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摘要:伴随我国城市化进程的深入推进,各种基础设施不断完善,现代水利水电施工过程中各种各样的质量问题也凸显出来,如果发现不及时或者处置不当,就可能会影响整个项目的建设质量和安全。对于水利水电枢纽工程而言,渗透问题是目前面临的主要的质量问题,因此必须采取有效措施积极防治,才能保证施工质量全面提升。本文对水利水电枢纽工程渗透问题进行了全面论述,并结合多年的从业经验提出了针对性防治措施,仅供参考。
关键词:水利水电;枢纽工程;渗透;防治措施
随着社会的发展和基础设施建设项目的不断扩大,作为我们国家重要的基础设施建设项目——水利水电枢纽工程数量欲来越多,分布越来越广泛,在防洪减灾方面发挥重要的作用,并且还能为农业灌溉生产和人民生活用水以及工业用水提供水源。但是随着项目的扩大和日益增多,在整個过程中也会遇到一些质量问题,比如渗透问题等,这些问题对水利水电行业的质量产生严重的制约影响,所以必须高度重视,才能从根本上杜绝问题的存在。
1、水利水单枢纽工程存在的主要问题
一是防洪标准达不到现行有关规范要求;二是坝体、坝基多有渗漏、渗透破坏等;三是工程建筑物老化失修。这些病险不仅造成水利水电枢纽工程不能正常运行,不能充分发挥其效益,而且还严重威胁到下游人民生命财产的安全,因此急需进行除险加固处理。在上述问题中,渗透问题是最重要的最严重的问题,它包括地基渗透和坝体渗透。应根据不同的坝型、坝基和病因情况,采取不同的处理方法。目前常用的是防渗墙和灌浆处理方式,下面进行分别论述。
2、防渗墙类型及其特点
防渗墙在当前水利水电工程施工的过程中是重要组成部分,是保证施工质量和控制措施的关键因素和管理控制措施。防渗墙一般要求墙体厚度小、渗透系数低、柔性强、耐久性好及单位面积造价低。在当前混凝土技术措施和防渗施工措施和管理应用是当前建筑工程施工的主要应用和控制方法。防渗墙施工有多头深层搅拌水泥土、锯槽法、链斗法、薄型抓斗、射水法和倒挂井法等成墙工艺。
2.1多头深层搅拌水泥土成墙工艺。主要是指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0.3MPa。该工艺的特点优势是施工简便、无泥浆污染、造价较低,适用于粘土、砂土、淤泥和砂砾层。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。
2.2锯槽法成墙工艺。主要是指在先导孔中,锯槽机的刀杆以一定的倾角一边作上下往复切割运动,一边根据地层状况以0.8-1.5m/h的速度向前移动开槽;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两种。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。锯槽法的优势在于它是连续成槽、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。
2.3链斗法成墙工艺。主要是指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,并采用泥浆护壁,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。
2.4薄型抓斗成墙工艺。主要是指采用斗宽为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。
3、灌浆类型及其特点
土石坝坝体、坝基防渗处理中灌浆方法主要有均质土坝及宽心墙坝的坝体劈裂灌浆、高压喷射灌浆、坝基卵砾石层防渗帷幕灌浆等。
(一)土坝坝体劈裂灌浆土坝坝体。劈裂式灌浆是运用坝体应力分布规律,用一定的灌浆压力,将坝体沿坝轴线方向劈裂,同时灌注合适的泥浆,形成铅直连续的防渗泥墙,从而堵塞漏洞、裂缝或切断软弱层,提高坝体的防渗能力,并通过浆、坝互压和湿陷,使坝体内部应力重分布,提高坝体变形稳定性。针对裂缝的局部灌浆,在可能有裂缝的区域,均匀布置类似固结灌浆的灌浆孔群;对坝体施工质量差,甚至出现上下游贯通的横缝,一般应做全线的劈裂灌浆。
(二)高压喷射灌浆。高压喷射灌浆防渗是借助于高压水泥浆液射流冲击破坏被灌地层结构,使水泥浆液与被灌地层土颗粒掺混,形成壁状固结体而起防渗作用。根据被灌地层结构和防渗要求不同,又分为定喷、摆喷和旋喷。高压喷射灌浆防渗处理的优点是:设备简单、工效高、料源广、造价低,搭接防渗的效果好。缺点是:机具较多、对地质条件的要求较高,控制不好易在较大颗粒背后形成漏喷现象。
(三)卵砾石层防渗帷幕灌浆。卵砾石层的防渗帷幕灌浆大都采用粘土为主加少量水泥的混合浆液进行灌注,不同于在岩石中灌浆。卵砾石层灌浆难以形成自立的钻孔,故常采用套阀式灌浆、循环钻灌阀跟管灌浆、打管灌浆的方法。因受地质条件的限制,不能有效控制浆液的填充范围,为达到相对较高的防渗标准,常需采用3排以上的灌浆孔。随着防渗墙技术的日益成熟,目前较少采用该方法,仅用于当灌浆作为补充勘探的手段,同时兼顾防渗处理,可以更加准确地针对发生集中渗漏的地点,通过少量的灌浆使问题得到解决的情况下。
(四)控制性灌浆。控制性灌浆是近年来提出的一种改进型灌浆工艺,是对传统灌浆工艺的一种调整,通过控制浆液压力和流量,在保证质量和效果的前提下,有效控制灌浆范围,节约时间和投资。
综上所述,作为我国当前水利工程建设项目的重要组成部分——水利水电枢纽工程要高度重视其渗透问题,并采取防渗、灌浆技术进行有效处理才能从源头上杜绝渗透问题的发生和蔓延,进而为整个水利水电建设项目的质量和安全保驾护航。
参考文献:
[1]丁一楠,徐野. 水利水电枢纽工程渗透问题的防治技术[J]. 黑龙江科技信息,2015,(20):189.
[2]王广通. 水利水电枢纽工程渗透问题的防治[J]. 民营科技,2015,(03):124.
[3]隋杰,高喜波. 水利水电枢纽工程渗透问题防治措施[J]. 科技创新与应用,2014,(13):172.
[4]郭文秀. 水利水电枢纽工程渗透问题防治措施[J]. 科技创业家,2012,(22):26.
关键词:水利水电;枢纽工程;渗透;防治措施
随着社会的发展和基础设施建设项目的不断扩大,作为我们国家重要的基础设施建设项目——水利水电枢纽工程数量欲来越多,分布越来越广泛,在防洪减灾方面发挥重要的作用,并且还能为农业灌溉生产和人民生活用水以及工业用水提供水源。但是随着项目的扩大和日益增多,在整個过程中也会遇到一些质量问题,比如渗透问题等,这些问题对水利水电行业的质量产生严重的制约影响,所以必须高度重视,才能从根本上杜绝问题的存在。
1、水利水单枢纽工程存在的主要问题
一是防洪标准达不到现行有关规范要求;二是坝体、坝基多有渗漏、渗透破坏等;三是工程建筑物老化失修。这些病险不仅造成水利水电枢纽工程不能正常运行,不能充分发挥其效益,而且还严重威胁到下游人民生命财产的安全,因此急需进行除险加固处理。在上述问题中,渗透问题是最重要的最严重的问题,它包括地基渗透和坝体渗透。应根据不同的坝型、坝基和病因情况,采取不同的处理方法。目前常用的是防渗墙和灌浆处理方式,下面进行分别论述。
2、防渗墙类型及其特点
防渗墙在当前水利水电工程施工的过程中是重要组成部分,是保证施工质量和控制措施的关键因素和管理控制措施。防渗墙一般要求墙体厚度小、渗透系数低、柔性强、耐久性好及单位面积造价低。在当前混凝土技术措施和防渗施工措施和管理应用是当前建筑工程施工的主要应用和控制方法。防渗墙施工有多头深层搅拌水泥土、锯槽法、链斗法、薄型抓斗、射水法和倒挂井法等成墙工艺。
2.1多头深层搅拌水泥土成墙工艺。主要是指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0.3MPa。该工艺的特点优势是施工简便、无泥浆污染、造价较低,适用于粘土、砂土、淤泥和砂砾层。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。
2.2锯槽法成墙工艺。主要是指在先导孔中,锯槽机的刀杆以一定的倾角一边作上下往复切割运动,一边根据地层状况以0.8-1.5m/h的速度向前移动开槽;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两种。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。锯槽法的优势在于它是连续成槽、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。
2.3链斗法成墙工艺。主要是指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,并采用泥浆护壁,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。
2.4薄型抓斗成墙工艺。主要是指采用斗宽为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。
3、灌浆类型及其特点
土石坝坝体、坝基防渗处理中灌浆方法主要有均质土坝及宽心墙坝的坝体劈裂灌浆、高压喷射灌浆、坝基卵砾石层防渗帷幕灌浆等。
(一)土坝坝体劈裂灌浆土坝坝体。劈裂式灌浆是运用坝体应力分布规律,用一定的灌浆压力,将坝体沿坝轴线方向劈裂,同时灌注合适的泥浆,形成铅直连续的防渗泥墙,从而堵塞漏洞、裂缝或切断软弱层,提高坝体的防渗能力,并通过浆、坝互压和湿陷,使坝体内部应力重分布,提高坝体变形稳定性。针对裂缝的局部灌浆,在可能有裂缝的区域,均匀布置类似固结灌浆的灌浆孔群;对坝体施工质量差,甚至出现上下游贯通的横缝,一般应做全线的劈裂灌浆。
(二)高压喷射灌浆。高压喷射灌浆防渗是借助于高压水泥浆液射流冲击破坏被灌地层结构,使水泥浆液与被灌地层土颗粒掺混,形成壁状固结体而起防渗作用。根据被灌地层结构和防渗要求不同,又分为定喷、摆喷和旋喷。高压喷射灌浆防渗处理的优点是:设备简单、工效高、料源广、造价低,搭接防渗的效果好。缺点是:机具较多、对地质条件的要求较高,控制不好易在较大颗粒背后形成漏喷现象。
(三)卵砾石层防渗帷幕灌浆。卵砾石层的防渗帷幕灌浆大都采用粘土为主加少量水泥的混合浆液进行灌注,不同于在岩石中灌浆。卵砾石层灌浆难以形成自立的钻孔,故常采用套阀式灌浆、循环钻灌阀跟管灌浆、打管灌浆的方法。因受地质条件的限制,不能有效控制浆液的填充范围,为达到相对较高的防渗标准,常需采用3排以上的灌浆孔。随着防渗墙技术的日益成熟,目前较少采用该方法,仅用于当灌浆作为补充勘探的手段,同时兼顾防渗处理,可以更加准确地针对发生集中渗漏的地点,通过少量的灌浆使问题得到解决的情况下。
(四)控制性灌浆。控制性灌浆是近年来提出的一种改进型灌浆工艺,是对传统灌浆工艺的一种调整,通过控制浆液压力和流量,在保证质量和效果的前提下,有效控制灌浆范围,节约时间和投资。
综上所述,作为我国当前水利工程建设项目的重要组成部分——水利水电枢纽工程要高度重视其渗透问题,并采取防渗、灌浆技术进行有效处理才能从源头上杜绝渗透问题的发生和蔓延,进而为整个水利水电建设项目的质量和安全保驾护航。
参考文献:
[1]丁一楠,徐野. 水利水电枢纽工程渗透问题的防治技术[J]. 黑龙江科技信息,2015,(20):189.
[2]王广通. 水利水电枢纽工程渗透问题的防治[J]. 民营科技,2015,(03):124.
[3]隋杰,高喜波. 水利水电枢纽工程渗透问题防治措施[J]. 科技创新与应用,2014,(13):172.
[4]郭文秀. 水利水电枢纽工程渗透问题防治措施[J]. 科技创业家,2012,(22):26.