【摘 要】近年來,我國水利工程的規(guī)模不斷的擴大,施工技術(shù)也不斷的革新,因此在工程防滲技術(shù)處理這方面有了更高的要求。本文結(jié)合工程實例,對各種常用的防滲處理方式進行系統(tǒng)介紹,闡述了水利工程中瀝青混凝土防滲墻技術(shù)和和灌漿施工技術(shù)的各個環(huán)節(jié),以及施工工藝和施工質(zhì)量的控制,希望能給業(yè)內(nèi)人士提供參考。
【關(guān)鍵詞】水利工程;防滲處理;防滲墻;灌漿
我國小型水利樞紐工程除了在防洪抗旱方面外在農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)發(fā)電已經(jīng)生活用水方面都起到了不可替代的功能。然而隨著時間的推移,大部分工程都出現(xiàn)了一些病險問題,例如滲透破壞、開裂、滑坡和沒治,其中以滲透破壞為主。這些問題造成了水利樞紐在運行過程中的隱患。因此對于防滲處理施工的技術(shù)成為了重中之重。以下就介紹兩種在水利工程中常用的防滲處理施工技術(shù)。
1 灌漿施工技術(shù)
1.1 灌漿法基本原理
灌漿法主要是運用壓力在鉆孔作用下把固結(jié)的漿液注入到巖石的縫隙中去也可以是建筑物的裂縫中去,一定程度上改善施工物體的物理性能。在灌漿的過程中,需要克服各種阻力把漿液滲入提防的縫隙中去。用于灌漿的材料主要包括水泥粘土漿、水泥—水玻璃漿、水泥漿以及粘土漿等等。水泥粘土漿是混合了水泥和粘土這兩種主干材料而出的。它的特點是:成本低、性能較好、抗?jié)B性好、互相補充缺點、流動性好、結(jié)石率高,在堤壩防滲灌漿中應(yīng)用十分廣泛。灌漿法施工技術(shù)在實際工程中有著廣泛的應(yīng)用,以下舉例說明。
1.2 工程概況
某土壩土質(zhì)均勻,在大壩基礎(chǔ)部分發(fā)現(xiàn)有側(cè)漏現(xiàn)象,十分嚴重。通過翻閱地質(zhì)報告得知該大壩當初在施工過程中沒有把基礎(chǔ)清理干凈,導致壩體與基礎(chǔ)接觸的地方發(fā)生了滲漏現(xiàn)象。在壩體與基礎(chǔ)接觸層之間有一層20cm厚的腐殖土,該腐殖土主要是由一些腐殖質(zhì)、植物根系、礫石和砂石等雜質(zhì)組成,因此該土層具有含水量大、強度低且呈流塑性的特點,是墻透水層。在主河槽段,大壩基礎(chǔ)處的砂巖表面風化程度較強,在筑壩時這些被破碎風化的砂巖沒有被清除,也導致了層面和接觸面滲水。由于在壩基的砂巖中會存在一些節(jié)理裂隙和層間泥化夾層,而水庫中的蓄水就會通過這些裂隙流出,造成滲水。綜上所述,這次的防滲處理范圍包括壩基一到三層,前兩層是土層所以采用高噴灌漿法,而第三層則采用帷幕灌漿法,兩種灌漿法結(jié)合使用。
1.3 高噴灌漿施工工藝
所謂高壓噴射法就是當當工程鉆機達到設(shè)計處理深度后,通過將高壓泥漿泵向周圍土體噴射固化漿液。在孔隙底部噴桿端部位置上安裝了一個特殊的噴嘴來實現(xiàn)高壓噴射。同時噴桿旋轉(zhuǎn)上升,將噴射范圍內(nèi)的土體通過高壓打碎,并破碎的土體與固化漿液混合在一起,等混合體凝固后就成為所需具有防滲功能的固結(jié)體。具體施工步驟為:(1)檢查噴水角度。噴漿前為了保證水、氣管道、漿以及噴嘴處在通暢的狀態(tài),需要將水角度和注漿管調(diào)整到設(shè)計值。(2)調(diào)漿。每班需作業(yè)4至5次,主要是嚴格控制漿液的比重,當漿液的相對密度誤差超過1%時要停止噴射并調(diào)整水灰比。(3)破壞地層。高壓泥漿泵噴射出的高速水流作用于噴射范圍的土體時,巨大的壓力使得土體遭到破壞,反復作用加速了土體的碎裂。(4)升揚置換。高壓使得水束周圍的形成氣幕,這降低了水束的摩擦力所以在實際施工過程中要適當增加噴射的切割長度。在噴射切割長度末端,水、氣體、漿液以及顆粒組成的混合液呈現(xiàn)一種沸騰狀態(tài)。這種狀態(tài)有利于升揚時將地層中的小顆粒帶出,使得地層結(jié)構(gòu)更加整合堅固。(5)注入漿液攪混。注入漿液時需沿著水、氣射流切割摻攪范圍,這樣漿液擠壓原地層形成平整表面,有利于整個注漿過程。(6)滲透凝結(jié)。灌注漿液通過靜壓力滲透到噴射外圍內(nèi)的土體孔隙中。凝固后就形成了一層具有防滲作用的過渡層,改過渡層性能及其形狀則根據(jù)實際要求確定。通過上述方法滿足防滲要求。
1.4 帷幕灌漿施工工藝
將具有膠凝性及流動性的漿液通過鉆孔壓入巖層的裂縫中,漿液需要按照一定配合比配置,通過漿液的凝結(jié)來達到巖基的抗?jié)B性和整體性,這種方法就稱作帷幕灌漿法。卵礫石層中的帷幕灌漿也是采用黏土加少量水攪拌組成的混合漿液,差別在于是作用于巖石中。由于在卵礫石層中鉆孔不容易,所以可以采用循環(huán)鉆灌閥跟管灌漿、打管灌漿、套閥式灌漿的方法。但是這種方法它的缺點是地質(zhì)條件的不同漿液填充范圍不好控制。所以為了使防滲功能效果提升,灌漿孔一般要大于三排。使用金剛鉆鉆頭并采用回轉(zhuǎn)式進行帷幕灌漿鉆孔??孜坏恼`差不能大于10cm,按照設(shè)計規(guī)定確定孔深。帷幕灌漿時從上到下分段灌漿法或者是孔口封閉灌漿法,同樣先導孔仍應(yīng)從上到下分段做壓水試驗。鉆孔和裂隙在灌漿前需要進行沖洗。只有鉆孔底部可以進行裂隙沖洗和簡易壓水,而其他需要灌漿的部分就不需要進行沖洗。每個鉆孔與前后左右四個孔之間的灌漿高差不得超過12cm。
1.5 應(yīng)用效果
灌漿是一項嚴謹?shù)墓こ?,因為是在巖石中鉆孔,灌漿質(zhì)量不能通過肉眼觀察,因此在整個施工過程中,必須嚴格按照每個步驟和要點執(zhí)行。在灌漿工作完結(jié)后的28天仍需要進行質(zhì)量檢測工作,在灌漿區(qū)進行鉆孔檢測同時還需進行壓水試驗。灌漿區(qū)巖體膠結(jié)情況也需認真觀察記錄。壓水試驗取得吸水率不能作為唯一的標準,應(yīng)該通過多種途徑取得數(shù)據(jù),互相來印證。水庫蓄水后,可以觀察出使用者兩種灌漿方法結(jié)合的方案應(yīng)用的效果較好,各項指標都能滿足,達到灌漿防滲要求。
2 防滲墻技術(shù)
2.1 防滲墻施工工藝
混凝土防滲墻技術(shù)可以追溯到上個世紀六十年代,是一種主要應(yīng)用在粒狀地層中的垂直防滲技術(shù)。墻厚可以得到有效的控制,特點是結(jié)合緊密和安全可靠。防滲墻施工工藝要求比較嚴格,須根據(jù)現(xiàn)場的試驗和實際施工情況。施工的順序為:澆筑混凝土截水墻,并處理混凝土表面,然后進行測量放線,接著架立模板,在兩端填筑過渡材料,澆筑瀝青混凝土,最后拆模。
2.2 工程概況
一為了滿足農(nóng)業(yè)、工業(yè)及生活用水并具有防洪功能的水庫,設(shè)計正常蓄水時的水位為216m,死水位是213.37m,防洪限制水位是213.37m,設(shè)計洪水位為218.5m,校核洪水位為219.9m。這個水庫的總庫容是86. 11 × 108 m3。本水利樞紐工程主壩是瀝青混凝土砂礫石組成,粘土心墻堆石和粘土心墻砂礫石組成左右副壩。溢洪道采用岸坡開敞式。電站廠房則為河床式。水庫兩岸則布置灌溉使用的輸水管道。位于河谷內(nèi)的主壩下方是具有強透水性的含泥砂礫石和砂卵石層。最大壩高度為41 m,壩頂高程為221. 00 m,壩頂寬度為2 m,長1 658. 31 m。壩的基本剖面上、下游都是采用二級坡。由于使用多年,在壩體上可以觀察到許多縱橫交錯的裂縫,這些裂縫直接導致了壩體的滲漏。2009年,施工單位在確定的壩線和選定樞紐布置方案的基礎(chǔ)上,研究了主壩的防滲形式。因此對此工程,河床部分的主壩選擇瀝青混凝土防滲墻防滲方案。
2.3 應(yīng)用效果
整個工程完工后,必須進行認真的質(zhì)量檢查工作,對照圖紙翻閱施工記錄,將每一步過程進行復核。尤其是施工樁位,需檢查是否遺漏。對于參與協(xié)助檢查的檢測單位必須具有合格的資質(zhì)等級,并且技術(shù)裝備齊全。通過對處理部位的檢測,說明該施工方案效果良好,達到防滲要求。
3 結(jié)語
隨著我國提防新技術(shù)的不斷發(fā)展,水利工程規(guī)模大,地質(zhì)條件復雜,施工工期長,壩材料多樣化,工程質(zhì)量要求高等特點,需要工程師們針對以上特點提出不同的防滲加固方案。本文主要介紹了水利工程比較常見的兩種防滲施工技術(shù),通過工程實例,更加清晰明了的講解了這兩種施工工藝。
參考文獻
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