坝基防渗墙

坝基防渗墙（精选8篇）

坝基防渗墙 篇1

水坝的坝基渗漏会使水库的经济效益大为降低, 且水坝底的压力持续增大, 同时可能造成坝基岩土体潜蚀, 使坝基可能出现失稳的现象, 缩短水坝的使用寿命。从实际情况出发, 针对可能出现的水坝坝基渗漏现象, 选用水平防渗和垂直防渗技术对其进行处理, 使水库大坝更好的服务于我们的日常生活和防洪需要。

1坝基渗漏的原理

由于大坝上下游存在水位差, 其压力作用使水坝中的水沿水坝坝基岩土中的裂隙、孔隙和溶洞等孔洞出现向下游渗漏的现象。水坝坝基的渗透量过大会造成水库水的流失, 同时还会产生渗透压力, 对坝基产生不良的作用。所以, 修建大坝时要充分考虑坝基渗漏作用带来的危害, 将其危害降到最低。

坝基渗漏的类型根据水坝岩土的透水性质不同分为三类, 即孔隙性渗漏, 裂隙性渗漏, 管道式渗漏。孔隙性渗漏通常为均匀流, 其渗漏量的大小与土的粒度和渗透系数有关;裂隙性渗漏根据裂隙的不同, 其流态可分为均匀流和脉状流;管道式渗漏的渗漏量与溶洞的尺寸和数量有关。这三种坝基渗漏类型根据坝基的地质结构和岩土分布不同, 可以单独存在, 也可以同时出现。

2坝基的防渗处理措施

2.1水平防渗方法

水坝坝基的水平防渗处理的典型方法是平铺。水平防渗处理法主要适用于分期导流, 围堰低的地形条件。其对地质的要求是开挖深度较小, 断面较宽, 土壤的渗透系数较大, 地下水位较高, 基坑内渗量较大的情况。在施工时水平防渗的施工方法较为简单, 施工材料可以就地取材, 施工的质量容易控制。但是施工工序较多, 临时的施工排水费用较大, 施工受季节影响较大, 可以利用的有效施工时间较短, 导致总工期较长。

2.2垂直防渗方法

水坝坝基的垂直防渗处理的典型方法是灌浆和防渗墙, 其由两部分组成, 即坝基下部的塑性防渗墙及坝基上部的现浇防渗墙两部分。坝基的垂直防渗处理法主要适用于地形平坦, 可全面施工的地形条件。其对地质的要求是坝基面开挖深度要小, 断面较小, 地层机构比较简单, 且地下水位限制较小的情况。在施工时垂直防渗的施工方法较为简单, 不需设临时围堰, 工程的临时花费较小, 施工基本不受季节的影响。

3水坝坝基防渗方法的选择原则

水坝坝基的防渗处理方法大体分为水平防渗法和垂直防渗法, 但是两种方法中又包括很多具体的方法, 这些方法各有优点和不足, 而选用方法是否合理将直接影响到水坝坝基的防渗处理效果。经过查阅相关资料和作者的实际工作经验, 作者认为土水坝坝基的防渗处理方案选择时主要需要从下面几点来考虑:

3.1根据实际的工程资金投入选择

水坝坝基防渗处理方法选择时, 实际资金的投入是一个必须考虑的重要因素。当资金较为充足时, 应选择防渗效果好且可以保证使用年限较长的处理方法, 如高压喷射灌浆、膨润土混凝土防渗墙。例如某水库大坝的坝基防渗采用高压喷射灌浆进行加固, 根据加固过程和完工后的实验结果表明, 该方法防渗效果较好。而在资金投入不足时, 部分防渗要求不高的水坝可以考虑采用粘土充填灌浆的方法进行水坝坝基的防渗处理。

3.2根据水坝坝基实际情况进行选择

不同的水坝坝基的防渗处理方案适用性不同, 其各有各的优点和缺点。在进行水坝坝基的防渗处理的设计和施工中, 应从实际情况出发, 选择合适的防渗处理方法, 使其优点得到充分的发挥。例如:对于土质较均匀的水坝坝基可以选择劈裂灌浆或者高喷灌浆的防渗处理方法对水坝坝基进行防渗加固处理;对于粗砂和卵砾石为主要构成的水坝坝基应采用帷幕灌浆或者高喷灌浆方法对水坝坝基进行防渗加固处理。

3.3根据技术条件进行选择

进行防渗处理方方法选择时应充分考虑所选技术的成熟程度。现在普遍使用的是劈裂灌浆和帷幕灌浆。成熟的水坝坝基防渗处理方法, 由于在以往的设计施工中已经积累了大量的经验, 所以对其施工中的技术难点和关键点都非常了解, 可以在设计和施工中做到有的放矢。

3.4根据施工条件进行选择

进行水库坝基防渗处理方法选择时应将是否施工便利及施工是否会影响水库正常运行这些因素考虑在内。现在常用的劈裂灌浆和帷幕灌浆进行水库坝基防渗处理很多优点。如:坝基防渗施工进行中, 不需要对水库进行放空, 施工不会对水库正常运行造成影响;一年之中除了汛期不能进行施工外, 其他时间均可以进行施工, 使施工的进度安排更加灵活方便;施工占用的场地较小, 征地范围较小。施工不会对外界造成影响, 对环境的危害也较小。

4结论

水库大坝的安全与防洪和人民群众的生命财产及社会的稳定息息相关, 而水坝坝基的防渗处理是水库大坝安全必须考虑的问题。根据相关的资料和作者的实际的工作经验, 作者认为水坝防渗处理时应做到:进行坝基防渗处理方案选择时应从实际情况出发, 综合考虑资金, 防渗效果、施工当地条件的等方面的影响, 选择合适的处理方法。在施工完成后, 要对水坝坝基进行验收检查, 并在使用中定期进行检查维护, 使水库更好的为我们的生产和生活服务。

摘要：水库在农业生产和防洪等方面的作用非常重要。因此水库的安全性一直是我们关注的问题。水库的坝基渗漏常会对水库的使用寿命和安全性造成负面的影响。现在常用的防渗方法主要有灌浆和防渗墙等为代表的垂直防渗和以铺盖等为代表的水平防渗, 通过介绍水平防渗和垂直防渗技术的相关内容及防渗方法选择的原则, 为以后的水库坝基防渗处理提供一定的理论依据。

关键词：水库,坝基,防渗

参考文献

[1]邵永强、高洪祥、赵玉莲.大黑松沟水库防渗设计[J].城市建设:下旬, 2010, (4) .

[2]水工建筑物水泥灌浆施工技术规范.SL62-94[M].北京:中国水利水电出版社, 1994.

[3]李兴军.沙葱滩水库防渗设计[J].甘肃水利水电技术, 2003, (4) .

坝基防渗墙 篇2

关键词：水利工程；坝基防渗施工；重要性

1、引言

在对水利工程施工的过程中，一定要注意坝基防渗施工的质量，如果坝基防渗施工工作做得不到位，就会严重影响到水利工程整体建设的质量，从而对水利工程的使用寿命造成严重的缩减，因此，要合理的应用各种坝基防渗施工手段和技术，以保障坝基防渗施工的质量，从而保障水利工程建设的整体稳定性。

2、案例分析

2.1工程概况

某工程枢纽由大坝、岸边溢洪道、输水建筑物等组成。溢洪道位于大坝左岸，输水建筑物位于大坝右岸。大坝坝型为土质防渗体分区坝，分为土质防渗区和堆石区，两区间为反滤层和过渡层，最大坝高42.50m，坝顶高程662.50m，坝顶长153m，上游坝坡自上而下为1：2.5、2.75，下游坝坡为1：2，土质防渗体下游坡为1：0.45，大坝上游护坡为现浇混凝土块护坡，下游坝坡626高程以下为干砌石护坡，以上为浆砌石条带内植草皮护坡。溢洪道位于大坝左岸，为无闸控制正槽溢洪道，轴线水平投影总长327.3m，由进水渠、控制段、泄槽、消能防冲设施和出水渠5部分组成，堰型为宽顶堰，堰顶高程657.00in，堰宽351TI，消能型式为挑流消能。坝轴线对应位置架设跨溢洪道交通桥，桥面宽4.5m，桥长44m，共分3跨，单跨14nl，上部结构为现浇混凝土板梁结构，下部结构为钢筋混凝土桥墩。

2.2帷幕灌浆

在对该水利工程尽心施工的过程中，需要利用帷幕灌浆对坝基中出现的渗漏问题进行处理，以保障水利工程建设的质量。而在采用帷幕灌浆的时候，需要进行灌浆的工程长度为1865.55m，而对该工程进行钻孔时，钻孔的尺寸为2105.90m。

2.2.1钻孔

成孔处理过程中，主要采用的机械为回旋式地质钻机。在对日常混凝土层进行处理的过程中，主要采用的钻进钻头为针状的合金钻头，岩石层在处理的过程中，采用的钻头通常为金刚石钻头。采用清水对钻头进行清理。钻孔的孔径要注意保持在91mm，而这就要求孔径的开度需要保持在108mm。钻孔采用三序钻进的步骤，以此按照一序、二序、三序的顺序进行钻进工作。在对双排孔进行设置时，需要从上游排入手，在上游排设置完毕后，再对下游排进行处理，在帷幕灌浆的过程中，需要自上而下进行分段式的钻孔工作。注意起始段要设置为2m，而每段之间都需要相隔5-6m，根据实际施工情况的具体要求适当的调整分段间隔长度，然而值得注意的是，无论怎样调整，分段长度都需要控制在10m范围内。

对灌浆孔进行彻底清理之后，才可以进行灌浆工作，并且要注意对灌浆孔进行压水测试，保障灌浆孔所能承受的压力可以达到实际灌浆压力的80%。而在钻孔完成之后，也需要对钻孔进行彻底的清洗，要注意将钻孔内部的杂质厚度控制在20cm以内。

2.2.2灌浆

本工程灌浆使用纯水泥液，采用普通硅酸盐水泥，灌浆用水采用洁净库水，水灰比为5：1、3：1、2：1、1：1、0.8：1和0.5：1。灌浆按分序加密的原则进行，先灌一序孔，后灌二序孔，最后灌三序孔，采用自上而下循环式灌浆法。灌浆段在最大压力下，注入率≤0.4L/min后，继续灌注60min；≤1L/min后，继续灌注90min，可结束灌浆。

2.3边坡锚杆

在对边坡锚杆施工的过程中，需要选用适宜型号的锚杆，然后在选择适当的锚固剂，以便能够对边坡锚杆进行加固处理。然后要严格依据施工设计图纸的相关要求，对边坡锚杆施工的具体位置进行有效的测量放线处理，为了能够清晰的辨认出测量的具体位置，需要采用较为醒目的油漆，例如红色油漆对锚杆的位置进行標注。在位置标注完毕之后，就需要进行钻孔工作，在钻孔的过程中，需要对各个孔洞之间的偏差值做出一定的规定，一般要求钻孔间的偏差不能够超过100mm。在开挖的时候，需要注意开挖面要与锚杆孔轴方向保持垂直状态。通常在施工中，所选用的钻头有两种，一种是70mm的钻头，其钻出的孔径为76mm，一种是38mm的钻头，其钻出的孔径为42mm，两种钻头所钻出的孔洞，其孔径都符合施工的需求，锚杆孔的深度偏差都在50mm以内，满足施工的需求。

在对锚杆进行固定插入的过程中，需要先将一些水泥上将灌注到孔洞中，然后再将锚杆插入到孔洞中，注意在插入时，要不断的对其进行敲打处理，这样可以将孔洞中的水分彻底排除干净。而在水泥砂浆彻底凝固之后，就要避免一起外力因素对其造成影响。

3、施工难点的对策

3.1成槽凿孔之前对大石块预爆处理

按照防身强施工中的具体条件和实际情况。对地层中体积较大的石块要采取适当的措施进行孔内的爆破施工，对于直径超过1米的同时位置又相对比较集中的地方，一定要借助于钻孔机对其进行加密钻孔，这样也就使得防渗墙施工的难度大大降低。

3.2成槽过程中大石块的处理

首先是钻孔爆破施工。如果是深度较小的大石块或者是飘石，就应该采用岩心钻机还要搭配金刚石的钻头，对试块进行钻取之后在孔内对其进行爆破处理，通常爆破过程都是在爆破筒中完成的。其次是聚能爆破。对于一些探头石或者是深度较大的大石块，在试块表面的下方能够设置聚能爆破筒，采用的炸药为乳化炸药，炸药桶的实际规格和装药的实际数量要根据石块自身的深度和提举来确定。

3.3.漏浆处理

砂卵石层架空现象是经常出现的一个问题，造孔的过程中会出现比较明显的漏浆问题，而针对这样的现象要采用的是回填粘土或者是粘土中增加适量片石的材料，同时还要用组那头冲击挤密的方式对漏浆的部位进行有效的处理。

3.4塌孔处理

防渗墙施工的过程中塌孔现象也是比较容易出现的一个问题，对这一问题的处理主要是采用粘土、碎石和二者的混合料填充到槽孔塌孔位置以上的1.5米，然后再根据施工的要求对其进行夯实和挤密处理，塌孔程度比较严重的地方可以采用直升导管法进行回填施工，这样就可以将混凝土推平，以便重新进行造孔施工

4、结语

水库建设中由于受到多方面因素的影响，造成水库坝基渗漏，其中包括地质条件复杂多变，经常遇到地质灾害，水库施工条件复杂，影响水库质量的因素也很多。所以，在坝基防渗漏施工中，一定要具体问题具体分析，充分结合水库所在地的自然环境和地质特点，有针对性的采取防渗措施，才能切实改善水库的病险现状，发挥水库应有的作用，实现经济效益、社会效益、环境效益的多赢。鉴于水库坝基防渗漏施工措施对于我国水利水电事业以及国民经济发展的重要性，因此，本文研究这个课题具有非常重要的现实意义。

参考文献：

[1] 林森.水利工程防渗处理施工技术应用的探析[J].价值工程.2012（03）

[2] 林清淮. 民用渠道防渗施工中的几个重要问题探讨[J]. 科技风. 2013（12）

[3] 陈丽娜. 浅谈水利工程中堤防防渗施工方案的选择[J]. 中小企业管理与科技（中旬刊）. 2014（03）

水库岩石坝基防渗设计 篇3

1 工程简介

某水库大坝坝基截渗采用混凝土防渗墙，截渗范围：坝段为防渗墙桩号0+000～桩号4+5700。本次大坝坝基截渗设计分为两期：第一期防渗墙距坝轴线18.55m处，防渗墙顶高程78.0m，墙顶设高1m的高塑性黏土区，墙厚0.4m，最大墙身高度为31.45m，其中，墙下部为C10混凝土防渗墙，上部为塑性混凝土防渗墙，C10混凝土防渗墙与塑性混凝土防渗墙分界线位于第一层卵砾石层顶高程以上2m；第二期防渗墙轴线位于副坝上游坡，距上游坝肩13m，墙顶高程75.0m～79.0m，墙顶设高lm的高塑性黏土区，墙厚0.4m或0.6m，最大墙身高度为49.50m，其中墙下部为C10混凝土防渗墙，上部为塑性混凝土防渗墙，C10混凝土防渗墙与塑性混凝土防渗墙分界线位于第一层卵砾石层顶高程以上2m。施工平台到墙顶高程79.5m。

2 混凝土防渗墙设计

2.1 混凝土防渗墙厚度确定

混凝土防渗墙厚度取决于其承受的水头、防渗材料、使用年限和投资经济性。另外，槽孔垂直度对防渗墙的有效厚度也有一定的影响。

1）作用水头控制

取混凝土防渗墙允许渗透坡降60，作用水头9.5m，则墙厚15.8cm。

2）强度控制

混凝土防渗墙的应力不大于材料的设计强度，变形应与周围介质相适应。

3）使用年限控制

根据混凝土的耐久性，即混凝土防渗墙的使用年限确定墙体的厚度，一般考虑混凝土渗水使石灰质淋蚀而丧失强度50%所需时间，应不小于50a。应用梯比里斯建筑物与水能科学研究所公式计算。

式中，T为强度损失50%所需的时间，a;L为渗径长度，m;J为水力坡度，J=H/L，其中H为上下游水头差，m;K为渗透系数，m/a;C为水泥用量，kg/m3；α为使强度减低50%时淋洗石灰（CaO）所需的水量，取α=1.54m3/kg～2.20m3/kg；β为安全系数，β=8～12。

经计算，墙厚为40cm或60cm,T均不小于50a。

4）槽孔垂直度控制

目前，造孔不一垂直度控制一般为0.5%，按此计算混凝土防渗墙最深处其单侧偏离轴线最大允许值，由此推出混凝土防渗墙满足搭接厚度的要求所需的墙厚。本工程防渗墙深度在30m～50m，则防渗墙最深处其单侧偏离轴线最大允许值为15m～25cm。满足搭接厚度的要求所需的墙厚为30.8cm～40.8cm。

5）厚度确定

通过以上计算和分析，结合已建工程经验，初步选用的混凝土防渗墙厚见表1所示。

2.2 墙体设计

1）防渗墙桩号0+000～0+800混凝土防渗墙设计

自防渗墙桩号0+000～0+800范围内做长800m的混凝土防渗墙，其轴线位于坝顶上游坡78.0m高程处。墙厚40cm，墙底插入强风化基岩深1.0m，墙顶高程78.0m。基岩至坝基卵砾石层顶部以上2.0m范围内防渗墙为C10混凝土，以保证墙体有足够的抗渗性和耐久性，坝基卵砾石层顶部2.0m以上防渗墙为I型塑性混凝土，以充分适应心墙变形。防渗墙最大深度31.57m。

2）防渗墙号0+800～2+732混凝土防渗墙设计

自防渗墙桩号0+800～2+732范围内做长1932m的混凝土防渗墙，其轴线位于坝顶上游坡79.0m高程处。墙厚分别为60cm、40cm，墙顶高程79.0m。墙底插入强风化基岩深1.0m，如遇全风化层厚超过2m，入岩以全风化层计算不少于2m，如遇弱风化层，入岩以弱风化层计算不少于0.8m。基岩至坝基卵砾石层顶部以上2.0m范围内防渗端为C10混凝土，以保证墙体有足够的抗渗性和耐久性，坝基卵砾石层顶部2.0m以上防渗墙为I型塑性混凝土，以充分适应心墙变形。防渗墙最大深度34.55m。

3）防渗墙号2+732以南混凝土防渗墙设计

自防渗墙桩号2+732～4+570范围内做长1838m的混凝土防渗墙。该段防渗墙中，桩号2+800～3+800墙厚60cm，其他段墙厚40cm，防渗墙材料为II型塑性混凝土，插入强风化基岩深1.0m，如遇全风化层厚超过2m，入岩以全风化层计算不少于2m，如遇弱风化层，入岩以弱风化层计算不少于0.8m。防渗墙最大深度49.5m.墙顶高程79.0m.墙顶设0.2m的黏土保护。

3 防渗墙附属设计

3.1 顶部塑性黏土区设计

为满足防渗需要并改善墙顶周围土、墙体的受力条件，在防渗墙顶部填筑lm厚高塑性黏土，底宽3.2 m，顶部至护坡反滤层。

高塑性黏土应满足以下要求：

渗透系数≤1×10-7cm/s:

压实度≥0.97;

干容重≥16.5kN/m3;

含水量：最优含水量2%范围内。

3.2 观测设计

为了便于了解混凝土防渗墙的工作状态和运行效果，对混凝土防渗墙进行观测设计。

1）应力应变观测，选择两个断面安装应力应变观测设备。0+750、1+700断面各埋设应变计10支，埋设无应力计3支。观测房位于水库管理所内，观测电缆顺坝坡埋设。

2）大坝的渗流监测方面，选择四个断面布置测压管，桩号分别为0+300、0+750、1+700,3+000，每个断面设2根坝体测压管和3根坝基测压管，坝体与坝基测压管顺坝轴线之间距离3.0m。每个断面测点布置，1#,3#测压管位于坝上游侧，距坝顶轴线8m,其余测压管位于大坝下游，4#管距坝顶轴线5.5m,2#、5#管距坝顶轴线22.0m。坝体测压管管底座于坝体壤土底部，距坝基覆盖层0.2m,(1)层壤土、(2)层卵砾石层、(4)层卵砾石层坝基测压管管底座于距该层层顶以下1.5m处。观测房和观测电缆埋设同应力应变观测一起进行。

应变计和测压管埋设后，通过观测房内的观测设备及时进行观测，并对观测资料进行整理和分析，确定混凝土防渗墙的工作状态运行效果。

4 结语

20世纪70年代初期以来，我国在坝基防渗技术及其工程应用方面已有长足的发展，无论是在防渗新材料的研制与开发还是渠道防渗衬砌结构形式方面，以及防渗施工新技术方面均取得了一定的进展。考虑本工程的工程地质和水文地质特点、防渗加固部位和以往的防渗加固经验，经多方案比较，确定了采用混凝土防渗墙和塑性混凝土防渗墙相结合的防渗加固方案，以适应下部承受荷载大上部变形大及防渗的要求。

摘要：结合某水库存在大坝渗漏严重的病险隐患,通过工程特点的分析,研究了塑性混凝土防渗加固的设计理论和施工方法,对类似工程的补强加固有重要的借鉴作用。

关键词：水库大坝,防渗加固,防渗墙

参考文献

[1]骆永发.论水库环境工程地质问题的研究[C]//全国第三次工程地质大会论文选集.成都:成都科技大学出版社,1998(10):38-47.

[2]宋汉周,等.新安江水电站坝基地下水化学成分的成因分析[J].河海大学学报,2007(7):54-60.

[3]马晓辉,等.新安江大坝坝基岩石性状变化研究[J].河海大学学报,2005(4):101-106.

[4]李茂芳,孙钊.大坝基础灌浆[M].北京:中国水利电力出版社,2003.

水工坝基防渗技术探讨 篇4

1 高压喷射防渗墙

高压喷射防渗墙工艺是高压射流冲击搅动坝基覆盖层, 同时在坝基灌入水泥浆, 使浆液和被灌地层土的颗粒掺混, 形成防渗墙。近些年来, 我国科技人员在大量实践的基础上进行了大粒径的底层高喷技术施工, 在很多工程中进行推广, 取得了良好的效果。在大粒径地层采用高喷灌浆的技术进行防渗施工加固, 为达到优质、高速、经济完成任务, 同时应采取综合技术, 其中利用潜孔锤套管跟进造孔就是解决大粒径底层形成孔德很好的技术。此种方法优选选用适合适宜的施工设备, 从而解决了大粒径再地层中的造孔难问题, 充填级配料也是防止大空隙底层高喷漏浆的必要措施之一。工程中, 对于提高工效, 减少材料的浪费, 降低工程造价, 提高成墙质量等, 都有很显著的效果;高压喷射砂浆技术采用大功率泥浆泵这样大幅度的提高了射流破坏底层的能力, 同时喷入地层中的泥浆还可有效防止大粒径地层中的成墙质量低以及防渗性能差能缺陷;保证了灌入底层浆液充分得到固结。

2 混凝土防渗墙

自二十世纪六十年代就发展起来的混凝土防渗墙技术, 是一种垂直防渗技术, 如今已经成为粒状地层主要防渗的手段, 其不光用于永久性的地基防渗, 而且对正在渗漏的危坝堤进行防渗处理。这种方案的有点是墙段之间结合紧密, 安全可靠, 而且能有效地控制墙厚。现在, 关于防渗墙施工技术出现了很多造孔、造墙新技术, 墙体材料方面, 有普通混凝土材料、塑性混凝土、自凝灰浆、钢筋混凝土、固化灰浆等。

3 自凝灰浆防渗墙

自凝灰浆防渗墙就是在以往塑性混凝土墙的基础上发展起来的, 是使用膨润土、水泥并掺入少量的缓凝剂而制成的“自凝灰浆”, 其在凝固前可以作为造孔的固壁泥浆, 等完工后可自行凝固, 从而形成墙体起防渗补强作用。此项技术再法国、美国等国家已经普遍应用, 在我国尚属起步阶段。

4 垂直铺塑

垂直铺塑就是利用链斗式挖槽机, 通过链条以及链斗连续的挖掘出渣, 从而形成连续的槽孔, 利用泥浆固壁, 等成槽后就铺设防渗薄膜, 回填上粘土, 施工中挖槽的深度一般都大于1.5米, 槽宽一般在15到30厘米, 如果采用砂壤土层工效会比较高。

5 帷幕灌浆

帷幕灌浆就是把一定得配合比且具有流动性、胶凝性的浆液, 通过钻孔直接压入岩层的裂隙中, 经过胶结硬化后提高了岩基的强度, 从而改善了岩基的抗渗性和整体性。目前, 我国工程中通常采用空口封闭灌浆法, 在小浪底工程、二滩等水利工程中, 国际上的先进的施工技术如GIN灌浆法、自下而上纯压式灌浆法等引进我国, 使得我国灌浆技术得到了很大发展。GIN法灌浆其自动考虑了岩体的地质条件的实际不规则性, 使沿帷幕体的总体注入浆量合理的分布, 此种方法再欧美应用较多, 而且效果也不错。我国曾在三峡等水利工程里进行过灌浆实验, 在黄河小浪底工程中提出了以空口封闭法作为基础, 成功嫁接了GIN法, 在两者中取其优点, 从而取得了很好的效果。

6 水泥土搅拌桩防渗墙

水泥浆经过搅拌桩机喷入土体并搅拌, 使水泥和土体混合, 经过水泥的水化、水解以及离子交换等一系列的反应, 硬结成为墙, 在1999年长江堤防防渗工程中曾被广泛运用, 总共造墙9.8万平方米, 占总的墙面积百分之六十九。这种方法的优点是造价低、设备轻便、墙厚为25~30cm时, 在深度15m范围之内墙体的完整性比较好, 用于细粒料的土砂层以及少量砾石的砂砾石层。

7 淤泥固堤防渗

淤泥固堤防渗一般是就堤身防渗来讲的, 此种方案就是利用水力充填法, 用机械将河道中的泥沙运输到背水侧的堤坡之上, 待排水固结后就形成淤背土体, 加大了堤身的断面, 这就是所说的“超级堤防”。此种方法与截渗墙的作用大致相同, 但是施工措施却相差很大, 淤泥固堤防渗与堤基的压盖相结合使用, 一方面加固了堤防也降低了浸润线在堤坝上的出逸点同时, 保证了大堤的安全, 防止堤基的管涌发生, 对河道也起到了一定得清淤作用, 同时也改善了河道的生态环境, 长远来看, 淤泥固堤防渗是一种比较有效理想的防渗加固方案。此种方案的不足是, 占地多、投资大、工期较长, 职工中的渗水、排水对附近农田的影响较大。

8 防渗措施选用的原则

在坝基防渗加固过程中, 其防渗措施选用主要取决于下面几个方面。

8.1 功能性

功能性主要是考虑工程的条件和性质, 尽可能做到事前预防的原则, 坝基的渗流控制要统一考虑, 分别确定出几种防渗方案以及防渗墙的不同技术, 以满足工程防渗墙的要求。

8.2 实施性

各种方案的工程规模、技术指标以及各种参数, 在当前的施工技术水平下世可行的。

8.3 经济性

确定方案经过技术经济比较以及投入产出分析, 同时在满足工程功能使用需求的前提下, 工程的相关费用较低, 预算合理, 建设方能够承受。坝基防渗工程建成后, 相关维护费用应较低。

8.4 环境以及安全性

工程建设过程中应尽量避免环境污染, 或者使环境污染减少到最低程度;保障堤防工程结构与相邻建筑物的使用安全, 确保施工人员的安全, 应做到尽可能不阻碍坝基内外地地下水的循环。

9 总结语

现如今, 工程中各种新的截渗方法不断出现, 各种施工工艺正朝着效率更高、深度更广、适应性更强的方向发展。水利工程由于其复杂的地质条件、种类繁多的筑坝材料以及多种工况, 就决定了渗流方面的不同性, 实际工程中, 应针对不同的地质条件、设计水头、坝体材料等, 从经济、安全、工效、可行性方面进行全面的分析, 确定适合本工程的防渗价格方案, 而其也要通过实验获得相关施工参数, 以保证工程的质量以及安全。

参考文献

[1]郑文魁.厚中粗砂层中多轴深层搅拌防渗墙的施工[J].水利科技与经济, 2007, 13 (9) :693-695.

竹银水库主坝坝基防渗方案设计 篇5

竹银水库坝址位于珠海市斗门区六乡镇, 水库主要建筑物包括一座主坝、两座副坝、一座溢洪道, 主坝位于库区北端马墩村的东北侧, 坝型为土石分区坝, 最大坝高66 m。

主坝坝基存在厚4.25~14.3 m的软土层, 其含水量高, 压缩性大, 抗剪强度低, 承载力低, 存在压缩变形、抗滑稳定及震陷等问题, 其下的游泥质粉细砂层亦存在震动液化问题。两岸及谷中的基岩风化层渗透性多为中透水, 局部需进行帷幕灌浆处理。

二、坝基防渗方案设计

1. 原防渗方案

坝基将淤泥质粘土层和含泥中细砂全部挖除, 利用全风化层或残坡积层作持力层, 坝基主要为砂岩, 局部强风化带和弱风化带透水性中等, 透水率较高, 坝基防渗采用截水槽与帷幕灌浆相结合。为防止齿槽与基岩接触面集中渗漏和接触冲刷, 保证齿槽地基的帷幕灌浆效果, 在齿槽底部地基表面浇筑1.5 m厚混凝土作为压浆板。

帷幕灌浆为单排, 孔距2 m, 帷幕上下游各设1排固结灌浆孔, 孔深5 m, 孔距3 m。帷幕深入相对隔水层 (q≤3~5 Lu) 以下5 m, 坝肩帷幕伸入两岸正常蓄水位与地下水位相交处或与相对不透水层在两岸的相交处。

2. 技术要求

(1) 基础灌浆按先固结后帷幕的顺序进行。

(2) 固结灌浆孔孔深 (压浆板底算, 垂直方向) 5.0 m, 灌浆采用孔内循环法, 全孔一次灌浆。按二序孔分序加密进行, 第一序先灌上游侧的单号和下游侧的双号孔, 第二序加密余下的孔。

(3) 帷幕灌浆孔采用自上而下分段灌浆的“孔口封闭灌浆法”进行施工。进行帷幕灌浆时混凝土与基岩接触段先行单独灌浆, 待凝后进行以下各段的钻孔灌浆工作。灌浆塞塞在已灌段段底以上0.5 m处, 以防漏灌;采用自上而下分段灌浆时, 孔口无涌水的孔段在灌浆结束后可不待凝;但是断层破碎带软弱夹层等地质条件复杂的地区则宜待凝。

(4) 帷幕灌浆采用孔内循环法灌浆。采用循环式灌浆时, 其射浆管距离孔底不宜大于50 cm。每一个灌浆段的长度除第一段采用1~2 m, 其余段长采用5 m。每一段允许误差不大于20 cm。

(5) 帷幕灌浆压力:第一段 (1~2 m) 采用0.4 MPa, 以后每增加一段5 m, 灌浆压力增加0.1 MPa。初始灌浆压力可根据现场地质条件予以适当调整。

(6) 灌浆压力表安装在孔口回浆管路上。压力读数以压力表指针摆动的为准。压力表指针摆动的范围应小于灌浆压力的20%。

(7) 帷幕灌浆按三序孔施工:一序孔灌0、4、8等4的倍数号孔;二序孔灌2、6、10等双号孔;三序灌单数号孔;在帷幕灌浆前序排的一序孔中布置先导孔, 先导孔孔号为0、8、16等8的倍数。

(8) 帷幕灌浆宜采用自上而下分段循环式灌浆法, 灌浆深度以相对不透水层线q≤3 Lu控制, 帷幕底部伸入3 Lu线以下。

3. 坝基防渗方案调整

本工程由于移民征地等原因工期延迟, 施工工序发生较大变化, 基坑填筑大多发生在雨季, 含粘粒较高的土料在雨季填筑质量难以控制, 工效较慢, 若在汛期坝基填筑不能尽快至地面, 将形成坝基积水坑, 填筑质量和工期均难以控制。为确保工程度汛安全, 本工程对坝基防渗方案及坝基填料分区做出了调整。坝基防渗调整方案为:取消河床部位截水槽、压浆板及固结灌浆。基坑开挖完成后即进行坝体防渗料填筑, 在主汛前防渗体填出地面, 以免基坑被淹。在主坝坝轴线上游坝体填筑至3.0 m高程时, 以此为灌浆平台进行帷幕灌浆, 灌浆布孔和帷幕底高程按原设计执行。坝基帷幕灌浆期间可同时进行两侧坝体填筑, 节省工期。

主坝坝基在没有混凝土盖重的条件下施工, 这种施工工艺常见于土坝除险加固工程坝基帷幕灌浆, 该工艺具有自身的特点, 在设计和施工中需加以注意。

(1) 特别加强土岩接触段2.0 m范围灌浆的工艺工序和相关参数的监控, 严格控制I序孔的开灌压力为0.2~0.25 MPa。

(2) 在3.0 m高程土层钻孔时采用套管保护, 管径φ110 mm, 入岩2.0~3.0 m。

(3) 在土岩接触段2.0~3.0 m层完成灌浆后, 镶铸孔口管, 待凝3天以上。

(4) 接触段施工完成后, 并进行压水试验, 确保形成2 m厚的压浆层。以下各段采用“自上而下, 孔口封闭灌浆”的施工工艺:采用孔口封闭, 自上而下分段灌浆;上段灌浆结束后不待凝, 立即进行下段钻灌, 浆液在孔内随着压力的增加反复循环灌注, 经复灌挤压, 密实后形成防渗幕体。

(5) 幕底高程一般不低于设计高程, 透水率控制不超过5.0 Lu范围。强风化岩和弱风化岩层为坝基帷幕灌浆的主要层位。

(6) 完成灌浆后套管分层注浆, 封孔分层上拔, 严格控制拔管工序, 确保了封孔质量。

(7) 河床基础帷幕灌浆左、右岸边界均向外扩1孔, 使其与左、右岸压浆板灌浆孔形成搭接。

4. 调整的防渗方案优缺点

基岩的灌浆效果及是否抬裂主要与岩石本身的工程地质条件和灌浆压力有关, 而与有无混凝土盖重关系不明显。混凝土盖重板阻止水力压裂和控制抬动是有限的, 并且发生抬动后处理是很困难的。混凝土盖重所起的主要作用都是嵌缝堵漏, 约束岩面表面裂隙张开。与混凝土盖重灌浆的原防渗方案比较, 调整后的无混凝土盖重灌浆防渗方案有如下优缺点。

主要优点:

(1) 解决了填筑与灌浆相互干扰的矛盾, 加快施工进度;

(2) 避免了有混凝土盖重灌浆盖板的抬动与处理困难;

(3) 避免了有混凝土盖重灌浆盖板混凝土层面长时间暴露而产生温度裂缝;

(4) 易于观察岩石表面的串、冒浆等问题, 便于及时处理;

(5) 不占用工程直线工期。

主要缺点:

(1) 由于岩石表面无盖重, 不能采用大的灌浆压力, 致使一部分需要较大压力才能灌浆的细小闭合裂隙, 没有得到很好的灌注;

(2) 在裂隙发育地段, 易产生冒浆、串浆尤其是周边孔段, 需采取一些封堵措施才能完成灌浆工作。

三、结语

竹银水库主坝坝基防渗处理采用混凝土盖重和无混凝土盖重进行灌浆, 两种灌浆方式均满足设计防渗要求, 而无混凝土盖重灌浆综合考虑优于有混凝土盖重灌浆, 因此大范围地进行无混凝土盖重固结灌浆在技术上是可行的。但还需要制定具体的施工技术要求。根据建基岩面的工程地质情况, 动态优化灌浆是一项省钱、省时又能获得良好灌浆效果的工作, 是十分必要的。

摘要：本文介绍珠海市竹银水库主坝坝基防渗方案设计, 为坝基防渗处理积累经验及提供借鉴。

关键词：竹银水库,坝基,防渗方案

参考文献

[1]曹国照, 卢肇钧.地基处理手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 1994.

[2]SL 62-94, 水工建筑物水泥灌浆施工技术规范[S].

[3]SDL 218-84, 碾压式土石坝设计规范[S].

坝基防渗墙 篇6

1 目前水库存在的问题

1.1 主坝存在的问题

丁家二沟水库建于1997年, 由于当初设计施工缺陷及多年来自然破坏, 坝体存在诸多问题:土坝施工由于缺乏有效的质量控制及监测手段, 施工质量较差, 坝体内存在较大的裂隙和孔洞, 坝体沉降变形较明显, 坝顶不平整, 坝轴各部位坝顶宽、窄不一, 前后坝坡受雨水的冲蚀严重;当时施工时, 坝基仅开挖了一道结合槽进行防渗处理, 对坝基处的砂砾石层未作彻底挖除及其它防渗处理, 导致坝基渗漏非常严重;现状坝高满足不了规范规定的防洪要求。

1.2 建筑物存在的问题

1.2.1 泄洪建筑物。

泄洪建筑物溢洪道位于右岸上游, 进口距大坝坝轴0.8 km, 为开敞式河岸溢洪道, 梯形断面土渠, 底宽19.3m, 边坡1:0.75, 溢洪道全断面为土渠, 没有任何砌护防护措施, 受水流冲刷破坏严重, 局部出现严重坍塌。陡坡出口没有抗冲消能设施。

1.2.2 放水建筑物。

卧管结构为钢筋混凝土整体现浇结构, 现卧管表观质量较好, 局部混凝土已剥落, 卧管顶放水孔大部分孔塞丢失;涵洞为钢筋砼方涵, 涵洞内淤积严重, 涵洞过水断面受水蚀破损严重;明渠及陡坡为梯形断面, 局部砌护砼板及浆砌石破坏脱落。

1.3 基础设施存在的问题

丁家二沟水库的勘测、设计资料几乎为空白, 从建库至今没有购置任何的观测及监测设备, 主坝没有渗流和沉陷、位移观测设施, 无法对主坝进行监测;缺乏必要的工情观测设施及水、雨情监测设施对该水库流域内的降水、洪量及泥沙等没有任何记录资料, 缺乏科学合理的管理运营制度导致库区淤积及输水渠道淤塞严重、水库经济效益低下。

2 坝基、坝体防渗墙的设计对策

根据地质钻探资料, 在土坝桩号范围0+080-0+680段, 坝体填土以下连续分布有第四系上更新统冲洪积层 (Q42apl) 角砾, 厚度6.7m-13.0m, 当初填筑土坝时未进行防渗处理, 是造成坝基渗漏的主要原因;土工试验资料表明, 原坝体碾压不均匀, 填土干容重偏小, 土料粘粒含量偏低, 坝体渗透系数2.7E-3~1.3E-4cm/s偏大, 均不符合规范要求, 现坝体质量差, 为保证加高土坝以后坝体的安全运行, 设计对现坝体上游坡采用铺设土工膜防渗, 同时结合坝基防渗沿现坝轴布设塑性混凝土防渗墙进行加固处理。

2.1 坝基防渗形式

根据《碾压式土石坝设计规范》 (SL-2001) 规定, 对砂砾石坝基渗流控制的形式中垂直防渗能可靠有效的截断渗透水流, 在技术条件可能而又经济合理时应优先采用, 故本工程采用垂直防渗。垂直防渗主要有三种措施, 分别是明挖回填截水槽、混凝土防渗墙和灌浆帷幕, 当砂砾石层深度在15m以内, 宜采用明挖回填粘土截水槽, 砂砾石层深度在80m以内, 可采用混凝土防渗墙, 砂砾石层很深时, 可采用灌浆帷幕。本工程砂砾石厚度加上淤泥厚度总厚度为25.7~32m, 宜选用混凝土防渗墙防渗。

2.2 防渗墙范围

根据地质资料, 在土坝桩号范围0+080-0+680段, 坝体填土以下连续分布有第四系上更新统冲洪积层 (Q42apl) 角砾, 厚度6.7m-13.0m, 坝轴地质钻孔在ZK07 (桩号0+128) ~ZK12 (桩号0+628) 段之间坝基明显分布有角砾层, 在钻孔ZK06及ZK13处未发现角砾层, 在ZK07~ZK07、ZK12~ZK13间没有加密钻探, 砂砾层尖灭点难以准确确定, 为确保防渗效果及防渗安全, 设计防渗墙范围为坝轴桩号0+030 (ZK06) 至0+730 (ZK13) 段, 长700m。

2.3 防渗墙设计

防渗墙厚度应满足墙体抗渗性、耐久性、满足墙体应力及变形的要求, 同时还应考虑到地质情况及施工设备等因素。

2.3.1 防渗墙厚度

根据防渗墙允许渗透比降确定墙体厚度, 参考有关资料, 防渗墙厚度按照下式计算:T=H/J

式中:T-防渗墙厚度 (m) ;H-防渗墙承受的水头 (m) ;J-渗透梯度。

根据已建成的混凝土防渗墙统计及参照《碾压式土石坝设计规范》 (SL274-2001) 规定, 混凝土防渗墙的一般允许渗透比降J=80~100, 而塑性混凝土防渗墙允许渗透比降要小一些, 从安全考虑, 设计选用允许渗透比降为80。

作用在防渗墙上的最大水头差主要是考虑截引后防渗墙前后的水位差, 由于校核洪水及设计洪水历时较短, 难于形式稳定渗流, 故墙前水头按设计淤泥面高程考虑为23.3m, 计算的墙后水头为1m, 防渗墙承受的水头为22.3m, 将各值带入上式求得防渗墙厚度为0.40m。

2.3.2 防渗墙布置

为了方便施工并结合坝体防渗, 防渗墙布置于现状坝顶轴线处, 根据地质钻探资料, 设计防渗墙范围为现状坝轴桩号0+030 (ZK07) 至0+730 (ZK13) , 防渗墙面积2.41万m2。

2.3.3 防渗墙材料

塑性混凝土墙实际就是降低了标号的粘性混凝土, 是由石子、砂子、水、水泥、膨润土和粘土等组成, 只不过水泥用量少, 粘土用量多而已。它的抗压强度2~5Mpa (28d) , 弹性模量500~1500Mpa。国外上世纪五六十年代就开始使用塑性混凝土防渗墙, 国内则进入八十年代开始使用, 国内许多的大中型水利工程防渗墙均使用了塑性混凝土防渗墙, 北京十三陵抽水蓄能电站使用了4万多平米的塑性混凝土, 在目前国内是最多的。

塑性混凝土具有弹性模量低, 适应变形能力强, 极限应变大, 抗渗性好, 以及具有良好的和易性和较长的终凝时间, 易于水下混凝土浇筑等优点。同时具有强度低, 变形能力大, 便于防渗墙槽孔接头施工和保证施工质量。

鉴于上述特点, 本工程设计采用塑性混凝土防渗墙, 使墙体和地基具有相同 (近) 的变形模量, 这样就能避免或大大降低两者之间的不均匀沉降, 使墙体承受的外荷载大大减小, 同时仍具有必要的强度和抗渗性。塑性混凝土防渗墙的设计指标为:28d弹性模量800~1000mpa, 抗压强度≥2.5mpa, 渗透系数< (1~9) ×10-8cm/s, 配合比为水泥:粘土:水:砂子:石子 (5~200mm) :木钙=160kg:80kg:260kg:848kg:848kg:0.66kg, 粘土的塑性指数大于14%, 有机物含量小于1%。鉴于地下水SO42-含量极高, 故材料中水泥采用高抗水泥。

2.3.4 防渗墙施工

槽孔开挖采用冲击钻配合液压抓斗机成槽施工, 按单个槽段长

坝基防渗墙 篇7

千山水库位于南陵县长江一级支流漳河上, 始建于1959年, 1960年建成蓄水, 是一座以防洪、灌溉为主, 同时兼顾城镇供水等综合利用的国家重点小 (二) 型水库。水库集水面积5.75km2, 死库容6.1万m3, 兴利库容31万m3, 总库容70万m3, 设计灌溉农田面积2800亩。京福高铁穿库区而过, 其下游有省道南 (陵) 铜 (陵) 公路、县道南丫公路等基础设施, 同时保护工山镇戴汇街道及其下游村庄0.52万人, 0.55万亩农田, 承担2500人的居民饮用水供水水源, 其地理位置十分重要。

水库初建是为了解决下游1500多人饮用水和2000亩农田灌溉用水而组织实施, 当时由于受资金限制, 设计标准低, 大坝清基不彻底, 后期4次加固也是“边勘测, 边设计、边施工”, 未采取有效的防渗措施, 坝后常年积水, 渗漏严重。

水库大坝坝顶高程124.0m, 坝长204m, 最大坝高16.6m, 为确保大坝稳定和减少渗漏水量, 通过历年加固, 坝顶宽达8~20m不等, 迎水坡比1:3.2, 背水坡比1:30~1:4.5。

2 坝基坝体渗漏原因

大坝基岩为三叠纪 (T) 石英质细砂岩, 节理发育, 方向紊乱无规则, 地质勘探揭示, 坝基建于残积卵砾石夹砂壤土上, 局部卵砾含量集中, 占20~30%左右, 厚3~4m, 卵砾直径多为2~5cm, 经压注水试验, 其渗透系数达K=2.0×10-4~7.2×10-4 (cm/s) , 属中等透水。

大坝坝体填筑以砂壤土夹砾石为主, 局部为重粉质壤土, 碎砾石含量不均, 下部呈稍密状, 上部呈松散状。渗透系数为K=3.9×10-4~8.2×10-4 (cm/s) , 也属中等透水。

3 坝基防渗加固

大坝防洪标准的洪水重现期采用设计洪水为20年一遇, 校核标准为200年一遇。渗流计算方法采用河海大学工程力学研究所开发的Auto BANK水工结构分析系统对坝体渗流进行分析, 成果如表1。

经安全复核, 坝体及坝基的渗流浸润线位置较高, 高程115.86m以下的渗透出段无疑将有遭受渗透破坏的危险, 且渗流量较大危及大坝安全。通过防渗加固方案比较, 最后拟定大坝上游坝基采用高压摆喷水泥防渗墙进行截渗, 坝体采用粘土斜墙加复合土工膜, 从而减少水库渗流量, 降低下游出逸点高程, 确保大坝抗渗稳定。

高喷心墙利用高压喷射流破坏原土层结构, 同时灌入水泥浆或混合浆液形成新凝结体, 借以达到加固地基佬防渗透目的。根据本工程坝高较小的特点, 采用摆喷较合适, 采用双喷嘴单墙直线连接, 此形式连接可靠, 结构稳定性好。

注:坝后地面高程108.0m。

设计参数:坝基防渗采用在上游坝脚防渗利用高压摆喷水泥防渗墙截渗, 孔间距为1.2m, 摆喷角度30°, 摆喷与轴线方向夹角15°, 搭接处有效厚度不小于0.2m, 防渗墙墙底深入坝基基岩弱风层内1.0m。

灌浆方法:高压摆喷灌浆方法按三重管法, 分两序施工, 每序孔间距均为2.4m。Ⅰ、Ⅱ序孔的喷射间隔时间不超过3d, 施工期间, 水库尽可能放空。

3.1 施工工艺及技术要求

(1) 钻孔。钻孔顺序应依据有利于高喷成墙和方便施工的原则安排, 开孔孔位偏差要求不大于2cm, 要求单孔孔斜率不大于0.3%, 相邻两孔的相对孔斜率综合值不大于0.6%, 钻孔的有效深度应超过设计墙底深度至少0.3m。施工时应选取部分Ⅰ序高喷孔作为先导孔, 采取芯样, 核对地层, 需要时可作动力触探试验。钻进暂停或终孔待喷时, 孔口应加盖保护, 若时间较长应采取泥浆固壁等措施防止塌孔。

(2) 泥浆固壁。钻孔固壁可采用膨润土或粘土泥浆, 其材料和浆液性能指标应满足下列要求: (1) 粘土料宜选择粘粒含量大于50%、塑性指数大于20、含砂量指数大于5%、二氧化硅与三氧化二铝含量的比值为3~4的粘土; (2) 膨润土品料的品质应符合SY5060-85的规定, 配制浆液的水质应符合JGJ63-89规定; (2) 新制膨润土泥浆或粘土泥浆性能指标, 应符合SL174-96相关规定。

(3) 灌浆材料及制浆技术要求。 (1) 水泥可采取32.5级硅酸盐水泥 (如有特殊要求时, 可在各种外加剂的掺量应符合DL/T5100-1999的有关规定, 其掺量应通过试验确定, 其中:掺合物膨润土质量标准符合SY/T5060-1992, 粘土塑性指数不宜小于14, 砂宜为质地坚硬的天然砂或人工砂, 最大粒径不宜大于2mm; (2) 高压喷射灌浆浆液的水灰比可为1:1~0.6:1 (密度约1.5~1.7g/cm3) ; (3) 浆液搅拌时间:如使用高速搅拌机, 应不小于30s, 使用普通搅拌机, 应不小于90s; (4) 浆液存放时间:水泥浆自制备至用完的时间不允许超过4h, 使用过程中, 应每隔15~30min定时检查浆液密度, 当浆液密度与规定值的误差超过0.1g/cm3时, 应立即停止高喷作业, 重新调整浆液的水灰比; (5) 当地下水流动性较大时, 为提高墙体的抗渗性能, 可在水泥浆液中加入2~4%水泥重量的氯化钙或水玻璃或三乙醇胺等速凝剂。

(4) 高压摆喷灌浆。 (1) 摆喷灌浆主要灌浆工艺参数:水压35~40MPa, 流量70~80l/min;气压0.7MPa, 风量1~1.5m3/s;浆压0.5~1MPa, 浆量80~85l/min;喷射管提升速度10cm/min;喷射管摆动速度14次/min;摆动角度30~40°;摆喷与轴线方向夹角15~20°;实际施工时采用的参数应通过试验确定。 (2) 灌浆:钻孔经验收合格后方可进行灌浆;灌浆应分序进行, 每序相邻孔灌浆间隔时间不宜小于24h;喷浆作业时, 通过试喷选定合适的高压喷嘴和检查供风、水和供浆系统及其管路工作是否畅通, 试喷后将喷射装置移到灌浆孔位, 将喷射管下放到设计深度, 调整好喷射方向, 先按规定参数送浆、气、水进行静喷, 待浆液返出井口, 情况正常后可按正常速度进行高压喷浆。开始或恢复喷射时, 先送浆、后送水、再送风, 停止喷射时先停水、后停浆、再停风。喷射喷浆应连续作业, 每当拆卸喷射管后重新进行高喷作业时, 应进行复喷。为保持上下连续性, 复喷搭接长度不小于0.5m。 (3) 施工中应如实记录高喷灌浆的各项参数、浆液材料用量、异常现象处理情况等。

3.2 质量检测和验收

高喷结束28d后, 采取钻芯法检查成墙质量。建成的高喷板墙应达到以下设计指标:摆喷墙搭接有效厚度不小于0.2m;坝基砂岩层渗透系数k≤i×10-5cm/s;抗压强度R28=2.5~10Ma。取芯钻孔均应灌注水泥浆回填。

本工程坝基截渗墙竣工质量检测委托安徽省水利水电勘测设计院工程质量检测所检测, 检测报告结果如下:

(1) 检测内容:大坝上游坝基截渗墙的连续性、有效深度、墙体的渗透系数。

(2) 检测方法:高密度电法连续性检查、钻孔抽芯试验、浅部开挖检测、注水试验。

(3) 检测结论

(1) 通过高密度电法检测坝基高压摆喷截渗墙, 千山水库截渗墙整体连续性及均匀性较好。

(2) 现场对千山水库截渗墙随机选取4处位置进行钻孔抽芯试验, 由于千山水库坝基土体为砾石夹粘土, 机械破碎严重, 致使芯样采取率极低, 但4个钻孔钻取的芯样均含量有水泥, 且钻孔注水试验表明截渗墙为微透水性, 综合判定钻孔处截渗墙连续性较好。

(3) 现场钻孔注水试验表明:4个钻孔 (桩号:0+040.9、0+068.9、0+083.9、0+151.5) 截渗墙各段墙体渗透系数为2.24×10-6~7.40×10-6cm/s, 均满足设计渗透系数k≤i×10-5cm/s的要求。

(4) 现场浅部开挖2处 (桩号为0+148、0+170) , 开挖处截渗墙搭接较好, 且搭接处有效厚度均大于0.2m。

4 坝体防渗加固

为彻底解决大坝渗透安全问题, 根据本工程实际情况和现阶段土坝防渗加固处理方法及施工手段, 通过对坝上游设置粘土斜墙、高喷心墙及混凝土截渗墙3种方案比较, 最后拟采用粘土斜墙加固方案。

4.1 具体设计参数及要求

(1) 粘土斜墙厚度1.2m, 压实度不小于0.95。

(2) 粘土斜墙和原坝基 (清理表层后) 铺设复合土工膜, 规格:800g/m2。

(3) 粘土斜墙表面铺设混凝土预制块进行护坡, 用以抗击冲刷, 规格:混凝土预制块厚12cm, 强度等级为C20, 外形六棱体。

4.2 施工关键点

(1) 做好斜墙和摆喷心墙的搭接, 本水库加固采用。

(2) 复合土工膜铺设: (1) 自身搭接采用焊接, 不能漏焊; (2) 施工中土工膜不要绷得太紧, 两端埋入土体部分呈波纹状, 避免和坚硬石块等物直接接触, 以免造成破损; (3) 和周边建筑物连接采用膨胀螺栓或钢板压条锚固, 连接部位涂刷乳化沥青。

5 结束语

本工程坝基和坝体加固于2012年度结束, 南陵县水务局委托安徽省水利水电勘测设计院工程质量检测所, 在高压摆喷截渗墙施工结束后, 利用高密度电法及浅部开挖、深部钻孔取芯, 同时对钻孔进行注水试验等, 对截渗墙的连续性、有效深度、渗透系数进行了检测, 均达到了设计要求。

坝基防渗墙 篇8

1 工程概况

某水库在长期的使用过程中, 其坝基出现了严重的渗水现象, 就相关人员对渗流量的测量结果可知, 该水库坝基每天的渗流量达到了104.23 万立方米, 这样的渗漏情况已经超出了可控的范围, 对于下游居民的生活和生命安全都造成了极大的影响。 就相关的地质报告表明, 在该水库的河流流域河床坝基的上层覆盖的砂层均为中粗砂层, 而且厚度在2.4- 3.5m之间, 在坝基的下部覆盖的砂层则为黏质土粉细砂, 其厚度在4.3- 6.5m之间。 同时在河床的下游位置的坝基上, 也铺垫了一层黏质土细砂, 而在中间的位置处, 则分布的是中粗砂, 在下部位置处则又分布着黏质土细砂, 就相关的地质报告可以看出, 针对该渗漏坝基进行防渗施工的过程中, 可以采取的防渗施工技术最佳为高喷灌浆技术, 依据该技术来实现对坝基防渗加固的整体效果。

2 高喷灌浆技术施工工艺

在应用高喷灌浆技术进行施工的过程中, 需要先进行造孔处理, 然后才能够进行灌浆施工, 之所以要这样做, 就是为了能够有效的防止在进行喷浆作业的时候, 孔洞中出现异常串孔喷浆情况。 而在进行高喷灌浆作业的过程中, 需要严格的将整体的高喷作业步骤分为两步, 有效的按照相应的步骤顺序进行高喷灌浆施工, 而且前后两步间隔时间需要控制在24h以上。

3 高喷灌浆技术参数分析

就质量方面进行探究, 在具体的工程施工中, 需要选择适宜的施工区段, 最好是选择具有代表性的坝段, 并针对孔间距以及施工参数进行具体的分析, 在此基础上有效的实施试喷实验, 在试喷检验合格后, 就需要进行开挖工作, 并针对开挖进行系统化的检验, 同时做好相应的渗透实验, 在检验的过程中, 也需要针对设计参数进行适当的调整, 对孔间距、施工参数等进行有效的分析, 将取得的数据作为高喷灌浆施工的参考依据。

就相关的研究可知, 选取某一段坝体进行单喷实验, 同时对其进行围井实验, 围井要尽可能的设置为五边形, 并且在围井的五个边角上进行喷孔设置, 并将围井的一面作为坝基防渗墙。 在这样的条件下进行试验研究, 在试验7d后, 将芯管进行取出, 然后在针对喷孔进行检验, 同时实施注水检验, 在对实验的结果进行详尽的分析后, 总结得出具体的实验参数。 一般来说, 得出的试验参数均进行过调整, 而调整后的参数主要表现如下:首先, 钻孔。 所钻孔径变为125mm, 孔间距变为1450mm, 倾斜率在1%的范围内, 相较于设计孔洞来说, 喷孔的偏差相对较小。 其次, 材料。 施工材料选用更为适宜的普通硅酸盐水泥, 该水泥的等级定义为3.5 级。 水灰的配比设定为1.3:1, 搅拌的时候, 配置的浆液浓度控制为1.45g/cm2, 而在配比的材料中, 加入的水泥量控制在总加入材料量的20%以内。 再次, 喷浆。 喷浆所选用的浆压需要控制在32- 36MPa之间, 浆液的流量可以控制在65- 100L/min之间, 其中气压可以控制为0.8MPa, 而气流量则必须控制在0.7- 1.3L/min范围内。 然后, 提升速度。 需根据灌浆试验确定不同土层的提升速度。 本工程基岩层的提升速度为12cm/min, 砾砂层的提升速度为10cm/min, 壤土层的提升速度为14cm/min。 最后, 注浆水泥浆比重控制在1.5~1.7g/cm2, 回浆比重控制在≥1.3g/cm2。

4 施工方法、步骤

4.1 施工放样及布孔摆喷施工时, 要分段分序进行, 在摆喷施工区域首先根据施工图纸进行孔位放样和编号。 放样定位时, 孔位中心允许偏差不得大于5cm, 然后对先施工Ⅰ序孔拟定为单编号, 后施工Ⅱ序孔拟定为双编号。

4.2 钻孔

分两序钻孔即先施工完成单序孔, 然后再施工双序孔。 在钻进过程中, 为防止坍塌应采用泥浆护壁。 终孔待喷时间较长时, 应在孔口加盖进行保护, 以防杂物落入孔内。 钻机就位后垫平稳牢固, 采用水平尺测量机体水平、立轴垂直度, 钻孔孔位与设计孔位偏差不得大于50mm。倾斜率不应大于1%。 钻孔深度要求不小于设计底高程, 且喷射管喷嘴必须下放到超过设计孔深至少0.5m。 在钻孔过程中每钻进3m应用水平尺测量一次, 避免钻孔过程中造成的倾斜偏差。

4.3 配制浆液

在监理工程师的监督下确定相应水灰比的加水高度及加灰量, 并在搅拌机上做好标记。 配置过程中严格按照已标明的加水高度及加灰量进行控制, 充分拌和后, 用比重计对配制好的浆液密度进行测量控制浆液密度, 做到每罐一测, 并由专人记录所加水、灰和浆液密度等数据, 符合要求后方可进行送浆。

4.4 下管喷浆

高喷灌浆时应分两序进行, 相邻孔序高喷灌浆间隔时间不宜少于24h。 当钻孔至设计深度后即可下管, 下管时, 要轻、慢, 防止刮塌孔壁, 下放至设计深度后, 校正孔深。 为防止喷嘴堵塞, 可采用低压送水、气、浆的方法下管, 也可用胶布包扎喷嘴, 下管完成后靠高压水、气鼓开胶布后喷射提升。

4.5 喷浆提升

检查喷管下入至设计深度后, 应依次低压送水、送浆、送风, 而后再提高压力至设计值, 在孔底喷射1~3min后, 待孔口反浆正常后, 再按要求进行摆 (旋) 喷提升。 提升过程中应随时检查浆液的流量与性能、介质的喷射压力、提升速度等参数, 并做好记录。

4.6 回填灌浆

为解决凝结体顶部因浆液析水而出现的凹穴, 喷射结束后, 及时在喷射孔内进行静压回填灌浆, 直至孔口浆面不再下沉止, 所用浆液应稠些, 一般水灰比为0.5:1~0.7:1。 对于孔壁不稳地层, 应考虑下导浆管, 下置深度视易塌孔部位而定, 以防止塌落物堵塞孔口, 造成漏灌。

结束语

通过本文的分析可以充分的了解到, 由于各种因素的影响, 水库坝基很容易出现渗漏的问题, 而为了能够保障水库大坝可以正常的应用, 就需要合理的采取相关的技术来做好坝基防渗工作, 而高喷灌浆技术就是一个最佳的选择, 这一技术不仅有着施工方便和成本费用低的优势, 还具有防渗效果好的特点, 尤其是在地下隐蔽工程防渗中, 这一技术的应用更加具有效果, 但是在应用该技术的过程中, 也需要做好相应的控制工作, 只有这样才能够使得整体水库工程的施工质量得到保障。

参考文献

[1]王秀敏.水库坝基防渗施工中高喷灌浆技术应用探讨[J].建筑工程技术与设计, 2014 (4) .

[2]DL/T5200-2014, 水电水利工程高压喷射灌浆技术规范[S].