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【摘 要】 水利工程作为重要的民生工程,其施工质量具有非常重要的意义。目前,我国的一些水利工程,在实际运行中出现渗透等情况,对于人们的生产造成不利的影响。基于此,文章对水利工程中防渗施工技术进行分析,以期能够提供一个借鉴。
【关键词】 水利工程;防渗施工技术;应用
1. 水利工程渗漏问题的原因分析
1.1施工裂缝通常情况下,可以将施工裂缝分为两种,即变形裂缝、施工裂缝等。在水利工程施工过程中,如果施工面积比较大,为了能更方便的施工,会将混凝土划分成几个连续的小单元,逐个施工,这种施工方式极易引发施工裂缝。在施工裂缝部位,极易出现渗漏现象,尤其是在施工期间,未对缝内的杂物进行清理,模板的固定不够牢固,那么最终建设出来的工程都将出现施工裂缝,继而出现渗漏。
1.2结构渗水一般可把结构渗漏分成两种,一是大面积渗水、一是点渗水。其中前者一般是出现在结构底板处,而渗水的主要原因为:第一,在对混凝土进行浇筑的过程中,振捣不当亦或者是未均匀拌合,继而致使混凝土的强度无法达到相应的标准,从而引发大面积渗水现象;第二,一般,基面四周的降水基坑是安排在垫层一下的,无法满足降水的要求,难以将积水及时排出,而在赶施工进度的情况之下,就不得不在带水的状态之下展开施工工作。另外,点渗水通常是因结构局部的孔洞所致,相对而言,其危害性并不是很大,处理也不是很困难。在对混凝土进行浇筑的过程中,若未对管线止水环予以严密的焊接,亦或者是混凝土振捣不实,那么就极易在混凝土表面出现孔洞、蜂窝麻面,进而出现渗水现象。
2.水利工程中防渗施工技术的分析
2.1防渗墙类型及其特点
(1) 多头深层搅拌水泥土成墙工艺
多头深层搅拌桩机一次多头钻进,把水泥浆喷入土体并搅拌,使土体与水泥浆液混合固结成一组水泥土桩,桩与桩搭接形成水泥土防渗墙,目前最大成墙深度为22m,水泥土渗透系数<10cm/s,抗压强度>0.3MPa。其优点是施工简便、无泥浆污染、造价较低,适用于粘土、砂土、淤泥和砂砾层(砂砾直径小于5cm)。实践证明,多头深层搅拌水泥土防渗墙防渗效果明显,在地下防渗工程中质量可靠,投资最经济、最有效,具有一定发展前景。
(2) 锯槽法成墙工艺
在先导孔中,锯槽机的刀杆以一定的倾角一边作上下往复切割运动,一边以0.8-1.5m/h的速度(根据地层状况)向前移动开槽;被锯切割下来的土体可由反循环或正循环方式的排渣系统排出槽外,并采用泥浆护壁。浇筑塑性混凝土,形成宽度为0.2-0.3m的防渗墙体。锯槽机由行走底盘、动力及传动系统、刀杆及支架加压系统、排渣系统、起重设施及电气控制系统组成;传动方式有机械式与液压式2种。以不同规格的刀杆进行组合,开槽宽度可达0.2-0.5m、深度达到40m。锯槽法的优点是连续成槽、工效高、墙体连续、质量好,并且成墙深,适应于粘土、砂土和卵石粒径小于100mm的砂砾石地层;还可以采用自凝灰浆、固化灰浆形成不同强度和抗渗指标的防渗墙。
(3) 链斗法成墙工艺
由链斗式开槽机排桩上的旋转链斗取土,同时将斜放的排桩下放到成墙深度,开槽机前进开挖沟槽,并采用泥漿护壁,其浇筑混凝土方法类似锯槽法。链斗式开槽机的开槽宽度为16-50cm,深度可达10-15m。适应于粘土、砂土和粒径小于槽厚的、含量小于30%的砂砾石地层。
(4) 薄型抓斗成墙工艺
采用斗宽为0.3m的薄型抓斗挖土开槽,泥浆护壁,浇筑塑性混凝土或用自凝灰浆形成薄壁防渗墙,最大成墙深度可达40m。适用于粘土、砂土及卵石和砂砾的含量与粒径在一定范围内的土层。
(5) 射水法成墙工艺
射水法成墙设备主要由造孔机、混凝土搅拌机和浇筑机组成。利用造孔机成型器内的喷嘴,射出高速水流来切割土层,成型器上下运动切割修整孔壁,采用泥浆护壁,正循环或反循环出渣。槽孔形成后,浇筑水下混凝土或塑性混凝土,形成薄壁防渗墙。成墙厚度为0.22-0.45m,深度可达30m.成墙垂直精度可达1/300,适应于粘土、砂土和粒径小于100mm的砂砾石地层。在1998年历史罕见的特大洪水过后,在长江、赣江、鄱阳湖等国内重要堤防加固工程中,射水法得到广泛采用,取得了较好的社会经济效益。
2.2灌浆施工技术
(1)土坝坝体劈裂灌浆。土坝坝体劈裂式灌浆所应用的是坝体应力分布,通过规定的灌浆压力使坝体顺着坝轴方向劈裂,并且浇注一定的泥浆,从而形成铅直连续的防渗泥墙,将漏洞、裂缝堵住、又或者把软弱曾切割,提升坝体的防渗能力,使浆和坝互相施压,并且湿线,从而导致了坝体内的应力需要重新分布,促进其稳定性更好的发展。对于裂缝的局部灌浆而言,在有裂缝的部分,设置类似固结灌浆的灌浆孔;对于坝体施工的质量较差且在上下游出现了横缝现象,通常采用全线的劈裂灌浆。
(2)高压喷射灌浆。高压喷射灌浆防渗是通过高压水泥浆射流冲击来破坏灌地的构成,将水泥浆液和被灌层土的颗粒混合,以此来形成壁状固结体从而达到防渗的作用。
(3)卵砾石层防渗帷幕灌浆。卵砾石层的防渗帷幕灌浆通常都是粘土为主并加入少许的水泥进行混合从而达到灌注的目的,其方法不同于在岩石中的灌浆方式。卵砾石层不易形成自身的钻孔,因此需要套阀式灌浆、循环钻灌阀跟管灌浆、打管灌浆的方法来钻孔。
(4)控制性灌浆。现代的建筑工程中,混凝土是一种常见的建材,混凝土的快速发展,促进我国建筑事业的发展进程。但就水利工程发展的现状而言,还存在一些阻碍性因素。为了防止在水利工程中所出现的问题,就应该科学的对混凝土进行施工。而控制性灌浆的发展,促进我国的水利工程能够进一步的发展。控制性灌浆在传统灌浆的基础上进行了改良,能够从根本上控制液压和流量,保证其质量和效率的,并且还可以对灌浆范围进行合理的控制,为建筑企业降低了成本,从而提升了水利工程的经济效益。 3.工程实例
某水库属于中型水库,其灌溉面积可达2.2万亩,主要是以灌溉为主的一项水利工程。由于兴建时,施工技术有限,使大坝地基清理不干净,导致坝体坐落在8m的冲洪积层上。本工程于2001年出现了大面积的水渗漏的现象。引起了相关部门的高度重视,相关工作人员对其进行除险加固,主要采用混凝土防渗墙与帷幕灌浆的垂直防渗技术。即为在坝体和坝基的位置采用混凝土防渗墙技术,而在两侧坝肩采用帷幕灌浆技术,其具体的施工方案有如下几点:
3.1确定防渗边界。防渗墙的底部应将冲洪积层截断,并使其进入基岩相对隔水层,其透水率应控制在≤10Lu范围内,而帷幕灌浆应将透水率控制在≤5Lu范围内。两者的防渗边界应根据地下水位和水库正常的蓄水位置之间的相交处来确定。
3.2防渗墙的基本要求。本工程应考虑其耐久性、适应性和施工条件等,应采用抗压强度≥C15的混凝土,且其抗渗强度应该≥W6。
3.3防渗墙的厚度。其厚度应考虑设备和工程实际条件,确保混凝土防渗墙厚度达60cm,并保证上游水位和下游水位在585.12-568.4m之间。
3.4防渗结构。防渗墙轴线应与坝体的轴线衔接。防渗墙面积达10312㎡。两坝肩应采用帷幕灌浆技术,而轴线应布置在坝体抽闲的70cm处,对单排孔应分三序孔进行加密。
3.5混凝土防渗墙的施工。防渗墙工程应分成坝顶施工平台修建、混凝土澆筑、墙体质量检查孔及施工平台的修建这四个部分。应在坝顶开挖施工平台和导向槽,再加上CZ-5型冲击钻机的使用,大约为6台机械在坝体和基岩中按照1期槽和2期槽隔槽造孔。其过程中,应保证槽璧的稳定性,采用泥浆进行加固。一般来说,泥浆面应保持在导墙以下0.3m-0.5m处。并在槽孔验收后的4小时内采用直升导管法浇筑混凝土,导管中心应处槽孔顶端100cm-150cm处。最后将相邻的槽段连接起来。
3.6帷幕灌浆施工。在施工前,应选定9个钻孔分布位于左右岸、按照150cm孔距进行灌浆实验,在获得施工参数后,将生产孔按照1、2、3孔序进行灌浆,在这一步骤之前,都应进行注水实验。应注意分段的距离:第一段长200cm,第二段长300cm,第三段长为500cm。
4.结束语
当前,在水利工程的防渗处理工程中,有各种各样的防渗处理技术,有各自的特点和优势。因此,在实际的施工过程中,要根据实际的情况,选择合适的技术,从而对工程的渗漏进行有效的处理。
参考文献:
[1]尹璐,牛欢.防渗施工技术在水利工程中的实践[J].技术与市场,2014,02:58-59.
[2]王玮,王鑫.水利工程中防渗施工技术的应用探究[J].科技创新与应用,2014,20:169.
[3]荆治中.水利工程中的防渗施工技术研究[J].黑龙江水利科技,2014,07:130-132.
[4]朱拥国.浅析水利工程中的防渗施工技术[J].低碳世界,2014,13:86-87.
【关键词】 水利工程;防渗施工技术;应用
1. 水利工程渗漏问题的原因分析
1.1施工裂缝通常情况下,可以将施工裂缝分为两种,即变形裂缝、施工裂缝等。在水利工程施工过程中,如果施工面积比较大,为了能更方便的施工,会将混凝土划分成几个连续的小单元,逐个施工,这种施工方式极易引发施工裂缝。在施工裂缝部位,极易出现渗漏现象,尤其是在施工期间,未对缝内的杂物进行清理,模板的固定不够牢固,那么最终建设出来的工程都将出现施工裂缝,继而出现渗漏。
1.2结构渗水一般可把结构渗漏分成两种,一是大面积渗水、一是点渗水。其中前者一般是出现在结构底板处,而渗水的主要原因为:第一,在对混凝土进行浇筑的过程中,振捣不当亦或者是未均匀拌合,继而致使混凝土的强度无法达到相应的标准,从而引发大面积渗水现象;第二,一般,基面四周的降水基坑是安排在垫层一下的,无法满足降水的要求,难以将积水及时排出,而在赶施工进度的情况之下,就不得不在带水的状态之下展开施工工作。另外,点渗水通常是因结构局部的孔洞所致,相对而言,其危害性并不是很大,处理也不是很困难。在对混凝土进行浇筑的过程中,若未对管线止水环予以严密的焊接,亦或者是混凝土振捣不实,那么就极易在混凝土表面出现孔洞、蜂窝麻面,进而出现渗水现象。
2.水利工程中防渗施工技术的分析
2.1防渗墙类型及其特点
(1) 多头深层搅拌水泥土成墙工艺
多头深层搅拌桩机一次多头钻进,把水泥浆喷入土体并搅拌,使土体与水泥浆液混合固结成一组水泥土桩,桩与桩搭接形成水泥土防渗墙,目前最大成墙深度为22m,水泥土渗透系数<10cm/s,抗压强度>0.3MPa。其优点是施工简便、无泥浆污染、造价较低,适用于粘土、砂土、淤泥和砂砾层(砂砾直径小于5cm)。实践证明,多头深层搅拌水泥土防渗墙防渗效果明显,在地下防渗工程中质量可靠,投资最经济、最有效,具有一定发展前景。
(2) 锯槽法成墙工艺
在先导孔中,锯槽机的刀杆以一定的倾角一边作上下往复切割运动,一边以0.8-1.5m/h的速度(根据地层状况)向前移动开槽;被锯切割下来的土体可由反循环或正循环方式的排渣系统排出槽外,并采用泥浆护壁。浇筑塑性混凝土,形成宽度为0.2-0.3m的防渗墙体。锯槽机由行走底盘、动力及传动系统、刀杆及支架加压系统、排渣系统、起重设施及电气控制系统组成;传动方式有机械式与液压式2种。以不同规格的刀杆进行组合,开槽宽度可达0.2-0.5m、深度达到40m。锯槽法的优点是连续成槽、工效高、墙体连续、质量好,并且成墙深,适应于粘土、砂土和卵石粒径小于100mm的砂砾石地层;还可以采用自凝灰浆、固化灰浆形成不同强度和抗渗指标的防渗墙。
(3) 链斗法成墙工艺
由链斗式开槽机排桩上的旋转链斗取土,同时将斜放的排桩下放到成墙深度,开槽机前进开挖沟槽,并采用泥漿护壁,其浇筑混凝土方法类似锯槽法。链斗式开槽机的开槽宽度为16-50cm,深度可达10-15m。适应于粘土、砂土和粒径小于槽厚的、含量小于30%的砂砾石地层。
(4) 薄型抓斗成墙工艺
采用斗宽为0.3m的薄型抓斗挖土开槽,泥浆护壁,浇筑塑性混凝土或用自凝灰浆形成薄壁防渗墙,最大成墙深度可达40m。适用于粘土、砂土及卵石和砂砾的含量与粒径在一定范围内的土层。
(5) 射水法成墙工艺
射水法成墙设备主要由造孔机、混凝土搅拌机和浇筑机组成。利用造孔机成型器内的喷嘴,射出高速水流来切割土层,成型器上下运动切割修整孔壁,采用泥浆护壁,正循环或反循环出渣。槽孔形成后,浇筑水下混凝土或塑性混凝土,形成薄壁防渗墙。成墙厚度为0.22-0.45m,深度可达30m.成墙垂直精度可达1/300,适应于粘土、砂土和粒径小于100mm的砂砾石地层。在1998年历史罕见的特大洪水过后,在长江、赣江、鄱阳湖等国内重要堤防加固工程中,射水法得到广泛采用,取得了较好的社会经济效益。
2.2灌浆施工技术
(1)土坝坝体劈裂灌浆。土坝坝体劈裂式灌浆所应用的是坝体应力分布,通过规定的灌浆压力使坝体顺着坝轴方向劈裂,并且浇注一定的泥浆,从而形成铅直连续的防渗泥墙,将漏洞、裂缝堵住、又或者把软弱曾切割,提升坝体的防渗能力,使浆和坝互相施压,并且湿线,从而导致了坝体内的应力需要重新分布,促进其稳定性更好的发展。对于裂缝的局部灌浆而言,在有裂缝的部分,设置类似固结灌浆的灌浆孔;对于坝体施工的质量较差且在上下游出现了横缝现象,通常采用全线的劈裂灌浆。
(2)高压喷射灌浆。高压喷射灌浆防渗是通过高压水泥浆射流冲击来破坏灌地的构成,将水泥浆液和被灌层土的颗粒混合,以此来形成壁状固结体从而达到防渗的作用。
(3)卵砾石层防渗帷幕灌浆。卵砾石层的防渗帷幕灌浆通常都是粘土为主并加入少许的水泥进行混合从而达到灌注的目的,其方法不同于在岩石中的灌浆方式。卵砾石层不易形成自身的钻孔,因此需要套阀式灌浆、循环钻灌阀跟管灌浆、打管灌浆的方法来钻孔。
(4)控制性灌浆。现代的建筑工程中,混凝土是一种常见的建材,混凝土的快速发展,促进我国建筑事业的发展进程。但就水利工程发展的现状而言,还存在一些阻碍性因素。为了防止在水利工程中所出现的问题,就应该科学的对混凝土进行施工。而控制性灌浆的发展,促进我国的水利工程能够进一步的发展。控制性灌浆在传统灌浆的基础上进行了改良,能够从根本上控制液压和流量,保证其质量和效率的,并且还可以对灌浆范围进行合理的控制,为建筑企业降低了成本,从而提升了水利工程的经济效益。 3.工程实例
某水库属于中型水库,其灌溉面积可达2.2万亩,主要是以灌溉为主的一项水利工程。由于兴建时,施工技术有限,使大坝地基清理不干净,导致坝体坐落在8m的冲洪积层上。本工程于2001年出现了大面积的水渗漏的现象。引起了相关部门的高度重视,相关工作人员对其进行除险加固,主要采用混凝土防渗墙与帷幕灌浆的垂直防渗技术。即为在坝体和坝基的位置采用混凝土防渗墙技术,而在两侧坝肩采用帷幕灌浆技术,其具体的施工方案有如下几点:
3.1确定防渗边界。防渗墙的底部应将冲洪积层截断,并使其进入基岩相对隔水层,其透水率应控制在≤10Lu范围内,而帷幕灌浆应将透水率控制在≤5Lu范围内。两者的防渗边界应根据地下水位和水库正常的蓄水位置之间的相交处来确定。
3.2防渗墙的基本要求。本工程应考虑其耐久性、适应性和施工条件等,应采用抗压强度≥C15的混凝土,且其抗渗强度应该≥W6。
3.3防渗墙的厚度。其厚度应考虑设备和工程实际条件,确保混凝土防渗墙厚度达60cm,并保证上游水位和下游水位在585.12-568.4m之间。
3.4防渗结构。防渗墙轴线应与坝体的轴线衔接。防渗墙面积达10312㎡。两坝肩应采用帷幕灌浆技术,而轴线应布置在坝体抽闲的70cm处,对单排孔应分三序孔进行加密。
3.5混凝土防渗墙的施工。防渗墙工程应分成坝顶施工平台修建、混凝土澆筑、墙体质量检查孔及施工平台的修建这四个部分。应在坝顶开挖施工平台和导向槽,再加上CZ-5型冲击钻机的使用,大约为6台机械在坝体和基岩中按照1期槽和2期槽隔槽造孔。其过程中,应保证槽璧的稳定性,采用泥浆进行加固。一般来说,泥浆面应保持在导墙以下0.3m-0.5m处。并在槽孔验收后的4小时内采用直升导管法浇筑混凝土,导管中心应处槽孔顶端100cm-150cm处。最后将相邻的槽段连接起来。
3.6帷幕灌浆施工。在施工前,应选定9个钻孔分布位于左右岸、按照150cm孔距进行灌浆实验,在获得施工参数后,将生产孔按照1、2、3孔序进行灌浆,在这一步骤之前,都应进行注水实验。应注意分段的距离:第一段长200cm,第二段长300cm,第三段长为500cm。
4.结束语
当前,在水利工程的防渗处理工程中,有各种各样的防渗处理技术,有各自的特点和优势。因此,在实际的施工过程中,要根据实际的情况,选择合适的技术,从而对工程的渗漏进行有效的处理。
参考文献:
[1]尹璐,牛欢.防渗施工技术在水利工程中的实践[J].技术与市场,2014,02:58-59.
[2]王玮,王鑫.水利工程中防渗施工技术的应用探究[J].科技创新与应用,2014,20:169.
[3]荆治中.水利工程中的防渗施工技术研究[J].黑龙江水利科技,2014,07:130-132.
[4]朱拥国.浅析水利工程中的防渗施工技术[J].低碳世界,2014,13:86-87.