土壤固化剂在治理堤坝渗漏中的应用探讨

来源:用户上传      作者:王天华

　　摘  要：对于土壤固化剂来说，其是一种由多种有机、无机材料合成的新型节能类的环保工程材料，主要对各类土壤进行固化。将土壤固化剂应用在提坝渗漏中，不仅能够解决堤坝渗漏的问题，而且也可以降低施工成本，实现环境保护的目的。基于此，该文主要对土壤固化剂在治理堤坝渗漏中的应用进行分析，以供参考。
　　关键词：土壤固化剂  治理  堤坝  渗漏  应用
　　中图分类号：TV44    文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2020）03（c）-0022-02
　　堤防工程是人们用来防御洪水灾害的主要防范措施，对于堤防工程来说，其直接关乎到人们的生命财产安全。一般情况下，传统的水库堤坝防渗处理通常使用套井冲抓回填、水泥浆液帷幕灌浆技术、高压喷射灌浆技术以及土工膜防渗技术等。但是这些技术在使用过程中，通常会受到天气、水位、坝体本身的高度、施工场地等多种因素的影响，从而降低了堤坝的防渗透效果。所以，为了能够更好地提高堤坝的防渗透性能，应该使用土壤固化剂进行堤坝的治理，全面实现低碳环保的施工目的，进一步提高堤坝的防渗效果。
　　1  土壤固化剂的概述
　　1.1 土壤固化剂的实际作用
　　土壤固化剂属于一种由多种有机材料、无机材料组合而成，常用于固化各种土壤，是一种新型的节能环保材料。将其与土壤进行混合，在形成化学反应和物理反应后，改变土壤本身的性质，使土壤中所含有的结晶水、自由水固定好，这样就能够可以降低土壤胶团表面具有的电流，增强电解质的浓度，而后在压力的作用下[1]，将固化土进行稳定与压实处理，这样一来就能够形成一个整体性的结构，同时也能够达到最佳的压密度。
　　在经过土壤固化剂对土壤进行处理后，土壤所具有的密实度、强度、弯沉值以及剪切强度都得到了明显提升，进而更好地提高建筑质量与效果。
　　1.2 土壤固化剂的种类与优势
　　根据土壤固化剂的形态，可以将其分为粉体土壤固化剂和液体土壤固化剂两种;根据土壤固化剂的成分进行分类，可以将其分为矿渣类干粉土壤固化剂、石灰水泥类无机固化剂、有机无机结合类土壤固化剂、有机酶蛋白类土壤固化剂、高聚类离子土壤固化剂[2]。
　　土壤固化剂的主要优势有9点：（1）降低建筑成本，缩短工程周期：相比于其他固化剂，其能够有效地降低建筑成本30%～50%左右，并缩短50%左右的工期;（2）具有高抗压强度：在施工条件不发生改变的情况下，能够增强40%～100%的抗压强度;（3）对水的稳定性强;（4）对冰冻的稳定性比较强;（5）符合节能、环保要求;（6）工艺简单、劳动量需求较少;（7）延长建筑的使用期限，降低建筑后期的维修、养护成本;（8）实用性广泛;（9）使用方便，运输与储存都非常方便[3]。
　　1.3 土壤固化剂的主要应用范围
　　在土壤固化剂的应用范围方面，主要分为6个方面：（1）适用于底基层、各等级道路基层方方面的维修与建设;（2）适用于场地的固化与平整，比如堆货场、运动场以及停车场等;（3）使用土壤固化剂能够避免烧砖;（4）在水利工程施工中，对堤坝进行固化;（5）适用于原生态道路中，比如绿色生态景区、园区、高尔夫球场区、农林牧区等一切有需求的原生态路面场所[4];（6）应用于土壤固化剂墙体，这种墙体的散热性比较慢、温差比较小，而且也不具有很强的防水性能，适用于大棚的墙体建筑中。
　　2  治理堤坝渗漏的主要原则
　　在治理堤坝渗漏时，主要的原则就是需要形成连续化的防渗帷幕。在这其中，帷幕的密实度和厚度必须要充分地满足设计方案的要求，以及提出的允许抗渗坡降要求。在对坝体进行加固时，采用劈裂灌浆是一种最好的加固方法，经过相关实践证明，利用这种方法，不仅可以形成垂直性强、连续性强的防渗帷幕[5]，有效地解决坝体渗透问题，同时也能够通过湿化变形、浆坝互压来调整坝体内部的整体预应力，使浆脉两边中3～5m的土體能够得到有效密实，这样一来就能够有效提高防渗帷幕带。
　　3  堤坝渗漏的主要原因
　　3.1 设计方面存在缺陷
　　早在20世纪50年代、60年代中，我国就已经修建了大量的水利工程，但是因为当时施工环境、技术水平方面的限制，在加上盲目地追求施工速度，很多水利工程都是采用一边勘测、一边设计以及一边施工的方法进行施工建筑，很多建筑工程都没有规范化的图纸进行约束与限制，使整体的工程设计存在缺陷，进而导致堤坝出现渗漏的情况，降低了水利工程建设的质量与效果。
　　3.2 施工方面存在缺陷
　　在施工过程中，不具备有效的施工控制手段与质量监测手段，这样一来也会降低碾压的强度，或者是建筑涂料中多存在比较多的杂质，或者有一些体积比较大的土块，没有进行充分的夯实与压碎处理，同时，如果建筑的层建筑厚度≥40cm[6]，在施工的分段接头位置，无法做出有效的搭接，也容易造成堤坝渗漏情况的发生。除此之外，还有一种比较常见的通病，就是坝体在经过多次增加高度时，新土与老土之间的结合部分往往不能针对其做出有效处理，这样一来也就会导致结合层面中出现分层的情况，最终导致朝向水平方向渗水;在对坝体加高时，防渗体的斜墙与外墙等，其与两侧山坡和坝体之间的结合部没有进行筑嵌槽和其他相关的妥善处理，还有山体、坝体与溢洪道之间的连接部分和导水墙等部分，没有进行有效的截渗或者是防渗处理。
　　3.3 地质方面存在的缺陷
　　因为受到开工期限和施工经费方面的限制，在施工前没有对施工所在地的地质进行勘察，很多水利工程都建设在岩溶地区或者是岩溶覆盖层比较深的地区。在施工过程中，无法对新鲜的基岩进行合理的挖掘[7]。此外，在发现相关施工问题后，无法根据实际的情况，进行帷幕灌浆或者防渗铺盖等处理，这样一开就导致坝后沼泽化或者是坝基渗漏情况的发生。 　　3.4 施工材料方面存在的缺陷
　　在过去修建水利工程时，因为施工材料方面比较匮乏，而为了能够追赶上建筑进度，被迫采用石灰和“土水泥”作为固化的材料，使用凝灰岩、木、陶或者是素混凝土制作成为外放内圆的涵管，将其作为用来防水的设备，但是这部分涵管所具有的强度比较低，抗腐蚀的能力比较差，从而埋下了腐蚀、渗漏等安全隐患。
　　3.5 兽害、蚁害等
　　对于土栖白蚁来说，其具有非常强的隐蔽性、再生性、广布性以及渐进性等，如论是从其入侵、滋生、繁衍进行分析[8]，还是从扩展进行分析，白蚁往往需要8～9年的时间就会对建筑无造成危害，如果不能及时地将其清理，则很有可能在水位持续升高时出现漏水等现象。
　　4  土壤固化剂在治理堤坝渗漏中的应用方法
　　4.1 堤顶道路的防渗处理
　　在水利防洪工程中，堤坝的防汛道路以及路面等基本上都是土质的，进而就出现很多不均匀沉降、承载能力低等问题。而使用土壤固化新材料进行建设，因为在经过强化后，土壤就不具有吸水功能，进而使堤坝硬化，这样一来就能够直接替代傳统的路面结构，实际效果也要比传统的效果好。
　　将土壤固化剂应用在堤坝防渗漏工作中，主要具有3个方面的优势：首先，利用土壤固化剂能够提升施工的进度，在实际的应用中，可以全程进行机械化作用，如果在平地机、路拌机、压路机以及洒水车的共同作业下，能够将施工速度提高到1km/d。其次，使用土壤固化剂能够有效地降低工程成本的投入，因为使用土壤固化剂中使用的土壤可以就地取材，这样一来也就降低了工程施工的投入成本，而且效果也要优于传统的施工效果。最后，土壤固化剂具有非常强的实用性，在水利工程的乡村道路中、堤顶道路以及土坝防汛道路中都有广泛的应用。
　　4.2 堤坝护坡的防渗处理
　　对于现阶段的堤坝护坡的加固施工中，往往需要消耗很多砂石料，这样一来就在一定程度上增加了成本投资。所以，在此类地区中，应该合理地使用土壤固化剂进行防渗处理更加合适。在容易被雨水冲刷和冲蚀的地区，使用土壤固化剂对岸坡进行处理，能够有效地避免水土流失和边坡坍塌情况的发生。在对土壤进行固化后，也能够提高其防渗性能与抗压强度。在实际的施工过程中，使用LZY双向高压混凝土构建成型机，能够将各种土壤进行拌合与挤压，使其能够成为不同规格、不同尺寸的固化预制板，进而将其直接应用在护坡的防渗中。使用高密度双向挤压成型技术，能够有效地提高其强度、抗冻融指标以及抗渗指标。
　　4.3 堤坝垂直的防渗处理
　　有很多堤坝都属于沙基沙坝类型，这种类型的堤坝所具有的密度比较小，且土质比较差，这样一来就会降低了堤基的防渗透性能[7]，最终导致堤坝出现管涌、渗漏以及脱坡等情况。对于土壤固化剂来说，其是一种专门应用在土壤物质中的固化材料，能够应用在各种河沙、土壤以及有机质比较高的淤泥中，从而改变土壤的水性，使其能够从亲水性变为斥水性，这样就不会出现二次泥化的情况，真正地实现土壤固化的效果。结合实际试验结果与理论分析表明，在对堤坝垂直截渗墙的修筑过程中使用土壤固化剂具有更强的抗渗性能与抗压性能，与其他固化材料相比，效果更佳。
　　5  结语
　　综上所述，在堤坝的防渗漏工作中，使用土壤固化剂对其进行加固处理，不仅能够使堤坝的防渗透性能与抗压性能得到有效提升，进而延长堤坝的实际使用期限，实现低碳环保的目的，使施工更加方便、快捷、简单，并降低工程造价，实现多方面共赢。
　　参考文献
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　　[2] 谢同.水利工程施工中堤坝防渗加固技术的运用研究[J].内蒙古水利，2019（9）：48-49.
　　[3] 张慧夫.大型输水工程中管道渗漏问题的研究及防治[J].工程建设与设计，2019（16）：166-167.
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　　[5] 陈健明.试论水利工程中的坝体建筑加固设计技术[J].建材与装饰，2019（23）：316-317.
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　　[7] 潘宇锋.浅析水工建筑裂缝、渗漏的产生原因与预防措施[J].四川水泥，2019（6）：133.
　　[8] 朱小瑞.浅谈水利渠道维护策略与综合管理强化技巧[J].陕西水利，2019（2）：214-215.
　　[9] 梁芬玲.浅析防渗处理施工技术在水利工程中的具体应用[J].城市建设理论研究：电子版，2018（36）：69.
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