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        簡(jiǎn)析水庫大壩除險(xiǎn)加固工程的防滲處理技術(shù)及其設(shè)計(jì)

        2017-10-19 10:41:46鄺亮
        水能經(jīng)濟(jì) 2017年9期

        鄺亮

        【摘要】水庫大壩具有體量大、建設(shè)和使用周期長(zhǎng)等特征,并且具保障供水、防洪保安以及保障能源供給等作用。但是由于各種因素的影響,使得水庫大壩出現(xiàn)病險(xiǎn)問題,因此為了充分發(fā)揮水庫大壩的作用,本文闡述了水庫大壩除險(xiǎn)加固工程中的常用防滲處理技術(shù),對(duì)水庫除險(xiǎn)加固工程的防滲設(shè)計(jì)進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。

        【關(guān)鍵詞】水庫大壩;除險(xiǎn)加固;防滲處理技術(shù);防滲設(shè)計(jì)

        一、水庫大壩除險(xiǎn)加固工程中的常用防滲處理技術(shù)

        水庫大壩除險(xiǎn)加固工程中的常用防滲處理技術(shù)主要有:(1)高壓噴射灌漿防滲處理技術(shù)。高壓噴射灌漿防滲處理技術(shù)是在一定壓力下,使?jié){液通過注漿管,從高壓噴嘴中射出,注入地基,在射流的切削、攪拌、沖擊作用下,實(shí)現(xiàn)漿液和地基的有效融合,對(duì)地基產(chǎn)生滲透、擠壓等作用,提高旋噴樁與周圍土體的承載力與密度,達(dá)到預(yù)期的處理效果。其主要可以在構(gòu)筑防滲墻體、地下構(gòu)筑物修補(bǔ)、加固地基等工程當(dāng)中應(yīng)用。(2)混凝土防滲墻技術(shù)?;炷练罎B墻是對(duì)閘壩等在松散透水地基中進(jìn)行垂直防滲處理,是應(yīng)用較早的工程防滲技術(shù)。其施工工序較為復(fù)雜,主要包括固壁泥漿、清孔換漿、連接槽孔、混凝土澆筑。在實(shí)際施工中,對(duì)槽孔控制與混凝土澆筑的要求非常高。槽孔嵌入基巖深度需要達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)在泥漿固壁中存放新制膨潤(rùn)土漿24小時(shí),在水化溶脹之后,予以使用。在完成清孔1小時(shí)之后,保證孔底淤泥厚度不超過10cm。在清孔合格之后,在4小時(shí)之內(nèi)進(jìn)行混凝土澆筑。在混凝土澆筑施工中,一定要保證混凝土配合比的合理,嚴(yán)格檢測(cè)混凝土質(zhì)量,同時(shí)對(duì)拌和時(shí)間、速度等指標(biāo)予以監(jiān)理審批。(3)復(fù)合土工膜防滲處理技術(shù)。復(fù)合土工膜主要由土工織物、土工膜構(gòu)成,具有良好的防滲效果。在滲漏水庫坡面上,鋪設(shè)復(fù)合土工膜之后,在鋪設(shè)砂墊層與混凝土,就可以形成一個(gè)相對(duì)封閉、完整的防滲系統(tǒng)。近些年來,我國(guó)采用的土工膜防滲堆石壩壩高超過了60m,取得了一定的防滲成效。在鋪設(shè)復(fù)合土工膜的時(shí)候,要求應(yīng)力平均,松緊適宜,不要出現(xiàn)繃?yán)^緊的情況;同時(shí)要求復(fù)合土工膜和土面進(jìn)行緊密連接,不得留有空隙,在鋪設(shè)之前,需要對(duì)坡面進(jìn)行平整與壓實(shí),在驗(yàn)收合格之后,才可以進(jìn)行復(fù)合土工膜的鋪設(shè)。

        二、水庫除險(xiǎn)加固工程防滲設(shè)計(jì)前的要點(diǎn)分析

        水庫除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)需要通過開展以下前期工作,才能比較全面準(zhǔn)確的掌握水庫的整體情況,進(jìn)而分析病險(xiǎn)成因,確定合理有效的除險(xiǎn)加固方案。(1)資料收集。主要是通過與周邊村民及當(dāng)?shù)厮芾砣藛T進(jìn)行訪談,并且通過現(xiàn)場(chǎng)踏勘,拍照等方式,采集水庫歷史及現(xiàn)狀的基本信息。(2)地質(zhì)勘察。水庫除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)施工過程中,地質(zhì)勘察就尤為重要,如壩體有滲漏現(xiàn)象或者壩基不穩(wěn)定的情況存在,必須加強(qiáng)對(duì)壩體、壩腳、壩基的勘探,地勘的方法主要有鉆探、探坑、探槽等,采用鉆探布孔方式;若溢洪道、輸水涵(洞)等其它主要建筑物有危險(xiǎn)的情形,應(yīng)重點(diǎn)進(jìn)行勘探。通過對(duì)壩體、溢洪道和輸水涵管或隧洞進(jìn)行勘探,可以摸清水庫的病因,以便設(shè)計(jì)人員對(duì)癥下藥。(3)地形測(cè)量。水庫除險(xiǎn)加固需對(duì)水庫除險(xiǎn)加固的范圍進(jìn)行一次詳細(xì)的地形測(cè)量,其中平面測(cè)量和主要建筑物的斷面測(cè)量是重點(diǎn),設(shè)計(jì)主要需要的1:500的總平面圖(包括整個(gè)庫區(qū)范圍)和1:100的主要建筑物的橫剖面圖、縱剖面圖。

        三、水庫大壩除險(xiǎn)加固工程中的防滲設(shè)計(jì)分析

        1、某水庫大壩的概況。某水庫大壩設(shè)計(jì)的水庫容量為3000萬立方米,水庫的基本功能為灌溉與發(fā)電并存的功能性水庫大壩建設(shè),施工環(huán)境為紅壤粘土土質(zhì)局部具有巖石風(fēng)化成,對(duì)防滲的要求偏高。結(jié)合某水庫大壩工程進(jìn)行分析,根據(jù)水庫大壩設(shè)計(jì)要求及實(shí)際使用,要求其防滲設(shè)計(jì)需要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)而保障大壩的使用安全以及使用壽命。

        2、合理選擇除險(xiǎn)加固防滲設(shè)計(jì)方案。結(jié)合某水庫大壩狀況,選擇混凝土防滲墻和高壓旋噴灌漿兩個(gè)方案。(1)混凝土防滲墻加固方案。沿壩頂中心線增設(shè)混凝土防滲墻對(duì)壩體進(jìn)行防滲加固,防滲墻入巖0.5~1.0m,墻下基巖采用帷幕灌漿加固?;炷练罎B墻厚0.6m,并在墻中預(yù)埋灌漿鋼管,鋼管直徑110mm。防滲墻軸線長(zhǎng)518m,頂高程31.40m,最大墻深24.7m。帷幕灌漿采用單排孔,孔距1.6m。灌漿段長(zhǎng)度分為:第1段2m,第2段3m,以下各段5m。帷幕灌漿防滲線總長(zhǎng)466.0m,最大孔深36.3m。(2)高壓旋噴灌漿方案。沿壩頂中心線增加高壓旋噴灌漿對(duì)壩體和壩基覆蓋層進(jìn)行防滲加固,其下透水率大于10Lu的強(qiáng)風(fēng)化巖層采用帷幕灌漿與之相連接。高壓旋噴灌漿防滲段總長(zhǎng)518m,最大孔深23.7m。帷幕防滲段總長(zhǎng)466.0m,最大孔深36.3m。帷幕灌漿與上部旋噴灌漿同孔,先進(jìn)行下部基巖帷幕灌漿施工,然后進(jìn)行上部旋噴灌漿施工。帷幕灌漿采用自上而下分段阻塞灌漿。旋噴灌漿單排孔距0.80m,最大深度23.7m?;鶐r灌漿為單排孔,孔距1.6m。(3)加固方案的選擇。混凝土防滲墻方案的優(yōu)點(diǎn)是,加固工程施工質(zhì)量容易控制,防滲可靠性較高;缺點(diǎn)是施工速度較慢,施工工期較長(zhǎng),費(fèi)用略高。高壓旋噴灌漿方案的優(yōu)點(diǎn)是,施工速度較快,工期較短,費(fèi)用略低;缺點(diǎn)是穿過不同介質(zhì)的復(fù)雜地層時(shí),施工質(zhì)量較難控制,防滲可靠性受到影響。經(jīng)綜合比較,推薦混凝土防滲墻加固方案。

        2、水庫大壩除險(xiǎn)加固的防滲墻加固設(shè)計(jì)分析?;炷练罎B墻沿壩頂中心線布置,深度按入巖1m控制,在斷層及裂隙密集帶適當(dāng)加深。(1)防滲墻的使用年限分析?;炷练罎B墻耐久性主要受滲流溶蝕作用控制,使用年限根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算為103a。根據(jù)規(guī)范,水庫大壩采用0.6m厚的混凝土防滲墻可滿足50a設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期的要求。(2)計(jì)算防滲墻厚度。根據(jù)計(jì)算,墻體厚度為17.8cm可滿足抗?jié)B要求,混凝土防滲墻采用鉆鑿法施工,墻厚取0.6m。(3)防滲墻混凝土指標(biāo)。28d立方體抗壓強(qiáng)度不小于10.0MPa,彈性模量小于15000MPa,抗?jié)B標(biāo)號(hào)大于W6,允許滲透比降大于60。

        結(jié)束語:

        綜上所述,水庫大壩除險(xiǎn)加固要結(jié)合具體項(xiàng)目進(jìn)行防滲處理及防滲設(shè)計(jì),從而提高大壩水庫的實(shí)際使用能力和抗震能力。并且應(yīng)用有效的防滲處理技術(shù)以及合理設(shè)計(jì),能夠提高水庫大壩工程質(zhì)量,從而使水庫大壩工程的功能得到充分發(fā)揮。

        參考文獻(xiàn):

        [1]王東坡等.水庫除險(xiǎn)加固工程大壩防滲方案優(yōu)選[J].河南水利與南水北調(diào),2011(18)

        [2]王堂振等.淺析中小型水庫大壩除險(xiǎn)加固防滲設(shè)計(jì)的處理措施[J].科技經(jīng)濟(jì)市場(chǎng),2017(04)

        [3]潘登星.水庫大壩除險(xiǎn)加固防滲設(shè)計(jì)處理解析[J].廣東科技,2014(09)

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