【摘 要】隨著我國社會經(jīng)濟(jì)水平的不斷發(fā)展,水利工程也得到了極大的發(fā)展空間,同時為國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及人民生活水平的提高起到了關(guān)鍵性的作用。本文主要對水利工程施工中的防滲技術(shù)的重要性、類型與特點及應(yīng)用進(jìn)行了分析與探究。
【關(guān)鍵詞】水利工程;防滲處理;施工技術(shù);應(yīng)用
水是人類生產(chǎn)和生活的寶貴資源,水資源的初始形態(tài)并不能滿足人們生產(chǎn)生活的需要,因此大量的水利工程修建起來,以達(dá)到調(diào)節(jié)和分配水量,防止洪澇災(zāi)害發(fā)生的目的,所以確保水利工程的建筑質(zhì)量就顯得尤為重要。目前我國的一些水利工程由于其建造的時期、年限不同,在實際運行中或多或少都存在著一些不同程度的病險隱患,例如滲透破壞、開裂、滑坡等。其中,滲透破壞是水利工程中最為主要的安全問題,對水利工程的整體質(zhì)量和使用性能都造成極大地影響。本文闡述了水利工程中防滲施工技術(shù)的應(yīng)用,分別對水利工程防滲技術(shù)灌漿的處理以及防滲墻的處理方法進(jìn)行了闡述。
1.防滲施工技術(shù)在水利工程中的重要性
在水利工程的施工建設(shè)過程中,做好防滲工作是至關(guān)重要的一個環(huán)節(jié)。水利工程建設(shè)要求水利工程的質(zhì)量除了要具有一定的抗震性和穩(wěn)定性,還要防止?jié)B漏現(xiàn)象的發(fā)生,同時,對于已經(jīng)出現(xiàn)的滲漏現(xiàn)象要及時進(jìn)行處理,做好應(yīng)對措施。如果出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象卻沒有處理好,將會對企業(yè)和社會的經(jīng)濟(jì)效益造成嚴(yán)重影響,還會對人民的生命財產(chǎn)安全造成嚴(yán)重的威脅。防滲技術(shù)的重要性表現(xiàn)在:做好防滲工作可以節(jié)約大量的水資源,可以提高水利工程的穩(wěn)定性,防止水利結(jié)構(gòu)遭到破壞。
2.防滲墻類型及其特點
防滲墻一般要求墻體厚度小、滲透系數(shù)低、柔性強(qiáng)、耐久性好及單位面積造價低。防滲墻施工有多頭深層攪拌水泥土、鋸槽法、鏈斗法、薄型抓斗、射水法和倒掛井法等成墻工藝。
2.1多頭深層攪拌水泥土成墻工藝
多頭深層攪拌樁機(jī)一次多頭鉆進(jìn),把水泥漿噴入土體并攪拌,使土體與水泥漿液混合固結(jié)成一組水泥土樁,樁與樁搭接形成水泥土防滲墻,目前最大成墻深度為22m,水泥土滲透系數(shù)<10cm/s,抗壓強(qiáng)度>0.3MPa。其優(yōu)點是施工簡便、無泥漿污染、造價較低,適用于粘土、砂土、淤泥和砂礫層(砂礫直徑小于5cm)。實踐證明,多頭深層攪拌水泥土防滲墻防滲效果明顯,在地下防滲工程中質(zhì)量可靠,投資最經(jīng)濟(jì)、最有效,具有一定發(fā)展前景。
2.2鋸槽法成墻工藝
在先導(dǎo)孔中,鋸槽機(jī)的刀桿以一定的傾角一邊作上下往復(fù)切割運動,一邊以0.8-1.5m/h的速度(根據(jù)地層狀況)向前移動開槽;被鋸切割下來的土體可由反循環(huán)或正循環(huán)方式的排渣系統(tǒng)排出槽外,并采用泥漿護(hù)壁。澆筑塑性混凝土,形成寬度為0.2-0.3m的防滲墻體。鋸槽機(jī)由行走底盤、動力及傳動系統(tǒng)、刀桿及支架加壓系統(tǒng)、排渣系統(tǒng)、起重設(shè)施及電氣控制系統(tǒng)組成;傳動方式有機(jī)械式與液壓式2種。以不同規(guī)格的刀桿進(jìn)行組合,開槽寬度可達(dá)0.2-0.5m、深度達(dá)到40m。鋸槽法的優(yōu)點是連續(xù)成槽、工效高、墻體連續(xù)、質(zhì)量好,并且成墻深,適應(yīng)于粘土、砂土和卵石粒徑小于100mm的砂礫石地層;還可以采用自凝灰漿、固化灰漿形成不同強(qiáng)度和抗?jié)B指標(biāo)的防滲墻。
2.3鏈斗法成墻工藝
由鏈斗式開槽機(jī)排樁上的旋轉(zhuǎn)鏈斗取土,同時將斜放的排樁下放到成墻深度,開槽機(jī)前進(jìn)開挖溝槽,并采用泥漿護(hù)壁,其澆筑混凝土方法類似鋸槽法。鏈斗式開槽機(jī)的開槽寬度為16-50cm,深度可達(dá)10-15m。適應(yīng)于粘土、砂土和粒徑小于槽厚的、含量小于30%的砂礫石地層。
2.4薄型抓斗成墻工藝
采用斗寬為0.3m的薄型抓斗挖土開槽,泥漿護(hù)壁,澆筑塑性混凝土或用自凝灰漿形成薄壁防滲墻,最大成墻深度可達(dá)40m。適用于粘土、砂土及卵石和砂礫的含量與粒徑在一定范圍內(nèi)的土層。
2.5射水法成墻工藝
射水法成墻設(shè)備主要由造孔機(jī)、混凝土攪拌機(jī)和澆筑機(jī)組成。利用造孔機(jī)成型器內(nèi)的噴嘴,射出高速水流來切割土層,成型器上下運動切割修整孔壁,采用泥漿護(hù)壁,正循環(huán)或反循環(huán)出渣。槽孔形成后,澆筑水下混凝土或塑性混凝土,形成薄壁防滲墻。成墻厚度為0.22-0.45m,深度可達(dá)30m.成墻垂直精度可達(dá)1/300,適應(yīng)于粘土、砂土和粒徑小于100mm的砂礫石地層。在1998年歷史罕見的特大洪水過后,在長江、贛江、鄱陽湖等國內(nèi)重要堤防加固工程中,射水法得到廣泛采用,取得了較好的社會經(jīng)濟(jì)效益。
3.防滲施工技術(shù)應(yīng)用分析
3.1灌漿技術(shù)的施工要點
水利工程施工中的灌漿技術(shù)主要包括以下三個方面,即高壓噴射技術(shù)、土壩壩體劈裂技術(shù)和卵礫石層防滲帷幕技術(shù)。其各自的具體施工要點如下:
高壓噴射灌漿技術(shù)。高壓噴射技術(shù)主要指的是利用水泥漿液的高壓射流沖擊來破壞工程中被灌注的地層結(jié)構(gòu),使被灌地層的土顆粒同水泥漿液進(jìn)行摻和、混雜后形成壁狀的固結(jié)體,從而起到防滲的作用。它在水利工程防滲處理上的優(yōu)點主要有:造價低、工效高、料源廣、搭接防滲效果好和設(shè)備簡單等;其不足主要有:技術(shù)實施的地質(zhì)條件要求較高,機(jī)具數(shù)量較多,且容易在大于200mm 的顆粒背后出現(xiàn)漏噴現(xiàn)象等。高壓噴射技術(shù)根據(jù)防滲要求和地層結(jié)構(gòu)的不同,一般分為旋噴、擺噴和定噴三種方法。
土壩壩體劈裂灌漿技術(shù)。土壩壩體劈裂技術(shù)主要指的是為了提高水利工程的壩體防滲能力,在施工時根據(jù)水利工程壩體的應(yīng)力分布等規(guī)律,通過施加一定的壓力,使水利工程的壩體能夠沿著壩軸線的方向劈裂開來,并在其中灌注上相應(yīng)的泥漿,使其形成連續(xù)鉛直的防滲泥墻,以達(dá)到切斷軟弱層或堵塞裂縫、漏洞等的目的。壩體劈裂技術(shù)能夠通過壩、漿的濕陷與互壓,平衡壩體內(nèi)部的應(yīng)力重分布情況,從而達(dá)到提高壩體穩(wěn)定性的目的。
卵礫石層的防滲帷幕灌漿技術(shù)。卵礫石層的防滲帷幕技術(shù)主要指的是用粘土水泥混合漿液進(jìn)行水利工程的灌注,由于灌漿不易自立鉆孔,因此在灌注時通常采用打管灌漿、循環(huán)鉆灌閥跟管灌漿和套閥式灌漿等方法進(jìn)行作業(yè)。目前,該技術(shù)方法僅用于勘探和防滲處理的補充手段。
3.2防滲墻技術(shù)的施工要點
水利工程防滲墻技術(shù)主要包括鏈斗法、射水法、多頭深層攪拌法、鋸槽法和薄型抓斗法。鏈斗成墻法主要是通過鏈斗式的開槽機(jī)排樁進(jìn)行旋轉(zhuǎn)鏈斗的取土,在開槽機(jī)的前行方向挖溝槽,用泥漿進(jìn)行護(hù)壁處理。射水成墻法是用塑性或水下混凝土對壩體墻壁進(jìn)行泥漿澆筑,形成薄壁式的防滲墻。多頭深層攪拌法是將水泥漿和土體混合攪拌,形成水泥土式的防滲墻。鋸槽成墻法是用鋸槽機(jī)按一定的速度向前移動進(jìn)行開槽作業(yè),用塑性混凝土泥漿澆筑護(hù)壁形成防滲墻。薄型抓斗法是利用薄型抓斗開挖土槽,用自凝灰漿或者塑性混凝土進(jìn)行護(hù)壁澆筑,形成薄壁式防滲墻,一般適用于卵石砂土層的施工上。
4.結(jié)束語
綜上所述,目前水利工程防滲施工中最常用的施工技術(shù)有兩種:灌漿處理技術(shù)和防滲墻技術(shù)。同時應(yīng)結(jié)合具體的施工情況,選用合適的施工材料及技術(shù)。所以,我們有必要研究水利工程的防滲處理技術(shù),這樣做可以更進(jìn)一步的發(fā)展我國的水利工程建設(shè)為我國的人民生活水平的提高和現(xiàn)代化建設(shè)做出更多的努力。
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