摘要:鑒于水庫除險加固工程的重要性,首先闡述了我國近些年在此方面的努力,然后以防滲處理為主,介紹了幾種防滲處理技術(shù),并結(jié)合實例,對多頭攪拌樁在水庫除險加固工程中的應(yīng)用進(jìn)行了具體分析。
關(guān)鍵詞:防滲處理;水庫除險加固;多頭攪拌樁
0 引言
水庫建設(shè)主要起攔洪蓄水的作用,同時可調(diào)節(jié)水流,用以發(fā)電、灌溉、養(yǎng)殖,對人們生活和國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著積極意義。然而在長期使用中,水庫被水沖刷侵蝕,加上一些人為或自然原因的破壞,使得水庫容易出現(xiàn)問題,致使安全性能下降。滲漏是其中發(fā)生較為頻繁,同時危害也較大的一種,若水庫發(fā)生滲漏,非但無法發(fā)揮應(yīng)有的作用,甚至還會影響到周圍居民的生命安全。為此,必須做好水庫的除險加固工程,尤其是年久失修的水庫。
1 國內(nèi)水庫除險加固工程現(xiàn)狀
水庫多由大壩、溢洪道和放水建筑物構(gòu)成,按照規(guī)模容量的不同,可將水庫分為大型、中型和小型3個級別。國內(nèi)目前共有水庫8.7萬座,多建于20世紀(jì)50—70年代。因當(dāng)時農(nóng)業(yè)需要,大量的水庫先后建立起來,但受經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件限制,水庫質(zhì)量相對較低。小型壩占了很大比例,但多數(shù)都采用土石壩,壽命僅在50年左右,至今其使用壽命將終結(jié)。據(jù)調(diào)查顯示,我國有超過4萬座水庫都存在安全問題,在農(nóng)村分布最多,1954年以來,我國發(fā)生過潰壩的水庫有3500余座。1975年,板橋、石漫灘兩座大型水庫及其他數(shù)十座水庫垮壩,淹沒了近1100萬畝農(nóng)田,導(dǎo)致1100萬人受災(zāi),2.6萬人死亡。此后,國家水利部門對水庫除險加固工程十分重視,相繼在2001年、2004年組織編制了兩期病險水庫除險加固規(guī)劃報告,共解決了3000多座水庫的危險問題。2008年,國家投資620多億元,對7000余座問題水庫進(jìn)行加固,至2011年基本完成,累計恢復(fù)庫容近98億立方米,保護(hù)了1.6億畝農(nóng)田。2011年,國務(wù)院批準(zhǔn)了4.1萬座小二型病險水庫的加固工程,2013年年底已完成1.6萬座的除險加固,預(yù)計在2015年可全部完成。
2 水庫除險加固工程中常見的幾種防滲處理技術(shù)
滲漏是水庫使用中發(fā)生率最高的一種危害,使得除險加固工程更加困難。處理滲漏問題時,多采用上堵下排的方式,在長期實踐中,探索出很多防滲處理方法。水庫在我國廣泛分布,地理環(huán)境不同,水庫建設(shè)也各有差異,在具體處理時,應(yīng)根據(jù)實際情況選擇較為適宜的處理方法。
2.1 混凝土防滲墻技術(shù)
該技術(shù)有很久的使用歷史,主要是對閘壩等建筑物在松散透水地基中的垂直防滲處理。施工過程較為復(fù)雜,經(jīng)過長期的改進(jìn),工藝日臻成熟,因為造槽設(shè)備體積過大,在小型壩施工中不宜使用。其施工流程包括以下幾步:①固壁泥漿;②清孔換漿;③槽孔連接;④混凝土澆筑。鉆孔時,需將孔位偏差控制在2.5cm以內(nèi),對孔內(nèi)泥漿高度也有嚴(yán)格限制,距離導(dǎo)墻頂面約30-50cm。使用膨潤土漿之前,應(yīng)先將其存放24小時,并使其得以充分水化溶脹。清孔工作也尤為重要,盡量徹底清除孔內(nèi)泥漿雜質(zhì),泥的厚度不得超過8.5cm。清孔工作結(jié)束后,需保證槽孔嵌入基巖的深度與工程要求相符,并在4小時內(nèi)進(jìn)行混凝土澆筑。
2.2 高壓噴射灌漿防滲技術(shù)
即借助高壓設(shè)備產(chǎn)生高壓,將漿液從注漿管快速噴射到孔中,經(jīng)過切削、攪拌,使?jié){液和地基緊密結(jié)合,對地基產(chǎn)生擠壓、滲透作用,進(jìn)而提高旋噴樁及周圍土體的密度和硬度。該技術(shù)省去了地基挖掘工作,勞動量有所減少,且節(jié)約了部分材料,同時具有良好的可控性和可灌性,在地基加固、構(gòu)筑物修補(bǔ)等工程中發(fā)揮著重要作用。其不足之處在于成本昂貴,需要足夠的電力支持,所以對電力設(shè)備有較高的要求。
2.3 振動沉模防滲板墻技術(shù)
該技術(shù)是一種新興工藝,使用大功率、高頻率的機(jī)械設(shè)備,通過機(jī)械振動將施工鋼模板沉入地層。在此過程中進(jìn)行砂漿或混凝土的澆筑,使其在地層中混合成防滲墻體,以實現(xiàn)預(yù)期的防滲效果。該技術(shù)的優(yōu)點在于防滲墻呈垂直連續(xù)狀,且表面平整沒有裂縫,也沒有斷裂等問題,厚度適中,具有良好的完整性,施工速度較快。但其多用于地基強(qiáng)度一般的工程,睿地質(zhì)硬度較大,則很難將模板沉入;而且在振動時若把握不好力度,還有可能會破壞大壩。
2.4 復(fù)合土工膜防滲處理技術(shù)
該技術(shù)防滲效果較好,材料包括土工膜和土工織物,確定好滲漏部位后,先對其坡面加以清理,確保坡面平整;接著鋪設(shè)一層復(fù)合土工膜,然后加一層混凝土或砂墊層,堤頂封頂層混凝土組合成一個完全封閉的防滲體系。為節(jié)約拼接時間,取得更好的防滲效果,土工膜盡量采取寬幅膜。且鋪設(shè)時要保證松緊適中,沒有氣泡褶皺和縫隙,與坡面緊貼。施工工程包括準(zhǔn)備工作、土工膜的鋪設(shè)和拼接、鋪設(shè)墊層、質(zhì)量檢驗、驗收工作。為避免土工膜被踩壞,施工人員不得穿釘鞋,且一旦發(fā)現(xiàn)損壞,應(yīng)及時處理。
3 多頭攪拌樁技術(shù)在水庫除險加固工程中的應(yīng)用
3.1 工程概況
某水庫建于1984年,因當(dāng)時各種條件有限,材料設(shè)備以及施工工藝都存在很大的問題,以至于整個水庫的質(zhì)量偏低。2008年該水庫停止使用,2010年水庫的除險加固工程正式開始。大壩有左右兩壩,根據(jù)探測結(jié)果,主壩段有滲漏通道,為壩基強(qiáng)透水性的松散可液化的粉細(xì)砂層。在對比多套施工方案后,最終決定采用多頭攪拌樁。
3.2 具體施工
①定位
確定好樁位后,將攪拌機(jī)吊運至制定位置,與樁位相對。須確保攪拌機(jī)的平衡,當(dāng)?shù)孛娌黄綍r,應(yīng)將其鏟平或墊平。
②預(yù)攪下沉
啟動攪拌機(jī),使其沿著導(dǎo)向架攪拌切土下沉,速度不可過快。若砂土層土質(zhì)較硬,會增加沉入難度,此時可補(bǔ)給適量的水分。
③水泥漿的制備
根據(jù)工程要求,按照適宜的比例制備水泥漿,壓漿前將水泥漿倒入集料斗中。水泥漿的水灰比為1.25:1,密度為1.4g/cm3.灰漿攪拌之后加以過濾,然后放置在集料池,并立進(jìn)行泵送。
④開啟灰漿泵
鉆進(jìn)噴漿攪拌,深層攪拌機(jī)沉入到規(guī)定位置后,提升噴漿攪拌,直至樁端。在樁頂設(shè)計標(biāo)高以上超攪0.5m,上部結(jié)構(gòu)施工時將超攪部分鑿除;且攪拌頭的端部即將達(dá)到樁頂時,攪拌3分鐘后將攪拌頭取出。
⑤清洗養(yǎng)護(hù)
添加一定的清水到集料斗,然后將灰漿泵啟動,對殘留的漿液進(jìn)行清洗,包括粘在攪拌頭上的砂土,都應(yīng)清洗干凈。在完成所有工作后,也應(yīng)做好相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)工作。
4 結(jié)束語
水庫在人類生活中發(fā)揮著重要作用,然而在使用中受諸多因素影響,存在著很多問題。尤其是滲漏現(xiàn)象,危害嚴(yán)重,必須對其展開除險加固處理。如今有很多處理方法,實際使用時,應(yīng)根據(jù)具體狀況選擇較為適宜的方法,并嚴(yán)格按照規(guī)定操作。
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