[J].陕西水利,2020(11):171-173.

[5]文韩飞.水工隧洞施工质量隐患及保证施工质量的建议[J].科技创新与应用,2020(35):104-105.

[6]李智奇.长距离水工隧洞施工过程中渗漏水防护技术探讨[J].东北水利水电,2019,37(12):14-16.

[7]张磊.水工隧洞施工需要解决的一些问题与方案研究[J].山西水利科技,2018(01):5-6+14.

[8]胡林林.水工隧洞衬砌混凝土施工缝渗水问题的防治及处理[J].河南建材,2016(06):160-161.

作者:刘文军 单位:甘肃省水利水电工程局有限责任公司

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