摘 要 隨著科學技術(shù)的不斷進步,近些年在我國的圩堤身防滲工程建設(shè)中不斷有新技術(shù)和新工法的出現(xiàn)和應(yīng)用,這些新的防滲技術(shù)的應(yīng)用對改善圩堤身防滲工程的防滲效果,發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。其中當前應(yīng)用的比較廣泛的防滲技術(shù)主要有堤防除險加固防滲技術(shù)、灌漿防滲技術(shù)以及深層攪拌法防滲技術(shù),本文主要就以上三種不同的防滲技術(shù)的應(yīng)用與效果進行說明。
關(guān)鍵詞 圩堤身;防滲工程;防滲技術(shù);應(yīng)用效果
中圖分類號 TV 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)052-0134-02
1 堤防除險加固防滲技術(shù)的應(yīng)用與效果
1.1 堤防除險加固防滲技術(shù)概述
1.1.1 堤防除險加固防滲技術(shù)方法選擇的基本原則
在除險加固工程中,防滲處理方案的選擇,具體取決于以下諸方面。
1)功能性:必須滿足工程目的和要求。
2)可實施性:方案的工程規(guī)模、有關(guān)參數(shù)和技術(shù)指標,在目前的技術(shù)水平條件下是可行的。
3)經(jīng)濟性:方案通過技術(shù)經(jīng)濟比較,投入產(chǎn)出分析,在滿足功能性要求的前提下,工程費用較低,工程概預算能夠承受;在確定采用后尚應(yīng)采用先進技術(shù),優(yōu)化方案,合理使用材料。
4)環(huán)境和安全性:避免工程污染環(huán)境或污染最小。能保障堤防結(jié)構(gòu)和相鄰建筑物安全,保證施工人員的安全。
1.1.2 堤防除險加固防滲技術(shù)要點
1)堤防除險加固防滲方案的選擇主要考慮適應(yīng)工程性質(zhì)、條件,可滿足工程防滲目的和要求,有一定的防滲標準,工程費用較低等因素。防滲標準直接關(guān)系到堤防的安全性以及工程量、工程進度、造價等。
2)堤防除險加固防滲屬于滲流控制處理的范疇,因此,在進行堤防除險加固防滲設(shè)計時要遵循堤身滲流控制和堤基滲流控制相統(tǒng)一的原則。
3)堤身的防滲處理,多數(shù)采用的是基于劈裂灌漿等防滲體的薄防滲墻和板樁墻。一般在防滲體不能和堤身防滲措施相統(tǒng)一的情況下,多是采用截滲墻來進行堤防除險加固。
1.2 堤防除險加固防滲技術(shù)的應(yīng)用與效果
1.2.1 堤防除險加固防滲技術(shù)的應(yīng)用工程實例說明
湖北省黃石市長江干堤青山湖堤段所處樁號為57 m+980 m~
57 m+290 m,長690 m,外臨長江,深泓逼岸,坡陡流急,大堤既無外灘,又無平臺,堤內(nèi)腳緊靠青山湖。兩面受水,兩水夾堤,堤基十分狹窄,只有60 m寬,每年隨江水位變化,大堤內(nèi)外水相互滲透,汛期江水內(nèi)滲,常發(fā)生管涌險情,汛后湖水外滲,曾多次發(fā)生江岸崩塌。
1.2.2 堤防除險加固防滲技術(shù)的應(yīng)用效果
這一堤段前無外灘,后臨湖泊,難以采用鋪蓋、吹填等防滲方案。湖北省水利水電勘測設(shè)計院通過技術(shù)經(jīng)濟比較,選取了堤防除險加固防滲技術(shù)方案,采取垂直防滲方式,大堤內(nèi)外滲透破壞都能防止。
混凝土防滲墻采用射水法澆筑地下混凝土連續(xù)墻,墻高12 m,厚22 cm,長690 m,面積8 280 m2。通過開倉檢查,密實度高,連續(xù)性好。采用該法施工后,該堤段防滲性能明顯改善,經(jīng)測試滲透系數(shù)k下降至2.36 cm/s×10-7 cm/s~1.23 cm/s×10-5 cm/s。經(jīng)過連續(xù)兩年的高水位考驗,未再發(fā)生滲透險情,證明采用這一方案是成功的。
2 灌漿防滲技術(shù)的應(yīng)用與效果
2.1 認識灌漿防滲技術(shù)
2.1.1 灌漿防滲技術(shù)概述
灌漿防滲技術(shù)是利用壓力將能固結(jié)的漿液通過鉆孔注入巖土孔隙或建筑物的裂隙中,使其物理力學性能改善的一種方法。按照灌漿工藝所依據(jù)的理論可劃分為滲入性灌漿、劈裂灌漿以及壓密灌漿三種不同的灌漿防滲技術(shù)。其中,用于堤防工程的灌漿技術(shù),是在灌漿壓力作用下,漿液克服各種阻力而滲入孔隙和裂隙,壓力越大,吸漿量及漿液擴散距離就大,因此又稱滲入性
灌漿。
2.1.2 灌漿防滲技術(shù)的工藝說明
1)灌漿孔的設(shè)置。加固灌漿孔的設(shè)置常采用如下圖所示的梅花形、方格形以及六角形布置方案。梅花形和六角形布孔主要用于預計灌漿后不需補加孔的地基,但是這兩種布孔的主要缺點是不利于灌漿孔的補充。而與以上兩種布孔方式不同,方格形布孔就比較方便灌漿孔的補充,而且,這種布孔方法在復雜的地區(qū)宜應(yīng)用的較為廣泛。
2)鉆孔。鉆孔可采用機鉆、錐鉆、打管等各種成孔方法。
3)灌漿防滲技術(shù)的施工要點。①施工采用“圍、擠、壓”的原則,就是先將灌漿區(qū)圍住,再在中間插孔灌漿擠密,最后逐步壓實,這樣易于保證灌漿質(zhì)量。最好采用分序灌漿的辦法;②在可能的情況下,以采用較大的壓力為好;③灌漿開始時,以稀漿開始,采用逐步加稠的方法。
2.2 灌漿防滲技術(shù)的應(yīng)用與效果
2.2.1 灌漿防滲技術(shù)的應(yīng)用工程實例說明
江西鄱陽縣饒河聯(lián)圩馬墩堤段墻堤持力層為粉質(zhì)壤土、粉質(zhì)粘土,厚度一般在4 m以上,其下伏粉細砂、砂礫(卵)石層,透水性強,粉細砂層具松散飽和狀,該層與外河河床分布的砂礫(卵)石層在同一層位,汛期外河水側(cè)向滲入堤內(nèi)。堤內(nèi)分布有魚塘、水溝,天然覆蓋遭到破壞。當外河水位高時,滲入堤內(nèi)的具有承壓性質(zhì)的地下水突破堤內(nèi)粘性土層薄弱處,產(chǎn)生泡泉。汛期堤內(nèi)土層受承壓地下水頂托,造成堤內(nèi)地基產(chǎn)生裂縫及鼓包,汛后地下水位下降的卸荷作用,又使得松散或掏空的局部地基產(chǎn)生跌窩或沉陷。
2.2.2 灌漿防滲技術(shù)的應(yīng)用效果
江西省水利規(guī)劃設(shè)計院進行了加固除險設(shè)計,選用高壓定噴灌漿防滲墻方案。高噴灌漿防滲墻形式為:雙噴嘴、扇形,單墻前后連接方式。灌漿材料為水泥漿液。防滲墻軸線布置于堤頂,且與堤軸線方向一致,距上游3.0 m處。防滲墻厚不小于20 cm,灌漿孔距2 m,漿液壓力20 MPa。高噴灌漿從基巖頂面以下1.0 m開始不斷向上灌至隔水層底面以上1.0 m。隔水層距層底面1.0 m以上則采用粘土回填鉆孔。經(jīng)過連續(xù)兩年兩個汛期高洪水位的考驗,此堤段未發(fā)生險情,運行情況良好。
3 深層攪拌法防滲技術(shù)的應(yīng)用與效果
3.1 關(guān)于深層攪拌法防滲技術(shù)
3.1.1 深層攪拌法防滲技術(shù)的概念
深層攪拌法是利用水泥、石灰等材料作為固化劑的主劑,通過專用的深層攪拌機械,在地基土中邊鉆進,邊噴射固化劑,邊旋轉(zhuǎn)攪拌,使固化劑與土體充分拌合,形成具有整體性和抗水性的水泥土或灰土樁柱體,以達到堤身防止?jié)B漏目的的工程措施。
3.1.2 深層攪拌法防滲技術(shù)的施工要點
1)輸漿。①盡量保證輸漿均勻,應(yīng)根據(jù)地層吃漿變化調(diào)整輸漿量,總輸漿量應(yīng)不少于設(shè)計要求;②輸漿量應(yīng)有專門的裝置計量,如流量儀等;③輸漿應(yīng)有一定的壓力,但也不宜過大。
2)提升和鉆進速度。①為保證樁孔不偏斜,開始入土時不宜用高速鉆進,一般鉆進速度不應(yīng)大于0.8 m/min;土層較硬時,速度不大于0.6 m/min;②輸漿量和提升速度要有效配合。如果輸漿量較大,就應(yīng)當適當?shù)奶岣咛嵘俣?。另外,二者之間的具體關(guān)系應(yīng)按設(shè)計水泥摻入量來確定。
3)樁的定位精度。樁與樁之間的搭接尺寸的主要影響因素就是樁的定位。主機調(diào)平后,在施工中樁容易因振動而導致樁位偏差。為了提高樁的定位精度,一般每施工一定單元段應(yīng)校核一次,并及時調(diào)整。
3.2 深層攪拌法防滲技術(shù)的應(yīng)用與效果
3.2.1 深層攪拌法防滲技術(shù)的應(yīng)用工程實例說明
某工程位于淮河南堤,是城市排澇泵站工程,工程主副廠房、壓力水箱、控制段、進水閘等堤身采用了深層攪拌樁處理。經(jīng)勘探和調(diào)查,該堤段存在如下地質(zhì)問題:堤身約7 m~8 m依次為輕粉質(zhì)壤土、中粉質(zhì)壤土、輕砂壤土、粗砂灰壤土及粉細砂。主要持力層承載力標準值70 kPa~90 kPa,天然地基承載力不能滿足堤身建筑物承載力的要求,而且堤身土質(zhì)不均勻,密實性很差,一些地方存在孔洞,經(jīng)注水試驗,漏水十分嚴重。
3.2.2 深層攪拌法防滲技術(shù)的應(yīng)用效果
本工程采用了單樁復合地基靜載荷試驗效果監(jiān)測方法。施工后45 d,在主廠房復合地基深層攪拌樁中,抽取了兩組做單樁復合地基試驗。按置換率,制作承載板尺寸,用袋裝砂加荷,測定兩倍荷載下的變形。結(jié)果Q-S曲線呈“緩變形”,兩倍荷載作用下,均未達到極限工作狀態(tài)。用相對沉降法,確定承載力基本值,滿足設(shè)計承載力的要求。
4 結(jié)論
近些年,隨著我國防洪標準的不斷提高以及對水利工程建設(shè)力度的加大,針對水庫和江河堤防的防滲工程會越來越多。包括堤防除險加固防滲技術(shù)、灌漿防滲技術(shù)以及深層攪拌法防滲技術(shù)在內(nèi)的等新防滲技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用,必將使得防滲技術(shù)發(fā)展的更快。
參考文獻
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