防渗墙设计实例分析（共7篇）
防渗墙设计实例分析 篇1
摘要：本文以某大坝为参考, 分析了大坝排水结构的设计以及作用, 从而全面了解大坝排水结构。
关键词：大坝,防渗,排水结构防渗帷幕
为了能够提高水库的防渗能力, 确保水库的蓄水量, 将大坝的排水防渗排水以及坝型设计成以下模式:拦河坝德坝型为粘土心墙堆石坝, 坝顶高度为2 095m, 坝高77.33, 心墙防渗体顶宽3m, 上下坡的比例为1:0.25。为了防止接触冲刷, 将基岩和土质防渗体分开, 底板采用的是厚度为1m的混凝土盖板, 这样同时也能够做灌浆盖板。将心墙防渗体轴线相对于坝轴线向上游偏移3m, 来确保心墙防渗体和防浪墙好好的结合, 使防浪墙的高度减小。
上面的大坝防渗排水系统设计是否合理、是否能够起作用, 这是需要分析来证明的。本文就是针对大坝的防渗系统 (指粘土心墙设计与大坝帷幕灌浆处理) 的布置效果来阐述分析。
1 防渗和排水设计
1.1 防渗帷幕布置
考虑到坝基岩体的渗透特性, 防渗依托主要用以下隔水岩石:滑石化灰岩 (有较弱的渗透性、靠近建基面) 、泥灰岩 (白云质) 和D3h岩组砂岩、石英砂岩夹页岩, 这样可以有效的控制透水岩体的渗漏能力, 这类岩石以栖霞灰岩为主, 并对防渗面积还有防渗线路进行缩减, 确保防渗体是安全经济、可靠合理、简便施工的基础上建造的。坝基防渗帷幕轴线在坝轴线下游5.5m处, 与隔水层相交, 呈“U”型结构。
1.2 幕体结构
帷幕深度按照防渗范围来讲:在河床段应该是70~85m, 左岸45~175m, 右岸30~170 m。一般情况下基础灌浆廊道要设在河床坝体中, 在两岸, 三层灌浆洞设在近河段, 两层设在远河段。一般在用混凝土衬砌后灌浆洞的尺寸为3m×5m。防渗灌浆主帷幕被灌浆洞分段, 这样单层的帷幕灌浆深度就会降到50m左右, 上下帷幕分层搭接呈现出迭瓦式。衔接帷幕将上层帷幕底部与下层帷幕顶部连接起来, 上层帷幕孔一直深入到下层灌浆洞底板以下5m处。除了河床和近河地段其余地段都是2排, 只有这两处是三排。在3排区除了上有是斜孔之外其他的都是垂直孔。在排距方面的设计, 上游排和中间排之间0.5m, 中间排和下游排是1.5m, 孔距都是2.5m。在灌浆洞底板以上20~90cm处衔接帷幕要向下打深深入基岩7m的扇形孔。灌浆压力除了在河床及近河地段为4.5MPa外其余地段为3OPa。
1.3 主、副排水孔
在基础灌浆廊道主帷幕下游是平行帷幕布置的主排水孔, 其孔深度是主帷幕深度的1/3到1/2之间, 一般的情况下是30.0~44.0m, 18°、30°的顶角, 倾向下游, 孔距为3m, 孔径是110mm。在大坝基础纵横排水廊道的里面是孔深为12~15m的副排水孔, 除了第一副排水时斜孔之外, 剩下的都是垂直孔, 其中斜孔倾向上游, 15°的顶角。孔距分别为3m和4m, 孔径91是mm。
2 计算模型
2.1 计算方法
1) 渗流数学模型和数值模拟方法[2], 渗流场分析旨在求解满足定解条件的存在性、解的唯一性以及稳定性3个条件的数值结果;
2) 渗流量的计算[4]。渗流量计算是指通过某一指定过水断面的流量。假定过水断面是由一系列平面单元组成, 则通过该过水断面的流量。
2.2 有限元模型的坐标系
有限元模型坐标系 (X, Y) , 大坝轴轴线方向用X轴表示, 正方向向右, 负方向向左, 在X=0处表示坝顶中线。顺河向的水平方向用Y轴表示, 正方向为下游, 负方向为上游, Y=0处表示大坝轴线。
2.3 计算范围及计算边界
如何对计算范围及计算边界进行设置
1) 沿着高程的方向, 把从坝基开挖面两倍坝高 (H=66.33m) 到坝基相对隔水层作为计算范围, 即在高程方面沿着高程方向去1 845.0m。
2) 顺河方向, 计算范围是河长600m, 即从大坝的上游300m处到下游的300m处。对大坝的渗流进行测试的时候, 由于受到地形地质和水文条件的影响, 将计算边界定义为: (1) 在大坝上游面, 在水库水位一定的情况下, 渗流情况稳定, 那么这种情况下就符合迪利赫特条件, 即在X方向边界上已知水头, 不知道法向流速; (2) 坝基上下游和模型底部边界都为相对隔水层, 所以它满足纽曼边界条件, 即渗流边界上的法向流速已知, 水头未知; (3) 将大坝下游的表面边界认为是溢出面边界, 可是因为溢出点位置会随着蓄水位的变化不断变化, 所以定为未知边界, 这样可以把节点水头用计算迭代求出。
2.4 材料参数
通过仔细的分析研究, 并充分考虑地质条件、筑坝材料及设计目的, 运用物理学指标结合已建工程, 以及采用工程类比的方法进行综合分析材料参数, 加以确定, 所以计算出来的参数不但合理而且恰到好处的说明工程的实际情况。
3 结论
1) 通过渗流分析了解到该水库主要是坝基渗漏, 心墙渗漏较小。正常的蓄水位单宽渗漏量分别为3.15m3, 由此我们可以知道, 相对于水库上游平均地表的径流大坝总渗漏量所占比例不到0.02%, 所以大坝防渗设计是可以满足防渗要求的。
2) 此大坝的心墙底板局部地区渗透坡降很大。水位正常的时候大坝心墙底板渗透坡下降到19.20。可是这些仅仅位于和防渗帷幕的接触面地方, 离该部位较远的渗透坡会降迅速减小。所以底部心墙下游坡和下游侧是危险区域, 应该设有反滤保护层, 心墙底部必须设置混凝土盖板是避免局部渗透破坏。
3) 基础渗透性可以通过灌浆帷幕来降低, 可以控制渗流量的减小、提高抗渗变形能力, 因此大大提高了大坝的安全度, 在整个工程中起到相当大的作用。
参考文献
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防渗墙设计实例分析 篇2
目前, 我国的水利工程建设处于快速发展的时期, 对于水库大坝的使用也不断增多。而在水库大坝工程中, 做好防渗加固工作十分重要, 对此必须重视水库大坝的除险加固设计, 以有效的保障水库和河道的防洪安全。
2 水库大坝的除险加固防渗设计处理的重要性
对于水利工程而言, 水库大坝是十分常见的建筑, 且水库大坝对于调节水源以及涵养地方经济发展有着重要的作用。水库大坝能够在夏季雨量充沛的时期及时的储存水源, 在雨水较少的时期开闸泄水, 从而确保农业长期稳定的发展。我国水库大坝的建设通常建设时间较长, 因此可能会存在诸多病险水库, 加上设计的标准偏低, 导致输送水的能力较弱。为此, 在进行水库大坝除险加固防渗设计的过程中, 需要及时的针对水库大坝病害情况做好水库大坝的改良设计, 从而有效的做好降水量的调节。
对水库大坝进行除险加固防渗设计的过程中, 需要制定有效的设计方案, 比如, 针对大坝渗漏问题, 需要采取有效经济的防渗技术措施, 结合水库大坝的溢洪道泄流水面线实际情况, 进行边界加固工作, 通过加厚地板等方法, 保证开展水利工程建设更具科学性以及实用性。
3 水库大坝除险加固的防渗设计具体处理方式
3.1 提高大坝坝体结构的稳定性
3.1.1 具体水库大坝的结构分类
水库大坝防渗加固时, 所采取的措施必须遵循遵守上堵中截下排的原则, 需借助天然粘土以及人工填筑粘土的方式进行整体水平铺盖。此外, 水库大坝除险加固还可采用垂直防渗的方式, 具体方法有:高压喷射灌浆防渗、混凝土防渗墙、倒挂井防渗墙以及劈裂灌浆防渗等。大坝的坝体需要根据上下游坡度的陡缓度采取相对应系数放缓对策进行实际施工。
3.1.2 加强大坝其他建设项目的结构维护
要想稳定大坝结构, 还需要加强护坡工作, 做好涵洞危险灾情处理、排水棱体处理, 从而提高泄洪道排水的能力, 实现大坝改造除险加固的目的。滑坡对于水库大坝有着直接的影响, 因此需要结合滑坡作用特点、自身性质、形成原因、滑坡范围、规模、滑坡的边界条件等, 做好力学参考工作, 从而实现滑坡有效处理, 保证其安全稳定性。
3.1.3 做好大坝坝体加固, 提升抗震能力
进行水库大坝除险加固的工作中, 还需要加强其抗震能力, 做好地震震级、地震烈度的检测工作, 进行大坝坝体的加固。对于大坝坝体的抗震加固, 还要做好水库大坝坝顶的超高设计, 从而放缓坡坝, 以促进水库坝体的上部坝坡稳定性。因为水库大坝的上部地震惯性较大, 需要进行增厚加固, 一般采用石块/石块砌体进行增厚, 同时加设钢筋槽笼以提高水库大坝建设的稳定性。要想做好钢筋、土石方格的设置, 需要注意做好水库下游坡坝的加固, 避免开闸泄洪出现下游坝坡被冲毁的问题。
3.2 提高水库的除险加固能力
3.2.1 采取有效的水库除险加固措施
水库大坝除险加固设计, 必须以简便可行为主要原则, 从而保证工程的经济性。做好水库大坝除险加固工作, 要求施工人员在施工现场做好地质勘查工作, 对大坝渗流情况进行具体分析。通常情况下, 大坝坝体的裂缝产生后不进行及时处理则会导致出现大坝整体溃堤, 因此在水库大坝除险加固的过程中, 第一步便要解决裂缝的问题, 有效的达到加固的目的。如果渗流的情况不严重, 则可采用高压单管混凝土旋喷施工技术, 保证渗流缝隙得以堵塞, 从而有效避免混凝土板产生胀裂。此外还可采用翻砌的施工方式以处理裂缝渗水的问题, 实现接缝处理。在水库大坝的上游, 还可选择混凝土面板防渗技术。因为混凝土面板属于刚性体, 容易出现裂缝问题, 所以进行水库除险加固时一般采用单管高压旋喷造防渗墙施工的方法, 从而保证水库大坝防渗工作的顺利开展。
3.2.2 水库的防渗技术
水库一旦产生渗水问题, 由于水库大坝的内部基本结构在强大的水压作用会出现松动或部位的变化, 所以需要采用有效的水库防渗技术, 从而达到坝体防渗的目的。一般采用混凝土防渗墙、高压喷射灌浆、帷幕灌浆、深层搅拌连续墙等措施进行防渗, 从而有效的提升水库大坝整体施工的质量。
3.2.3 坝体的加固渗漏处理技术
大坝坝体加固主要是为了加强坝坡的整体结构坚固性, 通过坚固坝坡的内部结构以提升工程整体的抗剪强度。其加固渗漏处理技术一般采用高压旋喷防渗墙技术, 通过设计、质量检查保证施工质量, 同时借助开挖回填、增设防滑体以及放缓坝坡等方式采取有效的防滑措施并掺合土料以达到防渗的目的, 从而实现坝体加固, 以确保水库大坝整体的质量及稳定性。
4 结合实例分析水库大坝除险加固防渗处理设计
本工程为某水库大坝工程, 大坝坝址以上的集雨面积约为0.85km2, 最大坝高为13.2m, 水库的总库容面积约为20.7m3。本大坝为均值土坝, 坝顶高程为900m, 坝底的开挖高程约886.8m, 坝体的平均建基面高程约886.8m, 坝顶长度为54.1m, 坝顶的厚度约4.4m。上游坝坡为单坡, 以块石砌护施工, 坡比为1:2.2;下游坝坡种草, 高程893.4m, 且设置马道, 马道的上坡比约为1:1.65, 下坡比约1:2.27。坝趾处则设置堆石棱体以达到防渗的目的, 棱体顶宽2.9m, 内坡比为1:0.5, 外坡比则为1:2.41。本水库主要功能以灌溉为主, 是结合养殖、防洪的综合利用小 (2) 型水库。该水库大坝属于5级建筑物, 正常水位高约897.0m。对本大坝土体进行分析, 其土工颗粒中粘粒含量约24~47%, 粘粒含量较大, 塑性约7.2~13.5, 土料总体质量一般。
目前水库大坝坝体出现渗流, 经过调查分析其主要原因为: (1) 坝身填筑的质量较差, 造成坝体内部出现渗流通道。 (2) 坝体、坝基以及基础接触部位未做好防渗处理。所以需要及时进行坝体防渗高压喷浆施工, 进行坝基与接触段帷幕灌浆施工, 以减少渗流量。进行坝体的单管高压旋喷防渗设计, 制定相应方案。选择旋喷防渗墙的轴线, 按照大坝的地形特点以及应力条件, 在土坝轴线的上游设置高压旋喷防渗墙, 采取平行原坝轴线的方式进行旋喷加固。
加固后需进行渗流安全性分析及评价, 首先需要进行断面计算。大坝属于均质土坝, 选择大坝的最大断面实施断面计算, 大坝渗流计算采用Auto BANKV6.1软件进行计算分析。具体计算结果如下:
(1) 上游水设计正常蓄水位, 高度为897.8m, 下游无水时分析渗流稳定性。通过相关计算坝体的单宽总渗流量计算公式为q=9.0cm3/s·m, 最大的水力坡降0.12, 出现于大坝的上游面高程渗流口位置, 高度为897.8m。
(2) 上游库设计洪水位, 高度为898.59m, 下游无水时分析渗流稳定性。通过相关计算坝体的单宽总渗流量计算公式为q=11.0cm3/s·m, 最大的水力坡降0.13, 出现于大坝的上游面高程渗流口位置, 高度为898.59m。
(3) 上游库、校核洪水位, 高度为899.07m, 下游无水时分析渗流稳定性。通过相关计算坝体的单宽总渗流量计算公式为q=11.0cm3/s·m, 最大的水力坡降0.14, 出现于大坝的上游面高程渗流口位置, 高度为890.07m。
(4) 上游库校核洪水位, 高度为899.07m, 骤降至溢洪道的堰顶高程897.0m, 下游无水时分析渗流稳定性。通过相关计算坝体的单宽总渗流量计算公式为q=11.8cm3/s·m, 最大的水力坡降0.20, 出现于大坝的上游面高程渗流口位置, 高度为899.07m。
对所得结果进行分析, 按照大坝填土颗粒进行分析实验, 确定大坝填土的渗透变形为流土类型。采用单管高压旋喷防渗墙技术进行处理后, 各部位渗流情况得以有效处理, 达到了坝体除险加固防渗的效果, 满足水库的使用要求。
5 结束语
总的来说, 水库工程有着重要作用, 尤其在防御洪水灾害以及确保国民经济建设等方面有着重要地位。所以, 一定要做好水库大坝安全管理工作, 加强除险加固防渗设计与处理, 完善水库的鉴定制度, 及时的掌握工程的动态, 从而确保大坝工程安全的运行。
摘要：众所周知, 开展水利工程的建设有着重要意义。水库大坝是水利工程中最为常见的建筑之一, 在水利工程中占据重要地位。基于此, 必须加强已建水库大坝除险加固防渗工作, 本文即针对此展开了具体分析。
关键词：水库,大坝,除险加固,防渗,设计,处理
参考文献
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[3]范湘池.梅林水库大坝除险加固方案及防渗效果分析[J].广东水利水电, 2010 (12) :26~28.
防渗墙设计实例分析 篇3
医药化工项目特别是原料药项目生产过程所涉及到的工艺生产和反应流程周期长, 同时, 反应过程非常复杂, 原料含有大量有机溶媒和化工物质, 生产过程具有的高危险、高污染性、高毒害性、环境风险高以及生产环境的洁净性等行业特点, 容易造成地下水受到污染, 使地下水质量急剧下降, 成为人们最为关注的环境污染问题之一[1]。地下水污染难以觉察出来, 而且当发现污染时, 倘若能够采取快速行动解决污染源, 已经扩散到含水层中的污染物难以消除, 成为长期的隐患。一直以来, 国内在项目环境管理方面实施的制度都主要依靠的环境影响评价以及“三同时”, 只能将项目给环境造成的风险控制在审批和验收两个阶段[2]。为了全面降低医药项目给环境造成的负面影响, 确保环评和批复过程中涉及到环保方案和措施能够执行到到位, 逐步形成全方位跟踪式环境监管体系[3]。2012年, 环保部通过《关于进一步推进建设项目环境监理试点工作的通知》 (环办[2012]5号) , 通知强调, 各地环保部门必须将建设项目环境监理工作落实到位, 尤其是石化、化工、医药等项目[4]。本文在分析了医药行业特征的基础上, 总结了防渗设计遵循了参考标准, 深入剖析环评文件和环境监理现状彼此间存在的不统一, 梳理了防渗设计环境监理审查的关键点。
2医药化工项目防渗设计规范的选取
作为一个特殊的化工行业, 医药原料药行业的主要特征有: 应用范围广、防渗级别高、工程工艺复杂等。我国政府并没有专门针对这一行业项目工地地下水防渗工程提出标准。在实践中对项目的环境影响进行评测时, 基本上都是根据《危险废物填埋场污染控制标准》 (GB18598-2001) 、《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》 (GB18599-2001) 等标准对地下水提出防渗要求。 而在设计阶段参考《石油化工防渗工程技术规范》 (GB /T 50934- 2013) 等工程技术标准。虽然《石油化工防渗工程技术规范》 (GB /T 50934-2013) 针对环境影响进行了全面且细致的规定, 地面污水沟等方面都存在相应的要求, 不过这一规范针对的是石油化工行业, 对其他工业废物的保存、处理, 还有管道线路项目不具有约束力。防渗要求和标准之间的差异, 导致环境监理人员在审查项目防渗时, 没有固定的标准可依。故环境监理过程应注意各规范标准的适用范围。
通过上述分析可知, 国内在医药化工项目环境影响管控方面的制度存在诸多的缺陷, 尤其是防渗设计工艺缺乏标准, 技术要求存在矛盾, 不够经济和合理等, 国家应尽快制定发布了相应的医药化工防渗工程技术规范。
3防渗设计内容及环境监理审查要点
医药化工项目防渗设计指的是按照规范, 从原料储存、产品生产、废弃物处置等各个环节所施加的针对可能的环境污染因素采取防护性设计措施, 防止有毒有害物质泄漏造成对土壤或地下水质量的恶化[5]。通常来说, 医药化工项目在设计生产场所时, 必须结合污染物类型对不同区域的防渗性能进行设计, 然后结合这些设计要求, 选择对应的、有效的防渗手段, 制定防渗设计方案。 本章采取案例分析的方法进行说明。
3.1医药化工防渗设计方案
某医药原料药生产项目, 含水层易污染特征分级为中, 场地包气带防污性能分级中, 属于多含水层系统且层间水力联系较密切的地区。环评文件防渗要求体现在三个方面: (1) 结合不同区域防渗要求, 将场地划分成为重点、一般污染、非污染等防渗区域。 其中, 危废仓库、生产车间、原料仓库、污水处理区、污水收集管道及输送等属于重点防渗区;成品的仓库、循环水池属于一般防渗区;宿舍、办公区域属于非污染防治区。 (2) 确保重点防渗区防渗性能相当于土壤厚度在6.0m以上, 渗透系数达到的粘土;一般防渗区防渗性能相当于土壤厚度在1.5m以上, 渗透系数达到的粘土。 (3) 防渗区边界设置斜坡, 斜坡下放建设排水工程。
工程防渗设计方案要求:按照污染区和非污染区的标准, 对生产设备进行划分。其中, 污染区包括重点污染防治区以及一般污染防治区。防渗设计要求总结见表1。
由案例可以知道, 环评中涉及到的防渗设计标准门槛较低, 在环境监理方面的实践性价值不高。而且在进行设计时, 国家未发布医药化工建设项目建设场地地下水防渗设计相关规范, 设计单位设计时主要参考 《石油化工防渗工程技术规范》 ( GB /T 50934-2013 ) 、《危险废物贮存污染控制标准》 (GB- 18597- 2001) 等标准。设计单位不但要参考这些标准, 而且还要针对一些重点污染区域和装置的污染防治实施进一步完善。
3.2防渗设计环境监理审查要点分析
笔者在实践过程中了解到, 不少医药化工项目环境影响评价过多地倾向于空气等的环境保护, 对土壤、地下水的环保问题几乎是一带而过, 环评文件所提出的防渗措施也较为粗糙简单, 风险评估结论对防渗工程设计指导性不强。
在防渗设计审查过程中还面临以下问题: (1) 要求不全面, 或是降低标准, 增加地下水污染可能性, 给污染治理带来更大的工作量和更高的成本投入, 而过高的要求可以降低环境风险, 但给建设单位环保投资造成压力[6]; (2) 防渗工程设计要对防渗相关内容发生变化后, 有没有违背环保要求的评价标准进行说明[7]。笔者通过实践工作总结出一些建议:环境监理部门应以环评和批复要求为依据, 从而制定环境监理方案, 结合相关标准和要求归纳出防渗设计审查的关键对象, 使防渗设计既符合标准要求, 又保证工程投入在建设单位可承受范围。重点关注危废仓库、生产车间、 原料仓库、污水处理区、污水收集管道及输送防渗等重点区域的防渗设计审查, 对分区合理性、防渗手段的是否可行展开全面的评估。防渗设计的关键点见表2。
4结语
针对此前国内没有医药化工工程防渗技术要求不统一问题, 国家应尽快制定发布了相应的医药化工防渗工程技术规范。环境监理是一种有效的降低建设项目对环境造成的危害的程度的方法, 环境监理人员应该在了解医药化工实际情况的基础上, 结合相关标准和规范以及要求, 对地下水防控设计方案实施检查和审核, 促进此类项目地下水防渗系统科学性、安全性的进一步提高。
参考文献
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防渗墙设计实例分析 篇4
1 病险水库大坝加固砼防渗墙的工作布置
第一, 注意观察地质条件和水文条件, 工作人员根据实际情况将防渗墙建筑在坚固不透水的基层岩当中, 对于不利于发展的地质构造要及时避开, 避免影响工作质量。
第二, 对原有的防渗体以及建筑物相连接。砼防渗墙的建设应该考虑其形状, 在与土质防渗体相连接的时候, 必须注意插入土质的防渗体高度, 正常情况下应该在1P10坝高左右, 材料的接触面应该结合土料的允许比降进行确定。设计人员在设计的过程中, 应该要认真做好坝身砼构建筑物的防渗链接, 在实际的施工过程中必须注意接头处理。
第三, 设计好与水库的链接工作, 在选择材料方面认真思考, 尽量加快工程监督, 缩小工程量, 降低造价。
2 设计必选的注意事项
2.1 墙厚比选注意事项
设计人员选择防渗墙的厚度非常重要, 它是砼防渗墙设计的主要内容之一, 影响砼防渗墙厚度的主要因素有四方面, 即坝高和渗透稳定条件、施工条件和地质条件。因此必须要遵循《辗压式土石坝设计规范》中的规定进行设计。
2.2 材料比选注意事项
目前, 墙体材料主要选用塑性砼和普通砼两种, 其中塑性砼的强度比普通砼强度要小, 但其极限应变能力较高, 能在墙体和堤坝间的变形和沉降情况下不遭受到破坏。而普通砼的强度较大, 一般强度等级在C10以上, 但由于极限应变能力很低, 墙体和周围坝体间的沉降和变形都会导致普通砼超过盈利要求, 从而导致破坏。
2.3 泥浆比选注意事项
在建造槽孔的时候, 泥浆具有支撑孔壁、悬浮、冷却、润滑等方面的功能, 因此具有非常重要的作用, 但泥浆的作用却经常在设计当中被忽视, 一些地方在设计病险水库大坝砼防渗墙的时候, 均按照相应的技术要求进行设计, 因此, 在《水利水电工程混凝土技术规范》当中, 要求水泥的含砂量<5%, 粘粒含量>45%。此外, 水泥的塑性指数要在20左右。为了能够有效保证水泥的质量, 工作人员可以在泥浆中加入增粘剂或者分散剂, 从而有效提高泥浆的性能, 在稳定的前提下进行工作。
3 挖 (造) 槽孔施工法
常用的挖 (造) 方法多种多样, 主要包括射水法、锯槽法、抓斗挖槽法等。下文主要对不同的方法进行详细介绍, 并提出几点合理的建议。
3.1 冲击式钻进法
冲击式钻进法主要是利用曲柄两岸进行来回运动, 从而提升或下降钻头, 或者利用砖头进行自由下落, 并让土层岩石破碎, 从而继续前进。当孔底的钻渣逐渐增加后, 可以去除钻头, 并使用水下直升导管法进行浇注。该方法是世界上最早使用的施工方法, 其功效较低。
3.2 射水法
射水法主要是主要是利用水泵将水输送到射水装置, 并形成高速射流, 在向下移动的时候形成刀片切削等作用, 从而有效破坏土层结构, 将水土混合回流之后能够溢出地面之上, 在这时候, 可以利用卷扬机操纵成型器不断上下移动, 对孔壁进行切削修整, 让其变得更加有规律, 在成孔之后, 采用成型器侧向水喷嘴冲洗。值得注意的是, 该方法主要适用于10cm左右的粉土、粘土等地基, 并具有功效高、造价低等特点。
3.3 锯槽法
锯槽法主要是利用锯槽机对地层进行割据, 让槽孔变得更加有规则, 在锯管上设置相应的排渣管, 使用水泵进行排渣, 这种方法主要适用于松散的砂土和粉土当中, 具有高效等特点。
3.4 双轮铣槽法
双轮铣槽法的工作方法主要是在机架上的两个鼓轮反方向进行运动, 通过不断的切割和挤碎, 将砂石和泥土进行疏松, 并使用水泵抽取到地面中。在形成槽孔之后, 可以使用水下直升导管法进行浇注, 从而形成一段坚实的砼墙体。这种方法主要适用于土层和软岩石当中, 在工作过程中可以配给特制的滚轮刀, 从而能够有效对付一下坚硬的岩石, 提高挖掘的效率。
3.5 连钻一抓法
该方法和冲击式钻进法的工序有点相似, 施工的方法同样是利用冲击钻机方法对两个相邻的主孔进行钻出, 在完成钻孔之后, 使用抓斗将副孔中的造槽孔抓取。
以上便是主要使用的挖 (造) 槽孔施工法, 他们均有各自的优点和适用范围, 在选择工序的时候, 应该对以下几个方面进行考虑, 包括:坝基、地层、岩层特性、水文条件、开挖深度、施工条件、器械设备等。
4 注意细部方面的设计
4.1 注意防渗墙和两岸之间的链接
和两岸之间的链接, 工作人员可以按照一般的防渗墙做法就行, 由于两岸的演示比较容易破碎和流失, 因此工作人员可以考虑在两岸进行灌浆, 提高其坚硬度。
4.2 注意防渗墙和地基之间的链接
工作人员要对地基的情况进行分析, 将墙底嵌入到地基岩石1.0m当中, 当不透水层埋藏较深的时候, 则应该进行采取灌浆帷幕的措施。
4.3 注意与顶部之间的链接
和顶部之间的链接, 工作人员尽量要往上游布置轴线和防渗墙。防渗墙墙顶的高程应该高于静水位, 工作人员应该将墙顶和坝顶公路相连接, 并留有一定的过渡层。
4.4 墙段的链接
墙段链接的方法多种多样, 工作人员必须根据上文所述的挖 (造) 槽孔施工法选择合适的套接接头、平接接头、双反弧接头、接头管法以及软接头法这几种方法, 在工作的时候, 工作人员也要根据实际情况选择合适的槽段长度, 减少墙段链接的缝数。
4.5 在墙内埋设相应的观察仪器
墙内埋设观测仪器是非常重要的, 主要包括水压力和土压力观测仪, 应力仪器等。工作人员必须根据埋设位置的不同, 选择合适的固定方式。
5 结束语
在建造砼防渗墙墙身质量检查需要在建筑竣工之后一个月进行, 通过检查其是否均匀, 或者墙体本身是否存在一定的缺陷, 及时找出相关的问题, 纠正, 通过对墙段接缝、强度、渗透等方面进行分析, 若不能达标的, 则要及时分析和解决。
摘要：本文主要对病险水库大坝防渗加固砼防渗墙设计进行分析, 结合实际情况给予几点合理的建议。
关键词：病险大坝,防渗加固,砼防渗墙,设计,建议
参考文献
防渗墙设计实例分析 篇5
1 塑性混凝土的材料组成及性能
1.1 塑性混凝土的材料组成
塑性混凝土是一种由水泥、水、粘土、膨润土、石子、砂等原材料经搅拌、浆体浇筑、凝结而成的混合材料。塑性混凝土与普通混凝土的最大差异是胶凝材料组成的不同,塑性混凝土的胶凝材料除了水泥之外还有膨润土、粘土等,也可以同时掺入两种材料[5]。有时,为了改善塑性混凝土的性能并节约水泥,有时还要掺加粉煤灰、外加剂。在组成材料的选择上,一般应满足如下要求:水泥宜选用32.5级的复合硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥、也可选用粉煤灰硅酸盐水泥;细骨.料(砂)尽量选用石英含量较高、颗粒浑圆、具有平滑筛分曲线的河砂,也可选用人工砂,其细度模数宜为2.4～2.8;粗骨料(石子)的粒径由大到小应连续,最大粒径不应超过40 mm。条件允许时,采用最大粒径为20～31.5 mm的一级骨料更好,采用二级配骨料时,小石与中石的比例不宜小于4:6;粉煤灰应根据需要掺用,且宜选用Ⅱ级及以上的粉煤灰;当水泥强度等级与混凝土强度等级比值较大,以及用于临时建筑物时,可用Ⅲ级粉煤灰;膨润土宜选用Ⅱ级及以上的膨润土;粘土的粘粒含量应在50%以上。
1.2 塑性混凝土的性能
1)工作性较好
由于水泥用量的减少,及粘土和膨润土的掺入,这使得塑性混凝土的拌和物具备了和易性能好、流动性及粘聚性能优良、不易离析不泌水,易于泵送且能自流平、自密实等优越性能。良好的工作性能使硬化后的塑性混凝土获得质量均匀、物理力学性能良好的前提,否则就会造成混凝土分层、不密实,流动性或填充性不足时还可能造成混凝土内出现大气泡、蜂窝等严重缺陷,甚至产生离析和泌水还会造成混凝土表面出现麻面、流砂等现象。塑性混凝土的工作性能直接影响着其使用性,因此为满足防渗墙施工及易于泵送等要求,必须保证塑性混凝土拌和物具有良好的工作性。
2)较低的弹性模量
弹性模量是塑性混凝土的一个重要力学参数,它决定着防渗墙在实际受力情况下的变形能力。而由于粘土及膨润土的加入,使得塑性混凝土的弹性模量得到降低,与周围土体的弹性模量很接近,因此具有很好的变形性能,能适应较大变形而不至于在墙体内部产生很大的应力。这也是塑性混凝土防渗墙优于刚性混凝土防渗墙最重要的方面[6]。
3)具有一定的抗压强度
塑性混凝土的强度较低,根据相关文献,其抗压强度能一般在1～4 MPa,基本能满足某些工程所必须得强度,如水利工程中的防渗墙工程,另外,由于粉煤灰的加入,塑性混凝土的后期强度也有一定的增长。影响塑性混凝土的强度的因素一般有:水胶比、水泥品种及用量,膨润土及粘土掺量等,另外,在有些情况下需要考虑粉煤灰掺量和外加剂等因素的影响。提高塑性混凝土的强度,应控制好骨料的级配、最大粒径、含泥量、水灰比、水泥材料用量等指标。
4)良好的抗渗性
虽然塑性混凝土的水泥用量减少了,但是由于粘土及膨润土的加入,水泥的水化产物仍能够连接成完整的骨架,并粘结绝大部分的土料颗粒,使之不被渗水带走,足以抵抗一定的渗水压力,使其具有良好的抗渗性能。塑性混凝土的相对渗透系数很低,一般在10-7～10-9cm/s之间,和刚性混凝土的抗渗性能相接近,甚至优于刚性混凝土的抗渗性能。从防渗的角度来讲能够满足各种规模土石坝工程基础防渗墙的要求。另外,随着水泥和膨润土水化过程的发展,水化产物的密度和强度不断增加,自由水分子不断减少,混凝土的密实性和抗渗性随龄期发展而增强。
2 塑性混凝土防渗墙的设计、
2.1 配合比设计
塑性混凝土配合比设计的主要参数为水胶比,水泥掺量、膨润土掺量和粘土掺量,砂率,一般应满足以下三个方面的技术要求:
1)塑性混凝土的水泥用量为80～200 kg/m3,膨润土用量不宜小于40 kg/m3,胶凝材料总量(包括土料、粉煤灰等)不宜小于240 kg/m3;
2)塑性混凝土的水胶比与粘土和膨润土掺量有关,一般水胶比为0.60～1.3,粘土和膨润土掺量少、强度和弹强比高用较小的水胶比,反之用较大的水胶比。
3)砂率不宜小于45%,宜采用一级配骨料,当采用二级配骨料时,小石与中石的用量比不宜小于1。
另外,在进行塑性混凝土的配合比设计时,应尽量避免使用粘土,粘土的分散性较差,如果以粉状或块状掺入,不能获得均匀的拌和物;如果以泥浆方式加入,则很难控制用粘土的掺量和用水量、以致影响水胶比等指标,使塑性混凝土的质量难以控制[7]。
2.2 防渗墙设计
塑性混凝土防渗墙墙体结构设计的主要内容是确定墙体的厚度,设计要求包括:强度、抗渗性、变形及施工设备要求。设计时应遵循以下原则:1)平面布置上,对于坝基可布置在上游坝趾下或坝轴线附近,闸基一般布置在闸基上游侧;2)立面布置上,一般将防渗墙插入稳定性较好的地基中3～5 m,墙厚根据水力比降及施工设备情况确定,一般不小于0.6 m。
塑性混凝土防渗墙的结构计算分析包括静力计算、动力计算以及静动应力组合计算,其目的是为选用设计方案、进行混凝土配比试验和埋设原型观测设备提供科学依据。由于墙体材料强度降低,塑性混凝土防渗墙一般设计成非承重墙,塑性混凝土使墙体材料的弹性模量与周围土体的弹性模量相近,两者的相对沉陷差及墙体承受的外荷载减少,这使得墙体产生的拉应力大幅降低[8]。
3 塑性混凝土防渗墙的施工工艺
3.1 施工工艺
塑性混凝土防渗墙的施工一般由以下6个过程组成:导槽施工一泥浆制作一造孔成槽一泥浆护壁一清槽一混凝土浇筑。
1)导槽施工
在深槽开挖前,沿防渗墙纵轴线位开挖导沟,在两侧浇筑混凝土导墙。导墙深度为1.2～1.5 m,底部落在原土层上,顶部高于施工场地10 cm,以阻止地表水流入槽内。导墙厚度0.15 m,两墙间净距比抓斗宽3～5 cm。为防止导墙位移,应在导墙内侧每隔2m处设木支撑。导墙基底和土面应紧密接触,导墙内侧回填应采用粘性土夯实,不得使槽内泥浆渗入导墙外。导墙和防渗墙中心线应平行,竖向面必须保持垂直,这是保证防渗墙垂直精度的重要环节。导墙与纵轴线允许偏差为10 mm,内外导墙净距离允许偏差为5 mm,导墙上表面应水平,全长范围内高差应小于10 mm,单幅高差应小于5 mm。
2)泥浆制作
为保证冲一抓导槽的安全与质量,护壁泥浆生产循环系统的质量控制是关系到槽壁稳定、冲孔速度、混凝土施工质量等的必备条件。施工过程中,应采用优质膨润土为主、少量粘性土为辅的泥浆制备材料,造孔用的泥浆材料必须经过现场检验合格后,方可使用。制备泥浆的时间及方法由试验确定,并按标准配合比配置泥浆,计量误差不超过5%。泥浆必须经过制浆池、沉淀池及储存池三级处理,泥浆制备场地以利于施工方便为主要原则。
3)造孔成槽
造孔成槽是防渗墙施工的关键工序之一,即控制工期又影响质量,必须做好各项准备工作[9]。造孔工序应按照预先划分的槽孔进行,槽孔划分应根据地质条件、抓头尺寸、墙壁结构以及混凝土的供应条件进行,遵循的原则是尽量做到墙段接头少,有利于快速、均衡和安全施工。造孔机械的选择也是施工质量的重要保证,塑性混凝土防渗墙的造孔机械通常选用冲击钻机,目前我国使用的钢绳冲击钻机主要型号有CZ-20、CZ-22、CZ-30等。
4)泥浆护壁
施工中为了防止槽孔坍塌,保持孔壁稳定,应采取护壁措施。常用的护壁措施是泥浆护壁,泥浆材料通常为粘土或膨润土,要求泥浆有适宜的密度、良好的流变性和稳定性。
5)清槽
在成槽过程中,为把沉积槽底的沉渣清除,需对槽底进行清槽,以提高塑性混凝土防渗墙的承载力和抗渗能力。冲击钻修槽完毕后,用液压抓斗清除槽底沉渣,并检查成槽情况,再用洗刷锤清刷一序槽段接头,直至不带泥屑为止,清槽采用泵吸法发循环排渣,将沉渣吸入泵管内,从管口排出。在清槽过程中,应不断向槽内泵送优质泥浆,以保持液面高度,防止塌孔,清槽工作直至达标为止。
6)混凝土浇筑
混凝土浇筑是保证防渗墙施工质量的关键工序,防渗墙混凝土采用泵送混凝土水下导管浇筑法,浇筑必须连续进行,不允许中断,还必须有特定的浇筑速度。混凝土浇筑分为开浇、正常浇筑和终浇3个阶段。
3.2 质量控制
1)施工前质量控制
施工准备是为施工阶段提供有效的、正常施工的物质条件和技术保障,作为质量控制人员的监理工程师应加强这方面的控制,严格控制并落实承包商的施工设备、材料和技术力量。在施工准备阶段,除应做普通混凝土防渗墙的准备工作外,承包商应重点为施工作好以下方面的工作,而监理工程师也应对此进行重点控制:施工组织及施工计划的制定、施工机械、人员及材料的质量控制、配合比设计按规范严格进行、选择典型部位进行生产性试验。
2)施工过程中质量控制
在施工准备充分的条件下,承包商就可以进行防渗墙施工。施工过程中,承包商应严格按监理工程师批准的施工组织设计进行施工,监理工程师应派出在施工准备充分的条件下,承包商就可以进行防渗墙施工。施工过程中,承包商应严格按监理工程师批准的施工组织设计进行施工,监理工程师应派出经验丰富的现场监理人员进行现场监理,并按重要隐蔽工程的要求实行旁站监理。
3)施工后质量检查
塑性混凝土防渗墙与常规混凝土防渗墙一样都需进行混凝土质量检查和墙体质量检测,但在具体的检查方法上存在差异。由于塑性混凝土的强度较低,不宜采用钻孔取芯的方法对成墙混凝土进行取芯,只能在混凝土浇筑时,现场取样成型试件,用试件的试验结果代替防渗墙的实际性能指标。对混凝土防渗墙成墙质量的检查,采用的方法有钻孔取芯法、超声波法和地震透射层析成像(CT)法。对于塑性混凝土最好采用无损检测方法,如超声波和地震透射层析成像(CT)法,检测防渗墙的连续性和接头孔的连接质量。
4 结语
塑性混凝土具有弱性模量低、极限应变大、对周围土体的适应性强、和易性能好、成本低、成墙质量高、整体性好、厚度均匀连续、质量可靠、防渗效果好、耐久性好等优点,能够满足工程对混凝土变形能力和抗渗性的要求。从水库的长期运行情况来看,防渗墙是病险水库防渗处理的比较理想的措施,在水利水电工程中具有推广应用的价值。
摘要：混凝土防渗墙作为一种有效的防渗设施,在水利水电工程中得到广泛应用。塑性混凝土具有弹性模量低、柔性好、适应变形能力强等优点。结合塑性混凝土的材料组成及其性能特点,给出了塑性混凝土的配合比设计要求及墙体结构设计要求,并详细描述了塑性混凝土防渗墙的施工工艺及质量控制方法,以期对实际工程的施工具有一定的启示作用。
关键词：塑性混凝土,防渗墙,性能特点,设计,施工工艺
参考文献
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防渗墙设计实例分析 篇6
关键词：土石坝加固,修建,防渗墙,设计
在我国, 随着水利建设的迅速发展, 对水库土石坝的工程质量越来越重视。但目前国内修建的很多土石坝仍存在质量普遍差等问题。例如坝基存在渗水通道的工程败笔, 坝体存在裂缝、沉陷、渗漏等现象。未解决土石坝的稳定性工程质量问题, 应特别注意其加固的设计。而伴随着防渗墙施工工艺技术的成熟和施工工具的不断改进完善, 将防渗墙用于水库土石坝的加固设计, 已经成为土石坝加固工程的重要方法, 而且以往的经验数据告诉我们, 防渗墙在土石坝加固中的应用成果是可喜可贺的。本文笔者结合自身多年的工作经验, 阐述防渗墙的设计过程和施工应注意的几个方面, 并提出有关防渗墙的施工建议, 旨在为类似工程提供借鉴和参考价值。
1 土石坝防渗墙的设计过程
1.1 防渗墙的设计深度的确定
土石坝防渗墙的底部用作坝基时, 防渗墙底部在设计时应要求开挖截水槽, 将全风化岩挖除, 原则上嵌入相对不透水层 (弱风化岩) 0.5m~1.0m左右, 顶部嵌入坝体防渗体中。当土石坝防渗墙的墙体用作坝身或坝基时, 其顶部与坝顶防浪墙相接或低于坝顶0.5m左右。
1.2 防渗墙墙体厚度的确定
土石坝防渗墙厚度的确定除了应满足墙体的抗渗性、耐久性、墙体应力和变形的要求等条件外, 还应考虑其土石坝所在地的地质情况及其施工的机械设备等因素。
在土石坝防渗墙的厚度计算方面, 国内尚未有严格的防渗墙设计规范。有关防渗墙的渗透量的计算和渗透稳定分析以及强度、变形许可范围等的计算没有规范的计算方法和理论理论依据。而在土石坝的设计方面, 以往的经验都是以防渗墙破坏时的水力坡降作为参考, 来确定墙体厚度 (δ) , 其计算公式如下所示[1]:
式中:∆Hmax为作用于防渗墙的最大水头差 (m) ;
K为抗渗坡降安全系数, 一般取3~5;
Jmax为防渗墙渗透破坏坡降, 取300。
根据以往修建的防渗墙数据统计, 防渗墙允许承受的水力坡降JP=Jmax/K可达到100, 当K=5时, JP为60, 假定防渗墙承受的最大水头差与坝前水深相同。
1.3 防渗体插入高度的确定
根据《碾压式土石坝设计规范》, 防渗墙的墙顶插入坝体的高度以1/10坝高最佳, 而且应保证防渗墙插入坝体的高度应不小于3m。基岩内1.5m至坝基面以上3m处可采用C10混凝土, 为了使防渗墙能与坝基整体协调, 距坝基3.0m以上可采用塑性混凝土修建, 而墙顶部则用高塑性粘土封顶。
1.4 防渗墙的墙体材料确定
材料的好坏很大程度决定土石坝的加固修建质量。因此, 在防渗墙的墙体材料选择方面, 应参考国内外己建防渗墙的经验, 一般采用塑性混凝土作为墙体材料比较合适。这种材料的特点是抗渗性能好, 变形模量较低, 极限应变值大, 适应变形能力强等[2]。
2 土石坝加固修建防渗墙的施工应注意的问题
2.1 应力集中造成墙体破坏
由于防渗墙弹性模量一般比周围覆盖层地基的弹性模量高出数百倍甚至上千倍, 因此可把防渗墙看成一刚性体, 当地基承受上部荷载产生压缩变形时, 防渗墙顶部所承受的载荷远大于上部土柱的荷载, 而墙体两侧同时也承受较大摩擦力。由此造成防渗墙的在工程中的实际承载应力远远大于其设计强度, 从而产生防渗墙开裂甚至破坏等后果。
2.2 工程投资较大、施工工期长
随着对防渗墙的受力分析研究的不断深入, 人类对防渗墙的稳定性和强度有了更进一步的了解和掌握。在工程上, 为了尽可能减少防渗墙出现裂缝等不良后果, 防渗墙在设计时不可避免地考虑大量的钢筋的添加, 以此增加防渗墙的抗裂性能。但这设计思路造成工程造价的增加, 更重要是施工工序的增加, 甚至会延长施工工期[3]。
3 提高土石坝的加固修建防渗墙的施工质量的建议
综合以往土石坝的防渗墙施工所暴露出来的质量问题, 经验告诉我们, 技术问题的总结需要认真考虑, 前面的土石坝防渗墙的修建经验对今后类似大量的中小型工程的设计、施工都有着重要的指导或借鉴作用。以往的施工质量问题, 为防渗墙的设计与施工提供技术参考, 一定程度上避免发生类似的施工败笔。笔者根据多年的防渗墙的应用经验和体会, 提出几点提高土石坝的加固修建防渗墙的施工质量的建议[4]。
(1) 采用混凝土防渗墙处理水库的坝基渗漏问题, 可有效控制土石坝的整体质量, 比较彻底的消除坝体或坝基的施工隐患, 是一种较为积极稳妥和直观可靠的根治土石坝整体质量处理方法, 值得借鉴。
(2) 注重防渗墙的施工过程的质量控制, 这样才能有效保证防渗墙的修建质量, 确保水库土石坝的安全。在施工过程, 应根据坝体填筑料的质量、土石坝的设计深度、坝体高度、渗透性以及基岩的特性进行充分研究探讨, 选择合适的墙体材料和最佳的施工工艺。同时在施工过程应认真考虑坝体的密实度和坝体自身的稳定性, 做到从临建工程、防渗墙造孔、孔形及清孔、混凝土浇筑过程等方面进行质量的全面控制。
(3) 认真对待作为临时工程的临建工程, 因为其在防渗墙造孔过程中起到非常重要的作用, 可以说是防渗墙施工中不可缺少的一部分。
(4) 在施工过程, 应尽量缩短各槽段的施工时间。
(5) 混凝土浇筑质量好坏决定了防渗墙质量好坏的最为重要的因素。因此在混凝土浇筑过程, 首先要严格按设计的防渗墙物理力学指标配制合格的混凝土;并按规定要求严格控制浇筑导管间距及导管距孔端的距离;在浇筑过程中, 要控制混凝土面的高差在0.5m内, 并控制混凝土浇筑强度。对防渗墙与临近建筑物的结合部, 如开挖困难, 止水难以施工, 可考虑采取局部充填灌浆措施, 保证防渗的可靠性与整体性。
4 结语
我国在加固修建防渗墙方面的技术尚未成熟, 很多设计方面的计算不够规范, 但以往的土石坝加固修建防渗墙的建造经验为今后的类似工作提供很好的技术交流参考。土石坝的加固修建防渗墙的质量问题是多方面的, 例如勘测数据不足, 设计不周, 施工质量控制不好或管理运行欠妥等, 均可造成防渗墙出现致命的质量问题。所以在土石坝的加固修建防渗墙时, 应结合多方面的影响因素, 根据具体的实际施工情况, 分析其承载的受力问题, 设计最合适的施工工艺和最佳的施工方法。
参考文献
[1]张磊奇, 邵蔚, 张君伟.平原地区土坝混凝土防渗墙的设计与施工[J].土工基础, 2005, 19 (3) :9～11.
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[3]刘志红.浅谈塑性混凝土防渗墙在水利水电工程中的应用[J].水利技术监督, 2000, 8 (3) :22～23.
水库堤坝防渗墙施工技术分析 篇7
关键词：水库堤坝,防渗墙技术,截渗,注浆
坝基漏水事故时有发生, 堤坝险情面临挑战, 20世纪防渗墙技术的应用主要解决了上述问题的出现, 不但对永久性的地基防渗起到了作用, 而且有效地确保了险情发生之前的技术介入。使得该技术在整个施工过程中的导向效果充分彰显。许多水利工程在堤坝施工过程中, 都会采取一系列的措施, 将防渗墙的自身负荷能力控制在允许误差之内, 保证工程质量, 使墙体自身与其它施工项目衔接更加紧凑, 安全可靠。
1 水库堤坝施工工程中的防渗墙主要技术种类
在不断的实践探索中, 防渗墙技术得到了日新月异的发展, 普通混凝土、钢筋混凝土材料的使用已经非常普遍, 修墙打孔出现了更多新型的手段, 自凝灰浆、塑性混凝土技术被大量的应用的到墙体材料中。
1.1 高压喷射防渗墙技术
高压喷射防渗墙技术是目前应用较为广泛的技术之一, 在大型水库防渗墙工程建设中有着重要的用武之地。该项技术主要采用高压射流的基本基本方法, 在射流的同时, 把水泥浆注入其中, 然后通过搅拌作用是原有的土层岩石颗粒与注入的水泥浆一起进行搅拌, 防渗墙施工就结束了。在不断的施工总结中, 技术项目统计人员发现, 这种高喷技术面对灌浆结构需要的大粒径地层时, 表现出了不足, 经研究分析, 将其他防渗墙技术与其综合运用, 是解决问题的有效途径, 可以保证工程施工的高效保质完成, 反复的实践也充分证明了这一点。
1.2 自凝灰浆防渗墙技术
较为发达的英国、日本等国家在水库水坝防渗墙施工过程中, 该技术已经作为一种成熟的防渗墙技术被使用, 由于我国开始运用这项技术比较晚, 在某些技术操作方面还不能够得心应手, 通过施工技术工作人员的不断实践总结也只是掌握了一些基本的技术, 比如说自凝灰浆的原理是在水泥和膨润土中使用了一定剂量的缓凝剂, 这样就会给造孔施工留出充足的时间, 然后混凝土会自行凝固。
1.3 水泥土搅拌桩防渗墙技术
水泥土搅拌桩防渗墙技术比较适用于小粒径土砂层的地质条件, 或者是含有石块较少的岩层, 这种技术主要利用了水泥浆与土壤岩层在搅拌的过程中相互之间的化学反应, 比较常见的又离子交换反应, 水解反应等等。
1.4 帷幕灌浆防渗墙技术
帷幕灌浆, 顾名思义是将水泥浆灌注到岩层石缝中的一种填充式防渗墙构筑手段, 这种水泥浆中常常需要伴有缓凝剂和胶凝性物质, 在钻好的孔洞中注入配比合适的混合泥浆, 这样可以改变原有岩层的自身结构, 增大其密度, 提高岩石的硬度, 增强抗渗功能。
2 水库堤坝施工工程中的防渗墙技术施工的数据化分析
要想提高单桩的负荷能力, 就必须使单桩四面的涂层的渗透能力减小并且压力逐渐增大。再进一步说, 达到这一效果的有效方法就是, 对堤坝施工每一个环节的技术指标, 量化数值以及技术参数给予合理的分析与计算, 通过各种方法增加防渗墙的受力面积, 其中比较常用也较为重要的方法之一就是, 通过在防渗墙施工中预埋注浆管, 然后用高压注射水泥浆液的方法对钻孔桩完成扩底工程。
2.1 水库堤坝施工工程中防渗墙施工的压力数据化注浆措施
压力注浆是防渗墙施工技术中的有效办法, 压力注浆时可能会出现下列几种情况:水泥浆液注入量过高、正好或者过低, 主要采用以下几种方法进行解决:按照注浆标准数据注浆以后, 本桩侧壁冒浆属于正常的现象, 说明注浆达标;同样的, 他桩侧壁冒浆或者表现冒浆, 我们可以判断为桩基互通的位置泥浆量已经完全充满, 此时, 不需要继续高压注浆作业;当高压注浆的量明显小于预算值, 也未发生冒浆现象, 这表示施工人员需要二次注浆, 并且要在一次注浆结束以后, 保证注浆管道清洁, 不被堵塞。在第一次所注入浆液凝固时开始新的注浆工作。补注浆的具体做法是将注浆器的注浆导管下入在孔内, 等到封孔水泥浆液达到凝固要求之后, 就可以继续按照注浆工艺进行压入浆液, 该过程的具体控制标准仍然与正常后注浆相同。
2.2 水库堤坝施工工程中的防渗墙注浆施注浆参数的确定
在施工中, 要严格按照设计要求操作, 选用普通硅酸盐水泥作为注浆用水泥材料, 同时也要保证水泥新鲜、不结块。当采用纯水泥浆时, 要将水灰比控制在0.55~0.60, 其搅拌时间必须>2min。一般情况下, 施工人员控制注浆量要严格按照事先设定的标准来进行, 与此同时技术人员在这个过程中也要控制好注浆的压力值。在注浆量达不到预先设定的标准, 但是压力却达到一定的标准的时候就应当停止注浆。如果注浆的压力过大, 就会使水泥浆出现离析现象, 并会堵塞管道, 此外, 压力过大还有可能会扰动土层, 甚至造成桩体上浮。
在桩底注浆时, 一旦出现压力达到10MPa以上, 但是注浆喷头仍然打不开, 并造成注浆管发生堵塞, 那么可以利用另外的一根畅通导管来将全部的水泥浆量一次压入桩端, 从而将注浆数量补足。如果桩端全部都不通, 那么就必须采取一定的补注浆措施。如果是在注浆一开始就发生了桩顶大量返浆的桩, 施工人员必须认真检查并立刻停止注浆, 分析具体原因, 明确是堵塞还是注浆管接头漏浆, 并立即采取相应补救措施, 从而确保最终其可以达到预先的设计要求。
2.3 水库堤坝施工工程中的防渗墙施工要点分析
水库堤坝施工工程中的防渗墙施工中, 应严格按照桩设计要求中规定的长度进行注浆管长度设计。同时, 注浆管的出浆孔孔径必须要控制在>7mm的范围内, 并且出浆孔的总面积要小于注浆管内孔的截面积, 要保证注浆管底部的密封性以及单向阀性能。采用套丝将管与管之间紧密连接起来并涂密封胶, 用止水胶带包裹外面螺纹处, 并将其牢固地拧紧密封。在钢筋笼施放时要注意保证注浆管与主筋的牢固可靠性, 并认真检查其通水性是否良好。水库堤坝施工工程中的防渗墙在结束每节钢筋笼下放的时候, 必须检查管路的密封性能, 可以通过在注浆管内注入清水的方式来检查。当注浆管内注满清水之后, 水面保持稳定而且不下降则表示已达到设计要求。但是如果发现漏水则应该将钢筋笼提起进行检查, 排除所有障碍物之后才能再次下笼。在桩身混凝土浇灌后12~24h之内, 必须用清水劈裂疏通注浆管, 水量不宜大, 贯通后即刻停止灌水。要加强保护露在孔口出地面的注浆管, 以防止人为或者施工机械对其造成的损坏。
3 结束语
随着防渗墙技术的不断深入实践和研究, 我国的防渗墙施工技术发展突飞猛进, 创新的技术也在不断的出现和应用, 这表明该技术在水利水坝工程中占据着重要的战略位置, 尽管如此, 水利工程施工是一项复杂的工程建设, 有诸多因素都可以对防渗墙施工的发展产生阻力, 为了提高此项工程施工的工作质量和效率, 相关研究工作人员不能为取得的成绩而自满, 而是要根据大量的理论数据和国内外的先进技术经验, 向着该技术的未知领域不断开拓进取。
参考文献
[1]张景秀.坝基防渗与灌浆技术[M].北京:中国水利水电出版社, 1992.
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