堤防防渗加固措施

堤防防渗加固措施（精选7篇）

堤防防渗加固措施 篇1

1 堤防渗透破坏分析

1.1 堤身的渗透破坏

堤身的渗透破坏主要分为四种:沿堤身建筑物漏水、背水堤坡渗水、漏洞和集中渗透。首先, 堤身建筑物一般由混凝土壁和土体组成, 如果二者无法相互融合, 又或者是堤身和穿堤的建筑物之间发生裂痕, 引发管壁有水渗出, 这两种情况都会造成沿堤身建筑物发生漏水现象。其次, 在堤身背水的一边, 当地下水位比较高时, 如果高水位持续一段时间后, 容易发生堤坡渗水现象, 破坏堤坡渗透系统, 严重时会发生滑坡现象, 这些都会引发堤坡冲刷现象。但如果堤身横切面不够宽, 堤身坡比不协调, 又或者是因为填筑层面太过明显, 使得堤身的横向渗透系数过大, 以及新旧堤身进行拼接、堤身和堤坡交界处结合不够牢固, 同样也会引发堤坡冲刷现象。再有, 漏洞的定义是指在堤脚周围或者是提防的背水坡附近出现的一些孔洞, 如果孔洞发生流水现象, 会严重危害堤身安全。堤身质量不合格, 堤身主要材料中含有大量沙砾或者是有机质, 生物在堤身打洞生活或者是堤身老化都会引起漏洞流水现象。最后, 集中渗透是指在水流直接接触堤身时, 并且水流冲击力较大, 破坏了堤身土体抗渗强度, 发生的冲刷破坏现象。如果堤身和穿堤的建筑物二者之间出现裂痕;进行提防建设时, 因为分段而造成结合处密度降低;对老旧堤身进行部分重修时, 新旧结合时没有进行彻底清基, 这三方面是引发堤身集中渗透的主要因素。集中渗透时水流直接接触堤身, 并且冲击力较大, 对提防安全造成了严重威胁, 所以要定期对堤身进行安全检查, 做出险加固处理。

1.2 堤基的渗透破坏

堤基具备一定的渗透破坏作用, 通常会导致土层隆起, 或者是断裂等, 严重时还会渗水, 这些被破坏的土地一般被称为管涌。如果洪水的水位一直处于上升状态, 在背水的一方, 将加大渗透出逸的比降, 如果这种比降不能被堤基所承受, 那么就很有可能导致对堤基产生渗透破坏的作用。这些破坏性最先出现在堤基较为脆弱的地方, 尤其是表土覆盖不厚的地方。堤基发生管涌时, 在堤脚的地方会加速管涌的速度, 如果不加快维护堤坝, 就很有可能会溃堤。

2 堤防防渗加固措施

2.1 前堵型防渗

前堵, 即在临水侧设防渗铺盖、前截、防渗斜墙及铺设土工膜等, 由于提防在靠近水的一侧会被河流所侵蚀, 就会让这些措施难以顺利实施。用铺盖进行防渗是一个非常好的办法, 通常会采用天然弱防水层对堤坝进行覆盖, 不过对这个透水层需要事先做一些检测, 如允许渗透坡降、颗粒级配等, 如果这种天然铺盖不能满足防渗的要求, 也可以使用人工铺盖来弥补。在堤身靠近水的一侧使用前堵措施, 建立填筑土平台, 这种平台对土料有一定的要求, 这样可以让背水的一侧降低出逸比降, 所以这样能够满足前堵的要求, 还能够填补堤身的不足。位于提防的迎水面, 防渗措施可以选用铺设土工膜的方式, 这种方式具备优良的整体性, 而且使用起来非常简便。

2.2 后排型防渗

后排, 主要指在堤防背水侧采取压渗导渗沟、减压沟和减压井等措。对堤身的背水面, 通过后堵的方式进行防渗, 加大对浸润线的控制要通过扩大堤身断面面积来实现。在选择土料时, 一定要选择透水性强于原堤身的填充材料, 这样能够满足后排原则。堤防淤背法, 又称吹填法, 通过泥浆泵等相应的机械设备来吸走河里的杂质, 然后将这些杂质堆放在堤身的背水面沉积, 非常有利于防渗。减压井可以排除堤基的风险, 但是在大量实践中发现, 减压井非常容易淤堵, 在许久以后, 减压井能够排出的水量就越来越少, 减压的效果也随之减弱。

2.3 中截型防渗

中截, 指在堤身中进行黏土灌浆、劈裂灌浆、铺设土工膜、混凝土截渗墙, 以及高压喷射灌浆等。在对堤身钻探, 锥探, 灌浆进行稳固的时候, 浆液的材料的选用要不是黏性土, 要不然就是砂壤土, 如果有必要的话, 也可以在里面加入一些水泥, 把它制成泥浆的形式。钻孔的位置是由堤身的危险部分决定的, 大部分都是梅花形的样式, 孔深的深度应该要比危险位置深度大, 然而灌浆的压力必须要在工地场所上决定。黏土的截水槽, 它最底下的部位要到达基岩的部位, 或是不透水层, 它使用的材料应该要和堤身防渗体的一样, 压力的密度要高于其他的材料。在确定截水槽的底面宽度的时候, 要考虑到回填的材料, 下卧的相对不透水层的允许渗透坡浆还有工地的水平, 不能忽视任何一方。在做劈浆灌浆的时候, 要沿着堤身轴线的最小压力面进行钻孔, 保持固定的压力持续的灌浆, 堤身的劈裂要选取一定的人员进行, 而且要将浆堤之间互相的压力, 泥浆析水的稳固以及堤身湿陷密实的影响加以考虑, 将全部的和浆脉连在一起的裂缝, 洞穴等有危险的部分全部填充, 构造一个垂直的防护墙。对堤身, 堤基进行垂直的防止渗透的工作, 主要就是靠构建一个密闭式的垂直防止漏水的墙面, 阻断漏水的道路, 这是一个能够彻底解决渗透危险的方法。按施工方法分为泥浆槽防渗墙、薄抓斗成槽防渗墙等。

3 防渗加固措施的选择

3.1 堤身防渗加固措施的选择

堤身要是漏水会有很多的麻烦, 比如说背水坡的滑落, 冲刷, 水土的流失, 还有可能造成漏洞和土地的沦陷。如果遇到有危险的水质漏水的话, 就要使用填筑压实, 机械吹填, 以及用淤泥充填的方法将它加宽以及做透水的后堵, 也可以在临水坡外帮增建防渗斜墙, 或采用劈裂灌浆、锥探灌浆、垂直铺塑等。对于那些只是有可能产生堤坡的冲刷, 水土的丢失的渗水, 就可以将贴坡的反复过滤和透水的后堵相互结合。如果要和堤基的防护渗透的方法一起运用, 就可以采用垂直防渗墙的方式。生物洞穴的形成通常是导致堤身的漏洞和跌窝发生的原因, 而且在汛前比较不容易被察觉。但是这种危险在汛期的期间是发展的很迅速的, 而且堤身的断面有限制, 因此对它的破坏就更大了, 我们就可以用酿成溃口的方法去解决。如果要想避免这种危险的发生, 在汛前就应该彻底的检查漏洞和跌窝的漏洞, 采用开挖回填或者是灌浆的方法来处理。要是堤身的建筑物的表面大面积漏水, 就可以用高喷以及静压注浆的办法在临水的边上进行垂直的防止渗透的保护, 或者是在接触的表面采用静压注浆的方法, 必须的时候要做反复的过滤。然而如果出现堤身和穿堤建筑物中间渗水问题, 要使用的就是在接触表面静压注浆的办法。对于那些新旧堤身结合的水面的漏水情况, 就要使用临水侧开挖回填封堵和接触面填充灌浆的方式。然后如果在堤防分段的部分产生渗水, 就要将临水坡的部位进行阻截, 或者是在接合区进行灌浆, 在一些必要时刻, 还要再它的背水坡进行反复的过滤来进行保护。

3.2 堤基防渗加固措施的选择

通过对渗流水量的计算, 如果堤基, 背水坡或者是堤后的地面渗出的数量不能达到正规要求, 或者在汛前期间发生严重的渗漏和水土流失的危险的话, 就应该对它加以稳固。要根据实际的状况进行考虑, 选择将填塘固堤, 临水侧防渗铺盖, 堤基垂直的防止渗透, 背水测压渗盖重, 排水减压沟井, 水平排水褥垫等方法共同结合。

结语

采用何种防渗加固措施, 应根据堤身的土质、建筑层、堤基地质条件、地形条件以及渗透破坏危害程度等进行综合考虑, 然后通过经济技术比较, 选取单一或几种措施来综合治理。

摘要：根据渗透破坏的形式和产生的原因, 分析探讨了渗透破坏的各种加固措施, 为渗透破坏的处理提供了对策。

关键词：渗透破坏,加固措施,垂直防渗

参考文献

[1]聂锦志.堤防防渗加固措施的选用分析[J].中国高新技术企业, 2008 (19) .

[2]常桂芹, 周博, 焦海波.堤防防渗加固办法分析[J].现代商贸工业, 2009 (19) .

堤防工程防渗加固处理 篇2

1.1 前堵型防渗

所谓前堵型防渗就是把土工膜铺设在临水侧, 或设置防渗铺盖、前截及防渗斜墙等设置, 不过这些措施会受到实际工程河势水流的影响。如果设置防渗铺盖, 可以充分将天然弱透水层的作用发挥出来, 不过需要注意, 要对天然弱透水层、下卧透水层的各项参数进行全面检验, 比如颗粒级配、渗透系数、允许渗透坡降等, 以便于在天然铺盖不足的情况下可以通过人工铺盖补强措施满足工程要求。进行堤身临水侧前堵时, 在堤身临水侧填筑土平台, 注意土料的渗透系数不得超出工程设计要求范围以外, 以满足降低背水侧出逸比降的目的。在诸多前堵型防渗措施中, 在堤防迎水面铺设土工膜, 不仅整体性较好, 而且规格化的产品大大提高了铺设的便利性, 并且可以在最大程度上适应堤身变形的情况。

1.2 中截型防渗

所谓中截就是在堤身中采取防渗措施, 常用的包括黏土灌浆、劈裂灌浆、铺设土工膜以及设置混凝土截渗墙等措施。在采用灌浆加固法时, 要注意浆液材料的选择, 通常为黏性土或砂壤土, 如工程需要可以掺入适量水泥制成泥浆;按照堤身具体的隐患部位布置钻孔, 一般布置为梅花形, 孔深不得小于隐患者深度, 并通过现场试验确定灌浆压力。采用劈裂灌浆法时要注意, 钻孔时要沿着堤身轴线最小主应力面布置, 并灌注泥浆, 其主要作用是形成浆堤互压, 泥浆析水后会固结, 此时浆脉连通的所有渗漏隐患者均可以被泥浆充分填充, 并挤压密实, 最终形成泥浆体防渗墙。

1.3 后排型防渗

所谓后排就是在堤防背水一侧采用减压井、减压沟或者压渗导渗沟等措施。在堤身背水侧采用后排措施就是加大堤身背水侧的断面面积, 将浸润线始终控制在堤坡以下。采用后排型防渗措施时要注意, 填筑土料的透水性要大于原堤身。常用的后排型防渗措施有堤防淤背法或吹填法, 即将吸泥船吸取的江河泥沙输送至堤身背水侧进行沉淤处理, 可以有效防止基础被渗透、破坏。此外, 一些已经出现渗透破坏的堤基可以利用减压井来排除险情, 不过该方法存在易淤堵的不足, 因此时间越长, 减压井排水量就越小, 逐渐失去作用。

2 防渗加固方法的应用

2.1 堤身的防渗加固

如果堤身发生渗漏, 背水坡会出现脱坡或流土等现象, 严重的可能会出现漏洞及坑陷等问题。堤身背水坡出现有害渗水, 可以对堤身进行加宽培厚, 或采取透水后堵的措施, 也可以在临水坡外帮设置防渗斜墙及灌浆措施等。如果渗漏问题可能会冲刷堤坡, 或造成流土破坏等, 通常选择贴坡反滤或透水后堵的方法。需要重视的是堤身漏洞及跌窝现象, 这些问题通常是生物洞穴引起的, 通常汛前比较隐蔽, 一旦汛期到来, 这种生物洞穴产生的漏洞、跌窝则会快速发展, 再加之堤身断面受到限制, 所以会带来比较严重的后果, 所以要在汛前对这类生物洞穴带来的隐患者进行探查, 发现后在及时采用灌浆或开控回填的方法来处理, 防患于未然。堤身建筑物基础接触面可能存在集中渗流的问题, 此时在临水侧采用垂直防渗的策略, 如有必要, 也可以结合反滤保护措施。此外, 在新老堤身接合位置或堤防分段建设接合位置等, 可以会存在集中渗流的现象, 此时可以采用充填灌浆或挤密灌浆的措施, 如有必要可以结合反滤保护措施。

2.2 堤基的防渗加固

经过相关渗流计算可知, 如果堤基、背水坡、堤后地面等渗流出逸比降控制不合理, 必须采取科学的防渗加固措施, 包括汛期发生管涌或流土破坏时, 也要结合工程的实际情况选择各种治理措施。具体而言, 要注意以下几个方面:

2.2.1 如果堤基

存在下列情况下可以采用铺盖防渗措施:相对不透水层埋藏比较深, 透水层比较厚, 临水侧有稳定滩地。

2.2.2如果堤基

的覆盖层相对较薄, 透水层埋藏比较深, 并且厚度比较大, 可以在背水侧选择压实填筑压渗盖重法, 也可以与减压沟或减压井结合使用, 可以彻底改善堤基存在的渗透破坏问题。

2.2.3 如果堤基

透水层比较浅, 可以采用垂直防渗措施进行截渗, 比如在迎水侧堤脚设置黏土截水槽, 或采用盖重与减压沟井相对合的方案等。

2.2.4 针对覆盖

层比较厚的堤基, 如果其下卧强透水层比较深, 则可以选择盖重措施, 注意盖重的渗透系数要大于覆盖层;也可以设置减压井来降低扬压力, 减压井的位置要设置在背水堤脚外。

2.2.5 如果是强

风化基岩的堤基出现渗透破坏, 可以选择地基帷幕灌浆法, 也可以利用铺盖防渗法解决临水侧发生外渗的问题, 也可以视工程的实际情况选择反滤保护措施等。

2.2.6 如果堤防

工程为多层地基, 并且有浅层弱透不层, 则可以在科学勘察并合理计算论证的基础上采用半封闭式垂直防渗措施, 或选择压渗盖重与减压措施相结合的方法。

2.3 软土地基的处理方法

由于堤防工程常遇到淤泥、淤泥质黏土等软土地基, 在这类地基上建设堤防工程, 要做好地基的加固处理才能保证工程质量。因此, 此处单独列出几种软土地基的处理方法进行重点分析。

2.3.1 抛石挤淤法

所谓抛石挤淤法, 顾名思义就是把石块抛在需要处理的软土地基中, 挤走原基础的淤泥及淤泥质土, 提高地基的强度。采用抛石挤淤法需要注意:石料的粒径至少在30cm以上, 且不易风化, 根据软土下卧地层的横坡来确定具体的抛填方向。如果横坡比较平坦, 可以采用自地基中部向两侧逐次扩展的顺序;如果横坡比较陡, 则可以采用由高侧抛填至低侧的顺序, 需要在上面铺设反滤层。由于抛石挤淤法成本低、易施工, 所以针对流塑态的淤泥或淤泥质土地基可以采用这种方法。

2.3.2 预压砂井法

预压法是指排水系统与加压系统互相配合把孔隙水从地基土中排出。堤防工程中的排水系统包括水平排水垫层、排水砂沟、水平排水体、塑料排水板等;而加压系统则包括堆载预压、真空预压等, 如果把堆载预压与真空预压联合应用, 可以称其为真空联合堆载预压法。该方法在操作过程中需要注意:加固范围内的植被与表土, 要清除干净, 铺上砂垫层;将塑料排水板垂直下插下去, 为对加固地基的排水条件进行改善, 注意砂垫层中的排水管要横向布置;再在砂垫层上设置密封膜。通常针对一些工期要求较低工程, 在处理淤泥或淤泥质土地基时会选择该方法, 不过由于其加固时间长, 并且抽真空的处理范围会受到一定客观条件的限制, 所以针对一些软粘土、泥炭土地基, 由于其流变特性较强, 该方法并不适用。

3 结语

总之, 堤防工程的防渗措施多种多样, 并且随着科学技术的不断进步与发展, 在堤防工程的防渗加固领域也会涌现出更多的新技术与新工艺, 比如射水法造墙、振动沉模板墙等, 只要结合工程实际、选择合理的防渗加固措施, 就能充分保证堤防工程的安全性, 为人民生活提供更高的保障。

参考文献

[1]张松涛, 姜伟, 张钰.模袋混凝土在屈家店枢纽上游右岸堤防除险加固工程中的应用[J].海河水利, 2011 (01) :27-29.

[2]唐建安.堤防工程加固探讨[J].江西建材, 2012 (06) :116-117.

[3]宋丽华, 王西海.阜南县大洪河邓湾堤防特大滑坡险情除险加固工程设计[J].水利建设与管理, 2011 (06) :65-66.

[4]李进, 葛国昌, 殷琦, 等.压密灌浆技术在川气东送穿越长江堤防加固工程中的应用[J].浙江水利科技, 2011 (02) :42-44.

[5]管晓燕.当涂县青山河堤防现状及加固分析[J].江淮水利科技, 2012 (06) :16-18.

堤防防渗加固措施 篇3

根据我国堤防加固工程实际情况, 经过大量的实践和观测, 摸索出了一套行之有效的堤防加固措施。积累了丰富的经验。如放淤固堤加固、防渗墙加固等, 本文分析了我国堤防工程中存在的主要问题, 并对水泥土防渗墙技术的应用与研究进行初步探讨。

2 我国堤防工程中存在的主要问题

2.1 堤基复杂

许多河流历史上决口改道频繁, 造成大堤基础复杂多样, 由于在堵口时将大量的秸料、木桩、砖石料物等埋于堤身下部, 形成了强透水层, 一旦遇洪水期高水位时, 极易形成渗水通道, 威胁堤防安全。

2.2 堤身质量差

许多堤防是在原民埝的基础上逐步加高培厚修筑的, 受当时的技术、施备、经济和社会环境条件等多因素的限制。普遍存在用料不当、压实度不足等问题。根据堤身取样分析, 干密度小于1.5t/m3的土样占总数的52%-81%。此外, 还存在裂隙多、獾狐洞穴及空洞多的问题。

2.3 堤身断面单薄

许多河流随着河床的淤积抬高, 两岸堤防随之加高后堤防断面更显得薄弱偏小。很多堤段不满足设计浸润线平均比降平工段1:8, 有些堤段出逸点高于地面达4m以上。

2.4 渗流稳定不满足要求

在近年来的堤防加固工程设计中, 进行了大量的渗流分析。结果表明:许多现状堤防最大渗透坡降一般为0.3-0.4, 出逸高度一般为1.5-3m, 根据堤基、堤身土质分析, 其允许渗透坡降一般在0.25左右, 难以满足堤身、堤基渗流稳定要求。因此, 为了确保河流下游防洪安全, 必须对堤防进行加固。

3 水泥土防渗墙技术原理

多头小直径深层搅拌防渗技术运用特制的多头小直径深层搅拌桩机把水泥浆喷人土体并搅拌形成水泥土墙, 用水泥土墙作为防渗墙达到截渗目的。

3.1 水泥土的固化机理

土体中喷入水泥浆经搅拌使水泥和土发生一系列的物理-化学反应: (1) 水泥的水解和水化反应; (2) 离子交换与团粒化反应; (3) 硬凝反应; (4) 碳酸化反应。水化反应减少了软土中的含水量, 增加颗粒之间的粘结力;离子交换与团粒化作用可以形成坚固的联合体;硬凝反应又能增加水泥土的强度和足够的水稳定性;碳酸化反应还能进一步提高水泥土的强度。

3.2 防渗墙成墙原理

防渗墙成墙方法是用双动力多头深层搅拌桩机, 通过主机的双驱动力装置, 带动主机的钻头, 钻至设计深度, 然后随搅拌随提升钻头至孔口, 在上述钻进及提升的同时, 注入水泥浆, 水泥浆与原土充分拌和。连续并纵移桩机, 多次重复上述过程, 形成一道水泥土防渗墙。水泥土防渗墙具有整体性、连续性、稳定性、不透水性等优点, 且可改善堤身的性能。由于施工中不需要开槽, 其适用土层范围较广, 如粘土、砂土、粉质粘土、淤泥, 甚至有架空或洞穴地层, 并可用于汛期施工。

4 防渗性能指标

设计时需要考虑的防渗指标主要有:渗透累敷 (K) 、破坏比降、抗压强度CRL、变形模量等。

4.1 渗透系数 (K)

堤防防渗墙的目的主要是防止管涌等较严重的渗水, 保证大堤安全。渗透系数达到10-5cm/s, 已是微透水。这样的渗量很难破坏大堤。因此渗透系数不必要求过小, 小于10-5cm/s即可。

4.2 破坏比降

破坏比降反映了水泥土的抗渗能力。经过长江、淮河, 松花江等多项工程取样试验, 当水泥掺入比8%叫5%。28天龄期时, 水泥土的破坏比降均大于300。到目前为止。笔者还没有得到真正破坏时的破坏比降。安徽省水科院曾做到500未能真正破坏, 因此建议设计取用允许比降时不应太低。-般来说可取100以上。

4.3 抗压强度限 (R)

水泥土抗压强度在防渗工程中不是控制指标, 在设计时不必过于苛求, 但由于其是反映水泥土特性的重要指标, 因此在应用中不可忽视。水泥土强度随被加固土质的不同有较大差异。经过多项工程实践表明:在水泥掺人比12%时, 水泥土90天抗压强度, 砂土中可达到3.0Mpa以上, 粘性土中可达1.0Mpa以上, 淤泥质土中可在0.5Mpa以上, 一般均大于老粘土的强度。

4.4 变形模量 (E)

堤防防渗墙往往很长, 而且土层变化大, 要求墙体适应变形的能力强, 因此希望变形模量尽量小, 土质。水泥掺人量以及搅拌的均匀程度。对变形模量影响很大, 笔者曾测定过少量水泥土样晶的变形模量, 其值为当A×102-A×104Mpa (1<A<10) , 当E>104Mpa时其结果并不令人满意。经分析, 变形模量随抗压强度的提高丽增大, 一般为抗压强度的100-500倍。

考虑到堤防防渗水头不高 (一般不超10m) , 墙体长一般都在1.0km以上, 高水位持续时间短 (一般不超过一个月) , 且置于堤身或堤脚土层中等特点, 建议设计要求的渗透系敷不必过小, 允许比降取用不必太保守, 抗压强度不宜过大, 变形模量应尽量降低。

5 施工质量控制

5.1 输浆量

在了解了水泥土防渗墙的加固机理以后, 输浆量的控制应较容易解决。理论上讲应使水泥浆充分填充土层中的孔隙。在水泥浆、被搅拌土体。土体中水充分拌和达到液态形成水泥土浆时, 整个桩柱自上而下应是密实的。因此, 输浆量的控制标准应是孔口微微翻浆。

关于输浆量的计量。由于堤防土层的不均匀性加上水泥土浆的可流动性, 采取随施工深度计量喷浆量的办法是不可取的。按设计渗人量, 采用流量仪, 随深度平均分配控制辖浆量, 一方面使孔隙率大的地方吃浆严重不足, 达不到加固效果;另一方面在孔隙率小的地方多输浆, 造成较大浪费, 因此在堤防防渗工程中, 尤其是堤身防渗工程, 输浆量计量应以总量计量, 不应随深度计量。

5.2 垂直度的控制

垂直度是防渗墙施工中必须严格控制的一个重要参数, 影响垂直度的因素有, (1) 设备本身缺陷, 钻杆弯曲, 甚至机架本身的不垂直等。经多项工程实践, 一般土层, 排除特殊因素, 对所施工水泥土墙开挖检测垂直度, 统计发现, 施工深度l0m以内, 垂直度偏差均在0.5%以内。多数集中在0.3%, 施工深度15m的墙。其垂直度偏差在0.8%以内, 多数集中在0.5%, 多头小直径深层搅拌截渗桩机由于是非一次成墙设备, 多头之间无固定约束。施工中随施工深度增加产生钻杆漂移的可能性加大, 但由于其钻杆刚度的作用, 只要不超过一定深度, 垂直度还是可以保证。因此建议目前的施工机械其施工深度不宜超过15m。据了解, 国产一次成墙深层搅拌桩机厦即将问世, 相信新机型将有效解决垂直度偏差问题, 同时还可使加固深度大大增加, 旧土层中障碍物。由于钻杆具有相当大的刚度。在土层基本均质时-般不会发生钻杆漂移现象。但当土层中存在较大石块或其它较硬异物时, 障碍物的导向作用将会使钻杆发生较大偏斜, 尤其是土层上部障碍物引起的偏斜, 因此施工前应沿施工轴线开挖较深的导向沟, 以清除浅层石缺等障碍物, (3) 操作时误差。桩机上应有调平装置, 在施工前应严格使桩机水平。施工过程中仍应检查桩机是否水平, 由于施工时机械振动, 著遇施工面上层松软。可能会出现新的不水平。因此施工中的调平也很重要。

6 结束语

堤防防渗加固措施 篇4

位于湘江长株潭境内多段湘江堤防因连续多年洪水浸泡, 加之近年挖沙船近距离作业使河床江堤基础变薄, 域内多处出现堤基渗水漏水甚至少数有“管涌”现象。

其中位于湘江东、西二处堤防按50年一遇标准筑堤, 长度分别为168 m和230 m, 顶宽12 m～15 m, 临水坡1∶3, 背水坡1∶2.5, 正常水位时堤外大面积沼泽化, 同时堤防部分为中粗砂填筑防渗能力差, 高水位运行时有因渗透而发生破坏的可能, 严重影响防洪大堤安全, 因此必须对此采取截渗施工进行防渗加固处理。

2 地质状况分析

工程区域内为河流冲积物堆积而成, 上部为中粗砂、黏土、砂石, 下部为卵砾石含中粗砂及土层, 堆积物中卵石含量较高, 达10%～70%而且砾径较大, 最大10 cm以上, 厚度一般大于10 cm, 是良好的透水层。根据地层出露情况和钻孔揭露情况, 覆盖层主要为中粗砂及粗砂夹卵砾石层, 下伏基岩主要为白石质灰岩、石灰岩, 局部出现断层角砾岩。其中中粗砂及粗砂夹卵砾石层为该区域的主要渗漏通道。本次坝基截渗因在河床主要为粗砂夹卵砾石层, 所以设计采用两管法高压喷射灌浆;西岸堤防选用粉喷桩 (即多头小直径深层搅拌桩) 高喷灌浆相结合的, 即中粗砂覆盖层采用粉喷桩, 中粗砂夹卵砾石层采用高压喷射灌浆方法。

3 高压喷射灌浆防渗施工工艺

3.1 高压喷射灌浆试验及施工参数

由于高喷是在粗砂夹卵砾石层中进行的, 根据建设、设计、监理、施工及质检共同分析研究确定在东岸河床内做围井试验, 底到岩石, 用5孔采用摆喷的办法围成一个井, 21 d后开挖围墙连接很好, 并做抽水试验, 效果很好。

根据围井试验成果, 经设计监理同意后, 堤基施工参数采用以下数据:

①河床因水较多, 采用两管法施工, 以旋喷为主;②固化剂采用425#普通硅酸盐水泥;③纯水泥浆液比重1.41～1.38;④浆压≥35 MPa;⑤供浆量75 l/min～80 l/min;⑥气压≥0.7 MPa;⑦供气量0.8 m3/min～1.5 m3/min;⑧旋喷提升速度≤8 cm/min;⑨钻孔, 孔斜率小于0.5%, 孔立偏差小于2 cm;⑩防渗及物理力学性能指标:墙体渗透系数≤A×10-6cm/s, 1

3.2 高喷灌浆施工

3.2.1 施工参数

布孔方式常用方格形、梅花形和六角形 (见图1) ;本工程高压喷射灌浆孔布置为单排孔, 孔距1.5 m～1.8 m, 部分采用方格形布孔, 防渗墙为折线搭接, 嵌入基岩0.2 m～0.5 m。

3.2.2 主要施工设备

钻孔用地质150钻机。高喷设备主要有:YGP-5型高喷台车, QB-50型高压泥浆泵, 3LC1-15/6型空压机, 灰浆搅拌机、比重记等。

3.2.3 施工材料

采用强度等级为32.5 MPa的普通硅酸盐水泥, 水泥新鲜无结块, 通过0.08 mm方孔筛余量≤5%, 水泥在使用前应做质量检测, 以防堵喷嘴;搅拌水泥浆所用的水应符合混凝土拌合用水要求;高喷采用两管法 (浆气) , 浆液比重为1.41～1.38, 水泥浆随配随用, 并应过滤, 浆液温度控制在5 ℃～40 ℃范围内, 一次浆液使用时间应控制在4h内 (详细参数见表1) 。

3.2.4 施工方法及质量控制

1) 钻孔, 由现场技术人员确定施工孔号和木桩, 钻机就位做好钻孔前的准备工作, 整平测斜孔位偏差要小于或等于5 cm, 整平后开机钻孔, 并量好孔深, 以便先灌浆管时有数。

2) 确定入岩深度以便使岩石及以上0.5 m范围内, 根据设计采用旋喷灌浆。

3) 钻孔采用泥浆循环固壁, 因在沙砾石内钻进, 为防塌孔泥浆要浓稠。

4) 终孔测斜合格后, 高喷台车就位, 根据孔深量取喷射管长度, 下管前先用水气在孔外试喷, 看是否有堵管现象, 然后下管测量入孔后的余尺, 确认是否下到孔底。高喷台车就位后调整喷射管的垂直度精度为0.2%。

5) 开挖导流槽沿轴线挖1 m宽、2 m～3 m深的导槽, 将废浆排入导槽, 减少废浆乱排污染。

6) 下喷管后, 按设计旋喷输入水泥浆液、压缩气, 待泵压和气压升至设计位且孔口返浆比重1.3 g/cm3后, 开始提升高喷管, 按照旋转和提升速度均速提升高喷管, 进行自下而上旋喷灌浆到基岩以上0.5 m, 再按摆喷参数进行摆喷作业。

7) 高喷整个过程有监理工程师旁站监理, 按照确定的施工参数进行施工, 发现异常情况现场处理。

8) 高喷完成后, 用浓水泥浆液封孔后, 移动喷车进行下一孔施工。

3.2.5 特殊情况处理

在高喷灌浆中, 冒浆量小于注浆量的20%, 为正常现象, 超过20%或者完全不冒浆时, 应采取处理措施:

1) 当地层中有较大的空隙引起不冒浆时, 应立即停止提升, 降低浆压和气压, 加浓浆液, 必要时加入速凝剂, 增大注浆量, 填满空隙, 待孔口返浆后, 再继续摆喷。

2) 当冒浆量过大时, 可通过提高喷射压力或适当缩小喷嘴孔径或加浓浆液密度, 适当加快摆动和提升速度, 减少冒浆量。

3) 高喷灌浆因故中断时, 应及时通知技术人员记录停浆深度, 应将高喷管下沉至停喷点以下0.5 m, 待恢复高喷灌浆后, 再按要求正常作业;因故停机超过1 h应对泵体和输浆管进行清洗;如果停机超过24 h以上, 在灌浆轴线上避开此孔, 再在灌浆轴线外另加两孔喷到连接上一个和下一个孔, 回到灌浆轴线上。

4 粉喷桩+高压喷射防渗墙施工工艺

西岸堤防覆盖层上部为中粗砂, 下部同河床为一样, 为粗砂夹卵砾石, 设计采用粉喷桩 (即多头小直径深层搅拌桩) 和高压喷射浆相结合的方案, 即中粗砂覆盖层采用粉喷桩, 中粗砂夹卵砾石层采用高压喷射灌浆, 两种方案截渗搭接1 m。施工时, 先进行粉喷桩, 再进行高压喷射灌浆, 高喷灌浆方法同东向坝基一样。下面详细介绍粉喷桩防渗墙成墙工艺。

4.1 粉喷桩施工参数

粉喷桩桩与桩之间搭接长不小于5 cm, 施工单元搭接长度不小于10 cm, 高压喷射防渗墙与粉喷桩段采用425#普通硅酸盐水泥, 水灰比1.8～2∶1, 浆液比重1.364, 钻径300 mm, 二喷二搅, 三序成墙71 350 cm, 序间搭接150 mm, 最小成墙厚259.8 mm, 水泥掺入比72%, 渗透系数≤A×10-6cm/s (1

4.2 主要设备

粉喷桩主要由液化步履式底盘、井架、和导向减压机构以及钻机传动系统、钻具、液压系统、粉喷系统、电器系统等部分组成, 具体有PH-5B粉喷桩机, 带PJ4-3电子粉喷记录仪的粉喷机、空压机、水泥储罐。

4.3 成墙工艺

粉喷桩是通过机体的动力传动装置, 带动主机上的几个并列的钻杆转动, 并以一定的推动力使钻杆的钻头向土层推进到所需的深层, 即松土钻进, 然后提出搅拌至空口, 在上述过程中通过水泥浆泵将水泥浆由高压输泵管输进钻杆经钻头喷入土体中, 在钻进和提升的同时, 水泥浆液和原土充分拌和完成一组桩, 移动主机重复上述过程, 形成连续的截渗墙体。

4.4 施工中注意的问题

影响粉喷桩的质量因素很多, 地质条件、土质条件、配方的合理性及施工方面等因素, 为保证质量, 施工中应注意以下几点:

1) 在钻机上安装测深仪, 有效测量钻机的加固深度, 以保证与高喷垂直搭接, 摆喷0.5 m, 旋喷0.5 m。

2) 发现粉喷量不足应整桩复打, 复打时粉喷量应不小于设计用量。

3) 遇到机械鼓掌等原因导致粉喷中断时需复打重叠段1 m。

4) 严禁在尚未喷粉的情况下进行钻杆钻进或提升作业。

4.5 质量检测试验与质量评价

防渗墙质量检测主要包括开挖检查、围井抽注水试验、防渗墙体物理力学及日常检查观测。

4.5.1 水泥试验

用普通硅酸盐425#水泥。分别对河床高喷右岸和搅拌桩所使用的水泥取样各一个, 室内试验结果表明水泥质量符合国家标准。

4.5.2 桩体物理力学性能试验

右岸高喷板墙取样搅拌桩体对所取试样加工成型进行抗压强度渗透系数等物理力学性能测试, 防渗墙体取样位置为坝基围井, 在钻检查孔时, 每隔一定深度取水泥结石, 利用检查孔中的岩芯, 在室内进行物理力学性能试验, 结果见表2。从表2中看出, 墙体取样室内试验其渗透系数、弹性模量以及抗压强度均满足规定要求。

4.5.3 抽 (注) 水试验

本工程共做了3个围井来检测防渗体的性体截渗效果, 坝基采用抽水试验, 西岸采取注水试验, 由于围井板墙施工参数与防渗墙体施工参数一致, 所以抽 (注) 水试验可将围井作为一个整体来测试, 因为围井板墙深度已到基岩, 忽略基岩渗水后, 井内涌 (渗) 水量即为围井墙体的渗水量, 通过计算, 围井渗透系数K值满足设计要求。

4.5.4 墙体开挖检查

右岸高喷开挖检查了4处, 开挖深度2 m、5 m、2.5 m、3 m。经现场检查:桩形清晰明显、墙体连续、搭接可靠, 能与搅拌墙体紧密相连, 无孔洞缝隙, 高喷墙体搭接均匀可靠, 墙体连续性整体性好。搅拌桩开挖了7处, 开挖长度2.5 m～3 m。深度1.6 m～2 m。经查看, 粉喷桩桩身胶结良好, 质地均匀、墙体完整、轮廓清晰、墙体搭接均匀、颜色一致、搅拌均匀、整体性好, 无空洞蜂窝现象。

坝基段高喷防渗墙因与上游铺盖连接施工, 全段开挖深度1 m, 经检查发现在有两高喷孔没搭接好, 缝宽10 cm, 按有关要求进行补桩处理。其余各段板墙连续搭接良好。

以上检测表明, 本工程防渗截渗施工结果符合国家标准, 高喷及粉喷桩防渗墙体物理力学指标满足设计要求, 检查围井渗透系数符合设计要求, 工程截渗透效果明显。

5 结语

综上所述, 高压喷射灌浆防渗和粉喷桩+高压喷射防渗墙施工不仅很好地解决了湘江大堤基础渗漏问题, 同时在一定程度上对大堤起到了加固保护作用, 且该方法施工效率高, 综合经济效益好, 以上经验可供同行参考。 [ID:4093]

摘要：本文结合工程实例, 在地质状况分析的基础上, 对湘江东、西两岸江堤渗漏针对性采取高压喷射灌浆法和粉喷桩+高压喷射灌浆法加固处理进行了详细分析论述, 并对防渗成墙质量检测进行了介绍。

关键词：堤防,防渗墙,高压喷射灌浆,检测

参考文献

[1]《粉体喷搅法加固软弱土层技术规范》 (TB10113-96) [S].

[2]韩森林, 水泥粉喷桩施工技术[J], 山西建筑, 2006, 32.

水工建筑物防渗加固措施 篇5

在堤坝防渗工程中, 高压喷射灌浆技术与常规砼防渗墙相比, 可不同程度地降低工程造价, 具有开挖量小, 施工方便, 占地少, 对临近建筑物影响小等特点。此项技术很大程度地提高了江、河、湖、库、渠的堤坝防渗抗灾能力, 减轻防洪压力, 对保障人民生命财产安全以及社会经济发展将起到积极的作用, 其社会效益是十分明显的。

1.1 钻孔:

泥浆固壁回转 (或冲击) 钻进。造孔过程中做好充填堵漏, 使孔内泥浆保持正常循环, 返出孔外, 直至终孔;跟管钻进。边钻进边跟入套管, 直至终孔。钻进时应注意保证钻机垂直, 偏斜率宜≤1%;下入喷射杆:泥浆固壁的钻孔可以将喷射杆直接下入孔内, 直至孔底。

1.2 高压喷射灌浆施工工艺

施工中所用技术参数因使用高喷的方法不同而不同。所用的灌浆压力不同, 提升速度也有差异。对各类地层而言, 若使用同一种施工方法则水压、气压、浆压的变化不大, 唯有提升速度变化较大, 是影响高喷质量的主要因素。一般情况下, 确定提升速度应注意下列几个问题:因地层而异, 在砂层中提升速度可稍快, 砂卵 (砾) 石层中应放慢些, 含有大粒径 (40cm以上) 块石或块石比较集中的地层应更慢;因分序而异。先序孔提升速度可稍慢, 后序孔相对来讲可稍快;高喷施工中发现孔内返浆量减少时宜放慢提升速度。

1.2.1 墙体位置的确定

根据设计要求平整好场地, 要求场地内地下无障碍物, 对某些作业地基软, 不平整, 有可能引起整机翻倒引起的事故的地段, 一定要采取防范措施, 在平整场地上对墙体中心线进行测量定位。

1.2.2 喷墙管理

应控制好掘进速度和灌浆压力、提升速度, 送气量的大小应使浆液成沸腾状为宜。灌浆阶段浆液不能发生离析和不允许发生断浆现象, 保证墙体均匀, 无夹心层, 若发生管道堵塞或因故短暂停机, 应迅速抢修。

2 一般灌浆治漏加固技术

2.1 灌浆治漏加固技术简介

2.1.1 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。

2.1.2 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。

2.1.3 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。

2.1.4 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。

2.2 灌浆治漏加固技术布孔和造孔应遵循的原则

2.2.1 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一0.5m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。

2.2.2 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。

2.2.3 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。

2.3 施工要求

2.3.1 先放空水库或将库水位降至灌浆部位以下, 再灌浆施工, 并做好灌浆各项记录。

2.3.2 洗孔;

灌浆前应对孔壁、孔底及裂缝进行冲洗, 采用风水联合冲洗方法, 水压力不大于本段灌浆压力的75%, 时间以孔深浅确定, 直到回清水为止。

2.3.3 维幕灌浆;

(1) 采用孔内循环法, 自上而下或自下而上分段灌浆, 最后全孔灌注。分段灌浆时, 要在遭浆段以上Oo5m处加胶塞封堵。通过论证, 也可采用小口径钻孔孔口封闭灌浆法; (9) 坝体内灌浆长度, 一船5nt左右较好, 孔深不超过8m时, 可全孔一次性灌注; (8) 灌浆压力按设计控制, 但要低于抬动试验极限压力, 一般控制在0.2MPa———0.4MPa。

2.3.4 坝面固结和追踪灌浆;

(1) 在孔内预埋注浆管, 孔口管周围用干硬性水泥砂浆填堵, 采用内径20mm钢管, 长50cm, 插入孔内40cm, 外露5Cm“10Cm, 管头要加工丝扣, 以便与输浆管连接; (7) 采取一组四孔并联灌浆法, 也可单孔或两孔一起灌注。对坝后漏水处重点孔位要采取单孔重点灌浆。灌浆压力按设计控制, 一般采用0.2MPa———0.25MPa。

2.3.5 浆液的浓度;

灌浆时应遵循由稀到浓的原则, 根据压水试验逐级改浓。坝体当注入浆量大于30L/min时, 可越级变浓。当某一级浆液灌注400L以上, 而灌浆压力和吸浆量均无明显改变时, 可改浓一级浆液灌注。浆液水灰比一般采用重量比8:1、5:1、3:1、2:1、1.5:1、1:1、0, 8:1、0.6:1、0.5:1九个级别。根据设计, 必要时还可掺和粉煤灰、砂于、石英粉、铝粉等。在灌浆过程中, 浆液要每隔一小时测定一次比重。

2.3.6 灌浆时要分2-3序灌注, 同时一定要进行复灌。

在设计压力下, 当吸浆量不大于O.4L/mio时, 再续灌30分钟即可结束。

2.3.7 灌浆孔封孔;

帷幕灌浆时, 竖孔封孔采.用机械导管法, 用1:2水泥砂浆从孔底向上逐渐提升封填密实;坝面固结灌浆水平孔封孔, 采用低水灰比1:2水泥砂浆人工填堵捣实。封填材料最好用膨胀水泥砂浆。

3 截渗墙技术

截渗墙为临河截渗。其作用是加固堤防, 降低大堤浸润线出逸点, 确保大堤安全。

截渗墙技术分为两种:一种是水泥土截渗墙其造价最低;一种是混凝土截渗墙, 其造价较水泥土截渗墙略高。混凝土截渗墙是在地面上进行开槽 (造孔) 施工, 在地基中以泥浆固壁, 开凿成槽形孔或连锁桩柱孔, 回填防渗材料, 筑成具有防渗性能的地下连续墙。水泥土搅拌桩截渗技术是利用多头小直径深层搅拌机具把水泥浆喷入土体并搅拌形成水泥土, 以水泥为固化剂, 固化剂和土体之间发生物理化学反应, 使土体固结成具有良好整体性、稳定性、不透水性, 并具有一定强度的水泥土截渗墙, 以达到截渗的目的。

优点:工程造价低, 占地少, 施工进度快。

缺点:截渗墙为地下隐蔽工程, 施工工艺复杂, 技术要求高, 特别是在地基土层复杂时, 施工中容易出现意想不到的问题, 造成施工中断。混凝土截渗墙还容易出现槽壁坍塌、漏浆、墙体接缝有泥皮夹层、墙体槽间横向倾斜等技术难题, 还有待于进一步分析研究。

摘要：多年来水工建筑物防渗加固问题一直是水利工程施工当中施工中尤为重要的环节, 当基础土质较差, 渗透性较强时, 在水流的作用下对基础的危害很大。因此防渗加固工程便成了水工建筑施工中不可忽视的部分。本文简要介绍几种防渗加固技术。

病险水库防渗加固处理措施浅谈 篇6

一、技术问题的提出

病险水库普遍存在的严重威胁大坝安全的问题是渗透破坏和变形破坏。病险水库处理技术, 从防渗角度分析大体分三个阶段:即上世纪50年代末至70年代末作为第一阶段, 这时候主要是引进技术, 如砼防渗墙、基岩灌浆技术等, 国内也有一些发明创造, 如倒挂井、冲抓井等, 因为效率低、适应范围小逐步被淘汰;上世纪80年代初到2000年, 我国对水库防渗加固技术展开了大规模的研究, 出了大量成果, 如劈裂灌浆技术、高压喷射灌浆技术、搅拌桩、射水法造墙、锯槽法造墙、引进的液压抓斗等;2000年以后, 在总结大量单项防渗技术的基础上, 提出了利用综合技术治理病险水库的新理念。通过对我国病险水库的调查研究发现, 在不同或同一个病险水库上同样是渗透破坏, 但产生的原因、破坏的部位、破坏的程度、工程地质条件、工程类别、当地条件等往往不尽相同, 对上述不同情况, 应有针对性地选用不同技术组成最优组合方案, 即综合技术, 这比单一采用某种技术措施的结果要优越。

㈠土坝坝体

受当时条件限制土坝体填筑质量大部分较差, 沉降比大, 沉降变形造成坝体裂缝及弱应力破坏土区, 存在产生水力劈裂威胁大坝安全的因素;坝后坡出现散浸、浸润浅出逸点高等问题, 加之有的坝后无反滤体或反滤体已失效, 故坝体抗渗坡降不足, 坝后无保护, 大坝处于危险状态。

㈡接触冲刷

接触冲刷的形式有防渗软体直接冲刷和裂隙发育的基岩接触冲刷、防渗软体和覆盖层砂卵石直接接触以及坝体内埋管无截渗措施或不足等冲刷。

㈢覆盖层

部分坝前加粘土铺盖时清基, 因粘土铺盖压实度不足, 抗渗坡降较小, 铺盖被击穿, 基础砂卵石层中发生强烈渗透变形, 威胁心墙底部的安全。部分清基不彻底, 渗流除对砂卵石产生渗透变形外, 可能直接接触防渗心墙, 威胁大坝安全。

㈣坝内埋管

多数管道老化失修发生大量环形和纵向裂缝, 管内水涌出, 沿管外壁流至坝后出口, 有的虽未裂缝, 但防渗措施严重不足, 库水通过外管壁在坝后管口附近出流, 随着时间的推移, 有可能产生接触冲刷, 属严重隐患, 必须进行处理。

㈤反滤保护

坝后和心墙前后的反滤保护是防止坝体渗透破坏的重要组成部分。土坝的防渗主要是靠防渗体, 即心墙坝的心墙、均质坝的坝体、坝前铺盖等。渗流计算一般把防渗体假设成均质土体, 但实际在坝体填筑施工中, 使填筑土均匀分布是很困难的。坝体内局部疏松土区不可能达到设计要求的抗渗坡降, 如果这些疏松土体在坝体内上下游连接起来, 就会形成集中渗流通道, 发生渗透变形, 甚至出现管涌、流土威胁大坝安全。如能做好反滤保护, 就会避免上述渗透变形及管涌流土破坏可能。但大部分反滤体施工的不规范, 如反滤体填筑料大部分用粘粒含量超出规范的混合砂等, 基本不起反滤作用;有的填筑级配料较好的, 也由于年久失修, 已失效, 需要返修或重做。

二、防渗方案确定

病险水库防渗处理方案的确定, 须在充分掌握工程地质、水文、原有工程的历史、施工运行情况、当地材料等的基础上, 进行充分研究论证, 根据坝型及病险工程的不同部位、病险程度、产生机理等制定不同的技术方案。

㈠土坝坝体

土坝坝体的病险多表现为渗透破坏和变形破坏。渗透破坏的原因主要是在土坝填筑时碾压不实, 土体疏松使坝体某些土区抗渗坡降降低, 坝后出现过大的剩余水头浸蚀坝体。变形破坏也多因填土不密实, 坝体内产生集中渗流, 或软弱接触带的冲刷, 发生过大的沉降变形。

劈裂灌浆是解决土坝坝体渗透稳定和变形稳定的最好方法之一。土坝劈裂灌浆技术是上世纪80年代初我国首创的一项新技术, 它机理明确、质量稳定持久、施工速度快、价格便宜、效果良好, 比一些传统技术有很大的优越性。其基本工艺是沿坝轴线用压力粘性土泥浆劈开坝体, 建立垂直连续完全封闭的防渗帷幕, 充填集中漏水通道, 而且通过浆坝互压和对坝体土的湿化固结, 解决坝体的变形稳定, 弥补了原土坝设计和施工中的缺陷, 使水库正常运行。

另外, 振动沉模防渗板墙技术也是针对大坝渗漏隐患进行治理的一项垂直防渗新技术。砼防渗墙技术是我国上世纪50年代从国外引进的, 厚度长期停留在0.8m～1.2m。在施工机械方面, 由乌卡斯进行造孔, 近年引进了液压抓斗造孔, 经改造可营造0.6m、0.4m的薄砼防渗墙, 但需要更薄的砼防渗墙就难以做到。所以限制了它的使用范围或对某些不需要那么厚度的防渗墙工程也只好采用, 造成了浪费。

振动沉模防渗板墙技术是一种可营造8cm～25cm的超薄砼防渗墙技术, 填补了砼防渗墙系列中超薄墙这项空白。振动沉模防渗板墙技术, 从机械到施工工艺上完全不同于传统的砼造墙技术, 实现了造槽、泥浆护壁、清碴、浇水下砼、处理接头等程序, 是一道工序成墙的崭新工艺, 因此它可以做到造墙质量最优、墙体不开叉、槽孔之间不夹泥、表面平整连续封闭的防渗帷幕墙。这在利用传统的砼防渗墙设备和工艺是难以做到的, 其施工速度快, 还可以做到基本不排浆、不污染环境等。

㈡坝体心墙和基岩面的接触冲刷

有些土坝基岩裂隙开度较大, 基岩上无砼盖板, 其上填土疏松, 故土坝防渗体与基岩面的接触冲刷是威胁土坝的主要安全因素之一。为此, 在土坝设计时, 应在接触面上设置砼盖板, 一则使防渗土和基岩隔离, 防止接触冲刷, 二则可作为基岩帷幕灌浆的压力盖板。据调查统计大部分大中小土坝都忽略了这一设计内容, 为土坝后期运行期间埋下了隐患。为弥补上述设计上的不足, 近年采用了高压喷射灌浆技术解决了接触带的冲刷问题, 即沿大坝防渗体轴线布置高压喷射灌浆孔, 在接触带营造砼板墙帷幕。为满足渗流条件要求砼板墙插入心墙防渗体和基岩一定的深度。其优点是能够比较彻底的解决接触冲刷问题, 不破坏坝体, 只在接触带营造帷幕, 大大的节约了经费。

高喷灌浆的设计、施工是一门涉及多学科的综合性科学, 需要一个认真的熟练的设计施工队伍, 只要根据不同地层、水质和工程需要, 做好前期的论证, 精心设计, 精心施工, 是有把握能成功的, 否则失败的机率也很大。

㈢基岩漏水

基岩帷幕灌浆经多年运用技术已非常成熟, 被广泛应用于地基加固和防渗处理。但已建中小水库在设计和施工时受当时条件限制, 相当大一部分漏水的基岩未做帷幕灌浆, 并且没有浇筑砼底板, 而是将坝体的防渗土直接铺在裂隙发育的基岩面上, 为大坝的接触冲刷提供了条件。解决这一问题, 可利用高压喷射灌浆技术, 在接触带上沿大坝防渗体轴线做成旋喷桩, 一排或多排套接成压力隔离盖板, 在压力盖板下再做基岩帷幕灌浆, 避免了直接采用基岩帷幕灌浆的办法所发生的问题, 弥补了原设计上的缺陷, 解决了对已建坝如何做好基岩帷幕灌浆技术问题。

㈣几种结构的连接形式

上述三种工法如何连接成封闭帷幕是成功和失败的关键。根据坝体、接触带和基岩渗流场的要求, 必须形成封闭的具有足够抗渗透力的帷幕, 才能削减一定的水头, 形成不产生渗透破坏的流态。结构连接形式有三种。一是坝体土和裂隙发育的基岩或风化土帷幕的连接结构形式:高喷板墙插入坝体和坝下基岩至强风化和弱风化的接触面, 扦入坝体深度为坝前后水头差的1/5～1/10。二是坝基为砂卵石的帷幕连接形式:高喷板墙扦入基岩0.5m～1.0m, 扦入坝体为坝前后水头差的1/5～1/10。三是坝基为强透水基岩的帷幕连接形式:在坝体和基岩接触面上沿土坝防渗体轴线做约0.5m厚的旋喷桩1～3排, 套接成压力隔离盖板, 旋喷桩以上做高喷板墙插入坝体, 旋喷桩以下做基岩帷幕灌浆。

三、结语

综合技术的产生是我国多年来处理病险水库的技术总结, 代表病险水库土坝治理的主要方向, 这一模式的推广应用将加速病险水库处理的进程, 并可节约大量资金。综合技术冶理病险水库是综合了各项先进技术组合成最优综合方案, 因此能做到科学、经济、合理, 发展趋势良好。理论和实践都已证明, 该技术是先进的, 有发展前途的。

论水工建筑物防渗加固措施 篇7

1、钻孔:

泥浆固壁回转钻进。造孔过程中做好充填堵漏, 使孔内泥浆保持正常循环, 返出孔外。钻进时应注意保证钻机垂直, 边钻进边跟入套管, 直至终孔。

高压喷射灌浆施工工艺

施工中所用技术参数因使用高喷的方法不同而不同。对各类地层而言, 若使用同一种施工方法则水压、气压、浆压的变化不大, 唯有提升速度变化较大, 是影响高喷质量的主要因素。一般情况下, 确定提升速度应注意下列几个问题:因地层而异, 在砂层中提升速度可稍快, 砂卵 (砾) 石层中应放慢些, 含有大粒径 (40cm以上) 块石或块石比较集中的地层应更慢;因分序而异。先序孔提升速度可稍慢, 后序孔相对来讲可稍快;高喷施工中发现孔内返浆量减少时宜放慢提升速度。

二、一般灌浆治漏加固技术

1、灌浆治漏加固技术简介

(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。

(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。

(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。

(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。

2、灌浆治漏加固技术布孔和造孔应遵循的原则

(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。造孔可一次性造孔, 也可分序造孔, 破碎地带上下分段造孔、分段灌浆, 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。

(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;在裂缝部位, 可沿裂缝每1m布设一孔。孔径孔深根据坝体实际情况确定。

(3) 坝下游面追踪固结灌浆布孔: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。孔深和孔径同坝上游面。

3、施工要求

(1) 洗孔;灌浆前应对孔壁、孔底及裂缝进行冲洗, 水压力不大于本段灌浆压力的75%, 时间以孔深浅确定, 直到回清水为止。

(2) 维幕灌浆: (1) 采用孔内循环法, 自上而下或自下而上分段灌浆, 最后全孔灌注。 (2) 坝体内灌浆长度, 一般5m左右较好, 孔深不超过8m时, 可全孔一次性灌注; (3) 灌浆压力按设计控制, 一般控制在0.2Mpa-0.4Mpa。

(3) 浆液的浓度;灌浆时应遵循由稀到浓的原则, 根据压水试验逐级改浓。坝体当注入浆量大于30L/min时, 可越级变浓。当某一级浆液灌注400L以上, 而灌浆压力和吸浆量均无明显改变时, 可改浓一级浆液灌注。浆液水灰比一般采用重量比8:1、5:1、3:1、2:1、1.5:1、1:1、0.8:1、0.6:1、0.5:1九个级别。在灌浆过程中, 浆液要每隔一小时测定一次比重。

(4) 灌浆时要分2-3序灌注, 在设计压力下, 当吸浆量不大于0.4L/min时, 再续灌30分钟即可结束。

(5) 灌浆孔封孔:帷幕灌浆时, 用1:2水泥砂浆从孔底向上逐渐提升封填密实;坝面固结灌浆水平孔封孔, 采用低水灰比1:2水泥砂浆人工填堵捣实。封填材料最好用膨胀水泥砂浆。

三、截渗墙技术

截渗墙为临河截渗。其作用是加固堤防, 降低大堤浸润线出逸点, 确保大堤安全。

截渗墙技术分为两种:一种是水泥土截渗墙其造价最低;一种是混凝土截渗墙。混凝土截渗墙是在地面上进行开槽 (造孔) 施工, 在地基中以泥浆固壁, 开凿成槽形孔或连锁桩柱孔, 回填防渗材料, 筑成具有防渗性能的地下连续墙。水泥土搅拌桩截渗技术是利用多头小直径深层搅拌机具把水泥浆喷入土体并搅拌形成水泥土, 以水泥为固化剂, 固化剂和土体之间发生物理化学反应, 使土体固结成具有良好整体性、稳定性、不透水性, 并具有一定强度的水泥土截渗墙, 以达到截渗的目的。

优点:工程造价低, 占地少, 施工进度快。