防渗墙范文10篇

时间:2023-03-24 11:32:11

防渗墙范文篇1

1.1组合钻机

组合钻机是开槽成墙的主要机械,它由多头钻头、支架、悬吊钢丝绳、卷扬机、反循环系统、配电盘、砂石泵、控制台、底盘等组成。它的工作原理是通过主机上的传动装置,带动主机上并排组合在一起的8台GZQ-800型潜水钻机同时运转,带动各自的钻头旋转,钻头向土层切削土体。两个钻头间余下的土体由侧刀靠组合钻机自重切削。切削掉的泥沙由反循环砂石泵通过反循环软管强行排出槽孔。连续不断的钻进切削,直到设计深度,即形成一定长度、宽度、深度的槽孔。

1.2成墙工艺流程

测量放线→导槽砌筑→钢轨铺设→安置调试组合钻机→钻机架定位→开槽→清槽→成孔→成槽→安置隔离体橡胶囊→安置导管→浇筑→拔除橡胶囊隔离体→转入下一个循环工序。

2深层搅拌桩连续造墙施工技术

深层搅拌水泥土防渗墙采用单轴、多轴深搅桩机施工。其原理是用深搅桩机钻孔至预定深度,向孔中注入水泥浆液,用螺旋型钻头进行搅拌,尽量使土体和水泥浆强制拌合均匀而凝结,形成水泥土柱,互相搭接成墙,起到防渗作用。

2.1双动力三头深层搅拌桩机的施工方法

搅拌桩机按防渗墙轴线定位,依据桩机上的连通管调平机座,偏斜率应小于5‰。桩位对中偏差不大于50mm。

安装水泥浆液制备系统,水泥浆液严格过滤,在灰浆搅拌机和集料斗前各设一过滤网。

管线连接:用压力胶管连接灰浆泵出口与深层搅拌机的送浆管进口。

试运转。调整搅拌速度,不得超过设计规定值的10%;调整提升速度,一般控制在1m/min左右;送浆管路和供水管路通畅;各种仪表应能正确显示,检测数据准确。

喷浆搅拌下沉。先启动浆泵至钻头出浆,再启动主机,使其正向转动,并选钻头向下推进挡,直至设计深度。

喷浆搅拌提升。当钻进至设计深度时,停钻灌注水泥浆30s,直至孔口返浆,反向旋转提升钻杆,继续注浆,保持孔口微微返浆。当搅拌头提至设计桩顶时,停止提升,搅拌、喷浆数秒,以保证桩头均匀密实。

复搅。搅拌、喷浆数秒后搅拌头正向转动向下推进至设计深度,再反向转动提至桩顶。此时灌注水泥浆量适当控制(以不堵塞管路为准)。

清洗管路。向集料斗中注入清水,开启灰浆泵清洗管路中残留的水泥浆,直到搅拌头出浆孔喷出清水,并用人工清除粘附在搅拌头上的软土。然后,移机进行下一个桩的施工。

2.2单头深层搅拌桩机施工方法

单头机与多头机施工步骤一样,桩机成墙时,单头机比多头机多一个循环,而且不分序。每次移机44.4cm,最终成墙厚32.5cm。

2.3深层搅拌法防渗墙的适用范围

深搅法在软土基础加固和防渗处理中具有较强的适用性,处理后其承载能力和防渗性能可以满足常规要求。在当前的施工条件下,考虑经济、质量的保证,其适用范围应为松散砂土,粉砂土、粉质粘土及含少量砾石的土层,甚至有土体架空或洞穴也可施工。但在砂砾石层、有机质含量较高的淤泥土及含水量较少粘土层中慎用。

2.4深层搅拌法防渗墙的技术特点

施工工效高:施工工效平均可达13.2m/台时,是各种防渗技术造墙较快的一种方法;成墙造价低:成墙造价是高喷的1/5,是混凝土防渗墙的1/3;施工工艺简单:不需开槽,无塌孔、护壁、回填、夯实等问题,更重要的是不破坏堤坝;成墙效果好:墙体厚度均匀连续,接头少,墙体厚度满足防渗要求(桩机机头直径为400~500mm),墙体深度可达22m;无污染、噪音低等。

3液压开槽机开槽法连续造墙施工技术

3.1YK160-3-40型开槽机工作原理

开槽机也称锯槽机,行驶在两条轨道上,它由底盘、液压系统、工作装置、排渣系统、起重设施和电器系统组成。由液压缸产生动力,带动装有切削刀排的刀杆作上下往复运动,被切削掉的土体沉渣落入槽底后,由反循环排渣系统排出槽孔,施工中使用一定浓度的泥浆固壁,开槽机连续不断地沿墙体轴线作业前移,直到墙体末端,从而形成一个规则连续的长形槽孔。根据工程设计与要求,使用不同长度、宽度的刀排,即可开出不同长度、宽度的槽孔。在槽内充填不同的墙体材料,即形成不同抗压强度、抗渗系数的薄壁连续防渗墙,以达到防渗、封堵空洞、裂缝等隐患险点消除的目的。

3.2成墙工艺流程

测量放线→场地平整→钢轨铺设→钻导槽井孔→开挖槽孔与支护槽板→安装调试开槽机、清槽机→开槽(泥浆固壁)→清槽→安置隔离体→浇筑隔离体→浇筑墙体至完工。

4射水法连续造墙施工技术

射水法连续造墙技术是利用射水法造墙机组进行砼地下连续墙的施工,此法在我国堤防工程中得到了广泛的应用。该机组由在同一轨道上电动行走的造孔机、砼浇筑机、砼拌和机组成,设备总功率约150~180KW。其工作原理是利用水泵及成型器中的射水喷嘴形成高速水流来切割破坏土层结构,水土混合回流,泥砂溢出地面(正循环)或者用砂砾泵抽吸出槽孔(反循环),同时利用卷扬机带动成型器上下往返运动进一步破坏土层并由成型器下沿刀具切割修整孔壁形成具有一定规格尺寸的槽孔;槽孔由一定浓度的泥浆固壁。溢出或抽吸出的与泥浆混合一起的土、砂、卵石等流入沉淀池,土、砂、卵石沉淀,泥浆水循环使用。槽孔成型后提起成型器,造孔机电动行走到隔一槽孔位置继续造孔,砼浇筑机就位,采用导管法水下砼浇筑建成砼单槽板或钢筋砼单槽板,并在施工中采用平接技术建成地下砼连续墙。墙体厚度按设计要求进行调节。

射水法造墙施工主要技术要点:射水法造墙技术上由造孔技术和水下砼浇筑技术两部分组成,而导管法水下砼浇筑是成熟的一种施工工艺,因此,射水法造墙技术主要研究对象就是造孔。造孔的关键技术要素有四个--破土、固壁(保持孔壁稳定)、出碴和槽孔的连接;四个要素相互关联,相互制约。

5人工洛阳铲挖槽连续造墙技术

5.1开槽施工设备

半径R110mm的大型洛阳铲、机械成孔器(即卷扬机带动自由下落的筒状器械)、修槽成型器(即220mm宽的两面平行平面铲)。

5.2人工洛阳铲挖槽施工流程

测量放线→洛阳铲开槽→修孔→夯实孔底→安置模袋隔离体→模袋内下导管→浇筑隔离体→安置相邻隔离体→下导管→浇筑隔离体→下导管→浇筑混凝土墙体。

6防渗墙施工关键技术

6.1垂直度

组合钻机开槽法、射水法、深层搅拌桩等三者共同的关键技术是垂直度。垂直度是关系到建造的防渗墙是否在同一墙体轴线上。因此,在施工期间的左右偏差、轴线偏差、孔斜率数据应按操作规程与规定,认真观察记录。发现偏斜,立即采取措施纠偏,确保防渗墙体在同一轴线上。否则,易出现断墙或墙体底部衔接不严,施工缝隙过大造成集中渗漏现象。

6.2墙体接缝衔接处理

混凝土墙体与混凝土墙体之间相接应上下反复清洗原浇筑的墙体接头处,确保衔接处无夹泥。墙体与墙体平行相接,搭接长度应按1~2m为宜。若相接后发现封闭不严,产生渗漏通道时,可采用钻机钻孔现浇混凝土的办法将渗漏处封闭,达到截渗的目的。

6.3塌孔

在施工期间依靠泥浆护壁工艺容易出现扩孔与塌孔现象。扩孔与塌孔造成的主要原因是土层中含有秸料层、粉砂层、空洞、裂缝等。要解决以上问题,可采用的措施主要有:一是严格控制护壁泥浆浓度,必要时造浆可按比例适当添加膨润土。二是加密安置隔离体,增加支撑力。三是缩短墙体浇筑长度,减少水浸时间。

防渗墙范文篇2

渗透破坏在堤防工程中非常普遍,要做好渗透破坏的除险加固工作,首先要了解渗透破坏属于哪种类型,并分析其形成的原因;然后根据渗流控制原则和具体的工程地质条件,选择经济合理的除险措施;最后按所选的措施进行精心施工,达到根除渗透破坏的目的。

砂卵石地基堤防的渗流问题及其所导致的渗透破坏(常称管涌)极大地威胁着堤防的安全。对如何控制渗流、采取何种措施,也经历了长期的探索、研究与实践。“前堵后排、保护出口”、“因地制宜”、“导压兼施”,都是通过大量实践所总结出的渗控原则。就渗控措施而言,大致可分为三类,即:截渗、压渗和排渗。截渗包括各类防渗墙和铺盖;压渗有堤后压浸平台、盖重和填塘;排渗有沟、井,反滤也列入其中。应该说,各种渗控措施都可解决一定的渗流稳定问题,有时甚至要采取多种措施综合治理,方可达到控制渗流保护,堤防安全的目的。

二、垂直防渗的一般施工技术

堤防渗流控制是一种控制堤身(基)内的渗流状态,如渗流水头、渗透坡降等在允许范围内,以保证大堤安全的手段。防渗分为水平防渗和垂直防渗,本文主要研究垂直防渗。

垂直防渗墙技术目前还没有确切定义,它是通过置换、填充、挤密、冻结及化学作用等手段在土(岩)层中形成一个垂直的防渗帷幕墙体,从而达到截水、阻水的目的。墙厚是依据堤内外水头作用的计算而确定的。全国公务员共同的天地-尽在公务员之家()目前国内外垂直防渗墙的成造工法多种多样,大体分为以下几类:

1、置换法

置换法就是利用机械将原地基土层挖,然后填充防渗的材料,在土体中形成一道起阻渗作用的墙体,从而达到防渗的目的。置换法主要是指地下连续墙。地下连续墙被广泛用于岩土工程和水工建筑中的地下基础防渗处理。

2、板桩墙工法

用木桩、钢板桩、板桩灌注墙。木桩是采用适宜的木料借助机械打入土层中而形成连续板桩。板桩灌注墙为挤密填充型防渗墙,是通过特制机械模板在震动冲击作用下,使土体受强迫振动作用而产生剪胀破坏或液化破坏,从而对土层进行挤压,达到一定深度,然后进行灌注浆(水泥砂浆或水泥粘土砂浆或水泥粉煤灰砂浆等)而形成墙体,分振动切槽(单模)和振动成模(双模)两种工法。此法适用于砂层、粉砂质粘土层、粘土质或含较小砾石的砂砾石层。

3、深层搅拌工法

它是用特制的单头或多头小直径搅拌机械,在向下搅动过程中,不断喷入水泥浆于土体,使土体最终形成水泥土墙体。依搅拌头不同,有单头、双头和三头搅拌方式。该法一般适于粘性土、砂层土、砂层。

4、高喷法

它是使用钻机成孔成槽,然后利用高压水切割土体并注入水泥浆,在冲切过程中不会使一定范围内的土体结构受到破坏,并与固化浆液强制混合,凝固后在土体中便形成具有一定性能和形状的固体墙体。它是半置换与固结防渗的结合体。按高喷方式不同有定喷、摆喷和旋喷。它不仅用于堤防防渗,也用于地基改良。

5、注浆法

该方法多以钻孔为主要手段,然后注入浆体,通过浆液的渗透作用而使土体在一定范围形成适宜的墙体。一般有粘土注浆、水泥注浆、化学注浆等。在具体使用时,应结合土层进行选择,特别是使用化学注浆时,还要注意环境污染。

6、土工膜防渗墙

土工合成材料目前已广泛用于水利、建筑、交通等施工领域。我国近期也逐渐用于防渗工程中。它主要是在已经成槽的地层中,用土工膜送入器将土工膜以单帷幕式或双帷幕的形式送入槽内,之后在槽内填充与地层同性质的土(或以土还土、以砂还砂),或填充其他柔性的材料起到阻水作用。在堤坝施工中土工膜是一种柔性防渗墙,也用于水平防渗铺盖。总的来说,其工艺简单,工效高,成本低适于广泛推广。

三、堤防垂直防渗墙工程应用

3.1相关工程实施方案

南京六合的山湖水库及河王坝水库除险加固工程。如采用堤内压盖方式防渗将涉及到堤内的搬迁问题,所需投资相当大,因而,堤内压盖方式对这两个工程是不可取的。垂直防渗方式加固造价相对堤内压盖方式要高全国公务员共同的天地-尽在公务员之家(),但是由于不涉及移民搬迁问题,施工周期短,因而综合费用相对要低得多,效益比也要远远大于堤内压盖方式加固。因此两处堤防除险加固确定采取垂直防渗措施。其中山湖水车库段采用的是多头小直径防渗墙,河王坝水库段采用的是帷幕灌浆的防渗方式。

3.2工程观测与效果评价

该两个工程堤防垂直防渗墙试验段施工完成后,对其效果进行了试验观测和计算分析。结果表明,试验段防渗墙对大堤的防渗作用显著,有效减弱了大堤内外的水力联系,降低了堤防内侧的出逸比降。经现场巡查发现,堤内以前有散浸的地方现在没有了;而没有完成防渗墙的堤内仍然有散浸现象。因此可以说,此两种方式施工的防渗墙质量良好,防渗效果都是明显的。

防渗墙范文篇3

五、六十年代,我省土坝建造时受到自然条件和当时施工技术条件的限制,不可避免的留下诸多薄弱环节。随着时间的推移,土坝设计运行寿命的接近,多数土坝出现不同程度的险情,土坝除险加固工程日趋繁重,其中坝体及坝基渗漏,是众多土坝成为病险水库的主要原因之一。

进入九十年代,省内土坝除险加固采用帷幕灌浆、劈裂灌浆等方法处理,收到一定效果,但由于情况复杂,部份工程渗漏问题没有得到彻底解决,同时土坝灌浆,在坝体内形成的有效防渗体厚度较薄,耐久性差,易击穿。地下砼防渗墙作为防渗处理的一种行之有效的截流防渗建筑,其墙体强度高,性能非常稳定,使用年限长,同时塑性混凝土防渗墙在运行过程中允许一定的变形,逐渐被工程界所重视。地下防渗墙在我国开始于1958年,进入九十年代,经过众多的工程实践,其施工工艺、墙体材料、检测方法、机械设备等已非常成熟,在土坝除险加固中得到广泛应用。据统计,截至2002年底,我国建造的各类防渗墙已超过150座,成墙技术和成墙规模均居于世界前列。

贵州特有的地层—喀斯特地层,对地下防渗墙在贵州土坝除险加固中的应用提出了新的要求。为满足坝体及坝基的整体截流防渗效果,在进行防渗墙的设计时,不但要考虑坝体自身的各种因素,还要充分考虑坝基岩层的透水性。

贵州的地层以碳酸盐类岩层为主、碎屑岩地层其次、火成岩地层仅在西部有少量出露,其中碳酸盐类岩层为透水性岩层;碎隙岩和火成岩地层多为不透水性岩层。在覆盖层厚度不大的情况下,坝基基岩为不透水性岩层时,可采用接地式防渗墙直接嵌入强风化岩层达到防渗效果;而对于透水性基岩,防渗墙嵌入基岩后,对坝基及坝肩仍要辅以帷幕灌浆才能达到整体防渗效果。少数覆盖层厚度较大的地层,在进行防渗墙设计过程中,对防渗墙是否嵌入基岩应进行经济技术和防渗指标比较。防渗墙深入覆盖层一定深度,使渗径达到一定的长度,渗流量减小,能够满足设计要求的情况下,可采用悬挂式防渗墙(墙体不嵌入基岩)。我国大多数防渗墙采用接地式,如三峡一、二期围堰、小浪底上游围堰防渗墙、福建省水口电站一期围堰防渗墙等工程;只有少数防渗墙采用悬挂式,如长江堤防工程、四川铜钟电站大坝防渗墙、四川冶勒电站大坝基础防渗墙等。

2002年底,我省都匀市绿茵湖水库首次引入地下防渗墙施工,并在2003年初再次采用地下防渗墙对兴义市兴西湖水库土坝进行除险加固,为防渗墙在贵州的首次应用打开了局面。目前地下防渗墙在贵州境内作为一种新兴的土坝除险加固施工工艺,受到人们的关注。地下防渗墙作为一项隐蔽工程,其质量好坏只能在施工过程中进行控制,在最终运行中才能够完全体现。为保证地下防渗墙在土坝除险加固工程中的质量,我们要注重以施工过程控制为主,在施工过程中充分考虑坝体的密实度和坝体的自身稳定,从临建工程、防渗墙造孔、孔形及清孔、砼浇筑过程等方面进行质量控制。笔者以几年的防渗墙施工经历并结合兴西湖水库除险加固工程施工监理的实践,浅谈防渗墙在我省土坝除险加固工程中的实施。

临建工程作为临时工程,但它在防渗墙造孔过程中起到重要的作用,是施工中不可缺少的一部分,在实施过程中要认真对待。临建工程包括:导向槽、施工平台、砼拌和站、制浆站及浆水管路等。

导向槽在施工中起到墙体定位,稳定孔口土体,稳定钻机,避免塌孔、缩孔等重要作用。采用地下防渗墙对土坝进行除险加固处理,坝体必然存在许多质量缺陷,主要表现为坝体填筑密实度差,存在渗漏现象,这对我们保证导向槽在施工过程中的稳定提出了较高的要求。

常用的导向槽断面形式主要有:矩型、梯型、“L”型。由于坝体密实度较差,土体比较松散;施工机械设备重达几十吨,使导向槽底部的土体承受较大压力;孔口附近槽壁所受的泥浆压力较小,孔口土体稳定性差;造孔过程中产生的震动,加之槽孔壁土体受泥浆的长期浸泡,易产生滑动。为减小导向槽底部土体承受的压强,避免槽孔壁土体的滑动,保证导向槽的稳定。在进行导向槽设计过程中,要尽量采用“L”型断面,增加底部宽度,同时导向槽的深度不宜小于1.5m,保证槽段施工的顺利进行。必要时,还应对该层土体进行加密处理。

防渗墙施工过程中,由于坝体填筑质量差,易发生漏浆、渗浆现象,对浆池的建造要充分考虑浆池的容量,保证泥浆池的容量满足施工要求。其它临时工程要保证在施工过程中正常运行。

防渗墙造孔过程是防渗墙施工中的事故多发环节,由于槽段的不稳定因素,应尽量缩短各槽段的施工时间,保证槽段正常施工,对可能发生的事故防范于未然。在土坝内建造防渗墙常用的施工工艺主要有纯抓法、钻抓法和钻劈法三种。在进行槽段划分过程中,要结合施工工艺、施工机械,充分考虑到各槽段从开始施工至砼浇筑的施工时段不能太长,以保证砼浇筑前槽段的整体稳定。对于坝体填筑质量差的部位,尽量采用小槽段、单向推进、钻劈法施工。

施工中,要加强设备的保养,保证设备的完备性,减少施工中的机械事故,做到每个槽孔开始施工后尽快浇筑完毕。由于施工过程中不可避免会发生漏浆、渗浆现象,因此制浆站要随时备足浆液,保证泥液的供给。当发生漏浆、渗浆时及时补充浆液,并采取措施进行堵漏,保证槽孔内浆面高于导向槽底部。具体堵漏措施有,采用粘土、木屑、水泥等混合物进行堵漏,必要时可采用粘土进行全部回填后再行造孔,如果出现塌孔事故可采用低标号砼进行回填,待达到一定强度后再进行造孔作业。施工过程中不得向槽孔内直接注入清水,以防止浆液比重过低,浆液对孔壁的压力偏小而发生塌孔、缩孔现象。

孔形和清孔是保证防渗墙体的整体性和混凝土浇筑质量的关键。土坝防渗墙主要起防渗作用,一般没有承重和抗冲等要求。施工中对防渗墙的孔斜率要求不高,但必须保证墙体的整体性,不得有梅花孔、小墙。对一、二期槽,保证接头孔的两次孔位中心在任意深度的偏差,不得大于设计墙厚的1/3,并采取措施保证设计墙厚。在孔形合格后,才能进行清孔换浆。清孔换浆使孔内的泥浆比重、粘度、含砂量等指标降低,使砼浇筑过程顺利进行,保证砼的浇筑质量。清孔换浆质量的具体检查指标为孔底淤积和泥浆的三项性(比重、粘度、含砂量),合格标准要严格按规范要求执行。

二期槽段清孔换浆结束前,宜用钢丝刷子钻头进行刷洗,清除接头混凝土表面附着的泥皮,保证一、二期砼很好地连接成一个整体。刷洗的合格标准是:刷子钻头上基本不带泥屑,孔底淤积不再增加。

砼浇筑过程是保证防渗墙质量的最后一关,也是最重要的一关。浇筑导管内径以200~250mm为宜,并按规范要求严格控制浇筑导管间距及导管距孔端的距离,同时导管应布置在其控制范围的最低处。开浇前,浇筑导管内必须置入可浮起的隔离球。开浇时,应先注入水泥砂浆,随即注入足够的混凝土,挤出隔离球并埋住导管底部,使后注入的混凝土与浆液隔离开,保证混凝土不产生混浆现象。在浇筑过程中,要勤测砼面的深度,控制砼面的高差在0.5米内,如砼面高差过大,易发生砼包裹泥浆形成质量缺陷,特别是深槽段,泥浆上浮,比重不断增加,更易发生砼包裹泥浆的现象。施工中要及时绘制混凝土浇筑图,如发现实际浇筑方量与计算方量相差较大时,要及时分析原因,是否因塌孔、坝内空洞等原因造成,避免混凝土的浇筑造成坝体破坏。在实施中要控制砼浇筑强度,浇筑速度过快,砼对坝体劈裂作用可能破坏坝体,过慢会使砼表面泥浆沉淀较厚,同时表层砼初凝,影响砼质量。

防渗墙范文篇4

关键词:水利水电工程;混凝土防渗墙;坝体渗漏

1防渗墙工艺概述

1.1防渗墙的作用。水利水电工程承担着为城市供应水能和电能的责任。而水利水电工程的建设还能够预防自然灾害,防止洪涝灾害给人民带来的经济损失。为此,政府和施工单位都非常重视水利水电工程的建设,并且对其施工技术进行了特别的要求。渗漏一直是威胁着水利工程质量的重要问题,为了缓解该问题给水利工程带来的安全隐患,提高水利工程建筑的安全性,防渗墙成为水利工程当中的重要施工技术。1.2防渗墙特点及工艺技术。混凝土型式的防渗墙施工要根据水利工程本身的施工要求,并且在了解水利工程的地质条件后,才能决定防渗墙的结构尺寸以及在墙体当中混合的防渗材料。混凝土防渗墙能够适用于多种类型的地质条件,尽管在淤泥或者是砂卵石这样的地质环境当中施工具有很大的施工难度,但该种防渗墙依然是水利工程当中的首要选择[1]。混凝土防渗墙具有非常广泛的用途,其主要作用是防止水渗入,但其还能够在水位上涨的时候抵抗水流冲刷,充当水利工程当中的承重结构。另外,混凝土防渗墙相比于其他类型的防渗措施,其具有更好的耐久性,在防渗效果上也更加明显。当前,国内施工单位在混凝土防渗墙的施工技术方面已经比较成熟,并且其能够通过简单地测量来确保工程施工的可靠性。而在大型的水利工程施工当中,其防渗为其中的重要施工环节,不仅需要的施工面积比较大,在工程的成本方面也较高,还需要较长的施工期。防渗墙的工艺技术当中主要有三种技术方法:①抓取法,该方法主要针对粉尘层进行施工,其能够节省施工的时间,也是最为快速的施工技术方法;②钻劈法,该方法主要用于施工过程中对于墙体的轴线划分,并且将墙体的轴线划分为不同的长度,进而分步完成施工;③钻抓法,该方法主要针对土层比较密的并且处于深槽的防渗墙进行施工,其利用冲击钻以及抓斗结合在一起施工,从而促使施工状态更加顺利。

2施工技术要点

1)地层处理技术。混凝土防渗墙在施工过程中,经常会遭遇由于槽口土体过于松散而造成的填筑质量问题,让施工队伍在挖槽的时候面临槽体坍塌的风险,为了避免该情况,需要提前对土层进行处理,做好预防措施:将一期的槽孔长度尽量划分好,并且将导墙的土体以搅拌桩的形式加固好;降低泥浆的高度,并且处理好水泥的灌注以及回填[2];在利用跳挖的形式开挖槽体的时候,要注意预留出两个槽期的距离。2)地槽内漏的处理技术。在挖槽的时候,通常会遇到泥浆流失现象,而泥浆流失会让孔壁坍塌,并且会对施工质量造成严重影响。在处理该情况的时候,一般会利用土料回填的方式对槽内的泥浆进行挤压,而在开挖地槽的时候则要注重对浆液的预灌。3)嵌岩技术。混凝土的防渗墙施工技术还要注意嵌岩的技术方法。在使用铸钢来进行嵌岩机的制作时,需要使用长度为1~1.4m的合金刃角来进行焊接。在施工的时候要特别注意:遇到较厚的岩石时,应利用重凿击碎岩石将岩石碎块取出,并且多次循环进行,确保能够挖掘到设计要求的深度。另外,在利用钻孔法进行槽体钻孔的时候,需要挖除覆盖层,确保避免重复开挖、排除槽壁不稳的情况。

3应用实践

3.1施工准备。在水利工程中进行混凝土防渗墙施工,必须先做好施工准备,确保工程技术达到水利工程的要求:①施工人员在施工前要收集和分析好整个工程的设计图纸,对相关性的文件和资料进行判断,确定好具体的施工技术要求以及施工完成后的施工标准,再确定好具体的施工操作后,根据工程的实际情况来制定施工的组织方案;②施工人员要做好现场施工的准备工作,应先平整好施工场地,并且准备水、电等基础设施,确定道路畅通无阻,能够及时地将原材料运送到施工现场;③施工人员要根据防渗墙的施工位置进行准确地定位,确定好导墙的水准基点;④施工人员要完成施工平台的修筑工作,并且准备和检查混凝土搅拌设施以及泥浆系统设施;⑤确定施工材料已准备完毕,要明确水灰的具体配比,保证混凝土的配比能够达到施工的要求,施工人员要对地质进行勘探,确保施工位置不会出现大型的孤石。3.2施工过程。混凝土防渗墙在水利工程当中的具体应用主要是需要先设置防渗墙的轴线,将场地平整以后开始铺设枕木,并且在枕木上固定好钢道轨,该钢道轨主要用于钻机的行走。而当确定施工平台的宽度时,则主要是先考虑好钻机的长度。完成上述工序后,利用导向槽来确定防渗墙的主要位置,并且固定好槽口的施工设施。尽管只是建设水利工程的临时建筑物,但也要考虑到防渗墙的施工稳定性,将防渗墙作为建筑物的支撑结构。在确定了中心线后,需要标注好坡脚线等标记[3]。挖掘基槽时,需要先打水平桩,用以规范确切的挖槽深度。完成基槽的挖掘时也要注意削减坡度,对地基的土层进行处理,不能让其过于松散,并且绑扎好用于支撑结构的钢筋,支撑好模板,便于混凝土的浇筑。施工过程中一定要注意土层的回填和压实,并且在进行槽孔换浆时清理好孔内的沙粒,确保打孔的质量。特别要注意清理好接头面。整个防渗墙工程当中,混凝土的浇筑是最为重要的施工环节,也是施工的难点。因此,不仅要注重混凝土本身的搅拌质量,还要确定混凝土在运输时没有受到破坏。在浇筑混凝土的时候要确定好浇筑的强度以及搅拌混凝土的实际能力。以严格的计算和控制防止混凝土浇筑过程中可能发生的泥浆掺混等事故。在该种施工技术支持下,完成混凝土防渗墙的浇筑工作后,还要对其进行检查,确保墙体本身的匀称性,以免出现断墙或孔洞。除了上述比较关键性的施工技术以外,还要在施工过程中注意对泥浆护壁的施工。该施工主要是为了避免槽壁的塌陷以及泥浆本身渗透到槽壁表面。如果发生这种情况,那么防渗墙将无法抵挡地层当中的水土压力,会导致地下水不断渗入到孔槽当中,使防渗墙失去了防渗的作用。在进行泥浆护臂施工时,首先要注重制浆的过程,分析化学、物理成分,并且对矿物进行鉴定,了解施工现场的砂砾石层。在选择好密度比较大的泥浆后,应确定该泥浆能够有保持槽孔稳定的作用。另外,在进行护壁的施工时,需要根据实际的施工状态在浆液中添加外加剂,保障孔壁的稳固性。3.3混凝土防渗墙施工技术的未来发展。尽管混凝土防渗墙具有较高的技术要求,但是其却受到了水利工程以及其他大型工程的重视。而未来混凝土防渗墙将会具有更好的经济效益,其能够以水泥黏土的形式形成一种新型的材料,使建筑施工节省更多的成本。在施工技术方面,未来的混凝土防渗墙会具有更加严谨的施工技术,在对墙体的变形处理上也将更加成熟,更好地确保墙体的稳定性以及防渗透性。防渗墙本身的耐久性强,建筑物的安全性也更高,很大程度上降低了修复的次数。

4结语

随着我国水利水电工程的不断发展,防渗墙技术已经获得了学者和施工人员的认可。如今,施工单位已经在不同阶段解决了防渗墙施工的技术难题,并且根据实际情况成功完成了比较稳定的防渗墙施工工作。相信该技术能够逐渐走向成熟,并且对水利工程的施工质量起到好的作用。而未来的时间里,水利工程将会更加重视对于自身施工技术水平的提升,以此解决水利水电工程当中的坝体渗漏问题。

参考文献:

[1]闫永平.塑性混凝土防渗墙施工技术在水利工程中的应用[J].水利规划与设计,2017,30(6):109-111.

[2]王国义.水利水电工程中混凝土防渗墙施工技术与质量控制[J].吉林农业,2015,27(23):76.

防渗墙范文篇5

堤防防渗墙质量与长江沿线人民生命财产安全息息相关,因此,对已修建的堤防防渗墙进行全面的质量检测验收工作迫在眉睫[1]。

然而,防渗墙质量检测验收工作遇到了难题。目前的防渗墙质量检测工作量大、面广,施工工艺和人为等因素造成的质量问题复杂多样,规律性差。传统方法满足不了需要。由于大范围的在堤身造墙防渗的工作是中国堤防工作近年来所独有的一大特色,因而对我国地球物理工作者来说,堤防防渗墙质量无损检测工作没有现成的国外先进经验可以借鉴,加之其理论证演工作难度较大,计算机模拟计算的工作一时难以完成。因此,堤防防渗墙质量检测工作目前仍处于探索阶段。从目前情况看,较成功的办法是在墙体上打孔作弹性波CT,但此方法对打孔的施工工艺要求较高,因为墙体较薄,通常在15~30cm之间。要在这样的墙体上打孔而不偏离墙体,其技术难度较大,此外,由于该方法需要造孔,因而难以用作大范围的质量检测。

鉴于我国堤防防渗墙质量无损检测技术的现状,我们于1999年3月提出并开始研制新型的相控阵地质雷达系统。目前,该项研究已列为国家自然科学基金重大项目中的专题,最近又在国家863计划中作为一个课题立项,并得到了水利部长江水利委员会的大力支持和资助。但由于该系统在国内外尚无可供借鉴的先例,其研究开发工作从仪器设备、方法原理到软件开发和资料解释方法均需进行深入广泛的研究,研究周期长达4年。因此该方法目前一时还不能满足当前的堤防隐蔽工程质量检测之急需。

因此,工程设计、施工监理和地球物理工作者开始重新审视传统的地球物理方法:现有的各种地球物理方法中,还有哪些方法没有用到堤防防渗墙质量检测工作?已用的各种方法中,那些被认为无效或效果不好的方法是不是已被彻底否定?现有各种方法之间有没有一个最佳配合的问题?各种方法的野外工作布置有没有新的潜力可挖?能不能开展一个广泛的试验研究工作,将现有的在原理上可用于堤防探测的各种地球物理方法(包括那些已用过的方法)尽可能地运用于某一典型的待检堤段,进行全面的、详细的试验研究,然后用钻探和开挖办法检测其综合结果,以确定各种方法的有效性,从而淘汰一些无效的方法,深化完善那些效果较好或稍有效果的方法,以缓解当前堤防防渗墙质量检测工作之急需?本文所开展的工作正是在这一思路指导下进行的。

二、试验区概况

本项研究的试验场地选在长江某干堤,检测长度1.2km,该段具有深层搅拌法、切槽法和抓斗法等三种不同工法的防渗墙,具有很好的代表性,具体见表1。

1.地质概况

测区为冲积平原,多由漫滩组成,地势北东高,南西低。地面高程18~22m,距堤外脚70~100m内多有沟塘分布。堤身一般高6m,局部高达7m,堤顶宽6~8m不等。堤身内外坡比为1∶3。地下水位高程一般为17m左右。

堤身填土主要为粉质壤土,次为粉质黏土,局部夹厚0.5~0.8m粉细砂。堤身段总体土质不均一,密实程度差。

堤基为多层结构,据先导孔资料,一般为:

①砂壤土:厚约0.5~3m、2~5m两层。②粉质黏土:厚1~3m。③粉质壤土:厚1~8m、3.5~4m两层。④粉细砂:厚22~26m。⑤粉细砂岩:厚度不详,基岩顶板高程-22.45m。

2.堤防防渗墙缺陷类型

防渗墙的施工方法众多,主要有深层搅拌法、振动切槽法、液压抓斗法、拉槽法、射水法和高喷法。施工工法不同,可能出现的质量问题也不同。其质量缺陷问题主要可归为:施工中的套接墙体间的接缝、开叉等;防渗墙墙体的均匀性问题,如墙体中架空、蜂窝、离析、局部充泥等。

3.地球物理特征

根据历史资料,结合本次检测结果,区内检测对象对应的物理性状参数如表2。

三、试验方法及设备

本次试验研究采用的物探方法有井间弹性波CT和电磁波CT、高密度多波列地震影像法、垂直声波反射法、瞬态瑞雷面波法、地质雷达法、高密度电法、可控源音频大地电磁测深法等八种试验方法。

用于本次试验工作的检测仪器有:

①地质雷达法采用美国GSSI地球物理探测公司生产的SIR-10H型地质雷达系统;②CSAMT法野外采集仪器为美国Zonge公司生产的GDP-32多功能、多通道地球物理数据采集仪系统;③弹性波层析成像采用美国乔美特利公司生产的R24地震仪;④电磁波层析成像法使用仪器为JW-4型地下电磁波仪;⑤垂直声波反射法使用仪器为长江工程地球物理勘测研究院(武汉)研制生产的LXII-A岩土工程质量检测分析仪,激振震源为频率、能量均可变的弹性波冲击震源,检波器为压电陶瓷检波器;⑥多波地震影像法和瞬态瑞雷面波法均采用北京水电物探研究所研制的SWS-1G型面波仪;⑦高密度电阻率法使用仪器为中国地质大学物探系研制生产的GMD-2型高密度电法仪。

四、试验工作布置

现场试验工作以剖面形式布置。纵剖面测线沿防渗墙体走向布置,位于防渗墙体顶端;横剖面测线垂直防渗墙走向,每种工法的墙体各两条。

现场试验方法分为两大类,地面检测与井间检测。其中地面检测共投入的方法有:高密度多波列地震映像法、瞬态瑞雷面波法、垂直声波反射法、高密度电法、地质雷达法、可控源音频大地电磁测深法(CSAMT法)。井间检测的方法有:弹性波CT法、电磁波CT法。

上述所有的地面检测方法,分别对试验段中三种不同墙体进行检测,具体为:

①高密度多波列地震映像法:纵剖面长度1200m,点距1m。②瞬态瑞雷面波法:纵剖面长度1200m,点距1m。③垂直声波反射法:纵剖面长度1200m,点距0.5m。④高密度电法:纵剖面长度1200m,横剖面600m,点距2m。⑤地质雷达法:纵剖面长度1350m,其中纵剖面1200m,横剖面150m,点距0.2m。⑥CSAMT法:纵剖面长度1340m,其中纵剖面1200m,横剖面140m,点距4m。

井中(间)检测方法分别在三种墙体中各布置一剖面。其中,深层搅拌水泥土墙中剖面共6个钻孔,振动切槽水泥砂浆墙中剖面共11个钻孔,液压抓斗塑性混凝土墙中剖面共3个钻孔。

五、试验结果分析

通过对每种方法的研究及检测试验,发现应用效果好坏不一。以下对本次试验所用的各种方法检测效果进行简要的分析评价。

1.地质雷达法

本次试验结果发现,采用该方法检测目前难以对防渗墙质量作出合理的评价,它不能确定墙体的深度,对一定深度内的墙体质量引起的异常更难以判断,究其原因,主要有以下几点:

(1)从原理上讲,目前的地质雷达利用的是近场球面电磁波,其天线的探测范围是一个形似开口向下的圆锥体,接收信号是地下一定范围内物体的综合反映,由于防渗墙厚度较薄,旁侧的影响就会将目标体信号掩盖掉。

(2)从参数选取上看,由于防渗墙体较薄,探测分辨率要求较高,因而天线的中心频率要求较高,当选取天线的中心频率增大时,天线的体积也随之增大,对SIR-10H型探地雷达而言,100MHz天线的长度就为1m,因此从天线大小来看,就难以满足防渗墙这种超薄层的探测。

(3)在防渗墙顶部都覆盖有0.2~0.5m左右的泥土覆盖层,当天线在地表对其进行检测时,难以保证天线的中心正好位于防渗墙的顶部。

(4)接收信号虽然携带有目标体甚至小缺陷的信息,但由于目前缺乏有力的数据处理方法将它们分开,因此,难以判断所接收到的信号异常究竟是墙体及其内部缺陷引起的真异常还是墙体周围介质引起的假异常。

2.可控源音频大地电磁测深(CSAMT)法

本次试验结果发现,运用CSAMT法[2]检测防渗墙质量,对于墙体接头、墙身质量均匀性重大墙体质量缺陷及墙体深度的检测,方法可行,成果形象、直观、可靠,精度高(如图1~3),是一种有效的无损检测方法。该方法之所以成功,主要有以下原因:

(1)从原理上讲,该方法利用电磁波远场——平面波场,受地形及旁侧影响小,保证了在墙顶接收到的电磁信号是墙体及其内部缺陷而非其旁侧体的结果。

(2)与直流电阻率法相比,CSAMT法使用的是交变电磁场,高阻屏蔽作用小,因而对高阻墙体中的低阻缺陷,具有很强的探测能力。

(3)该仪器接收观测的电分量和磁分量值时,已经进行了归一化,使得地形的影响大为削弱,从而保证了观测数据的质量。

(4)资料处理中使用本项目研究开发的“K”剖面法软件对CSAMT法资料进行了再处理,大大改善了资料处理的效果。

(5)资料解释时,针对CSAMT法中体效应的影响,通过查看原始曲线中的异常可将该影响缩小到0.5倍间距,极大地提高了资料的解释精度。

3.弹性波层析成像法

采用弹性波层析成像法检测防渗墙质量,可反映墙体介质分布的均匀性,速度成像结果与声波测试结果基本上一致。但本次试验结果发现,该方法对异常的精细检测却未达到预期效果,但这并不否定该方法原理上的先进性。

4.电磁波层析成像法

本次采用钻孔电磁波CT法,分别使用了1m天线和2.5m天线作对比,选用单频测量方式和扫频测量方式加以相互补充和检验,并针对不同地段选用不同的测量频率,对堤防防渗墙质量检测作了全面和系统的试验工作。但从试验结果看来,效果不佳,分析其主要原因如下:

(1)目前的电磁波法发射和接收均没有指向性,对很小的孔距和很薄的墙体而言,由于发射出来的是球面波,接收到的又是近场,旁侧影响严重干扰甚至完全掩盖了其在墙体中的传播信号,使接收到的电磁波信号幅值是墙体及其周围介质的综合反映。由于这些因素的存在,近距离检测薄墙出现吸收系数值上高下低与实际情况相矛盾的结果。因此,该方法目前虽然从原理上讲可行,但由于仪器及采集方法原因使数据采集质量下降,又没有有效的数据处理方法及软件,从而使得该方法检测效果不理想。

(2)与电磁波在高阻岩体中成功地找低阻相比,检测孔浅得多,因此受电缆波影响很大,干扰了沿墙体传播的电磁波信号。

5.垂直声波反射法和高密度多波列地震影像法

这两种方法在野外工作布置和资料分析上很相似,但各自的思路正好相反。垂直反射法求简,只记录反射纵波,波型成分单一;而高密度多波列则是求繁,尽可能地将所有波型记录下来,其成分复杂。两种方法都运用于堤防防渗墙质量检测,成果图像形象直观,并取得了相对较好的检测效果。

其原因在于两种方法从原理上都属弹性波范畴,检测条件是(界)面差异,具有较好物理条件,但是它们目前只能作为CSAMT的辅助方法。因为,一是不能获取参数资料定量解释,二是还存在能量与分辨率相矛盾的因素,三是暂时还没有非常有效的针对这两种方法的数据处理与反演方法。

6.高密度电阻率法

本次试验结果发现,在堤防防渗墙质量无损检测工作中,该方法效果不佳,反演检测结果与实际情况相差很大,在目前情况下不宜采用,其原因如下:

(1)在原理上,高密度电法与常规电法没有本质的区别,因而常规电法的影响因素如地形影响、体效应影响仍然是明显存在的。

(2)由于是直流电法,探测低阻异常时,受一定高阻屏蔽影响。

(3)从方法布置上,由于防渗墙体是相对高阻体,对电流起排斥作用,因而纵断面实测结果很可能不是墙体的物性反映。

(4)横断面则可能是因为堤身地形影响因素太大,反演结果因此未能反演出高阻墙体。

7.瞬态瑞雷面波法

本次试验结果发现,将瞬态瑞雷面波法用于堤防防渗墙质量检测,虽然也能够找到一些相对低速区,但就反演的整体结果看,目前效果不佳。其原因主要是由于面波发育的前提是在软土中,在弹性体中面波探测要求偏移距小,对应的探测深度也小,而且,在墙体中产生的面波频率必定很高,多模式波均会出现,这些机理均还未被人们认识清楚,在这种状况下反演的结果是不可靠的。

综上所述,弹性波类方法(主要是体波)因墙体与其周围介质波速差异大,方法前提又只需界面物性参数差异,受体积影响小,因而具有较好的效果。电磁法和电磁波类方法中只有CSAMT法以其独有的特点克服了该类方法中的近场、地形、屏蔽、体积效应等诸多不利因素而取得了很好的检测效果,应用于防渗墙质量检测非常成功。因此,我们提出以CSAMT法为主,高密度多波列地震影像法(或垂直反射法)为辅的堤防防渗墙质量无损检测技术方案。

六、检测结果综合分析与评价

针对每种方法的检测结果,本文已在前面作了详细的分析评价,现只对纳入无损检测方案中的三种方法的结果作一综合对比分析。表3是可控源音频大地电磁测深(CSAMT)法、高密度多波列地震影像法和垂直声波反射法三种方法检测到的异常统计表。

表3的检测结果对比分析表明,本文提出的以CSAMT法为主,高密度多波列地震影像法(或垂直反射法)为辅的堤防防渗墙质量无损检测技术方案是可行和有效的。

七、结束语

堤防防渗墙质量无损检测试验研究工作历时一年。在有关单位的通力合作和项目组全体成员的共同努力下,试验研究工作已经顺利完成。后期的钻孔验证结果充分证明,本次试验研究工作完全达到了预期目标。经过长达一年多的深入研究和反复试验,本项研究取得了如下主要成果:

(1)通过本次试验,基本上了解了上述各种方法在长江堤防防渗墙无损检测工作中的应用效果;对几种目前认为效果不理想的方法,分析了其软、硬件和方法原理上存在的一些缺陷,为下一步对这些方法的完善作了有益的探讨。

(2)确定了以CSAMT法为主,高密度多波列地震影像法或垂直反射法为辅的无损检测技术方案,并利用钻探方法验证和肯定了该方案在堤防防渗墙检测与评价中的可行性和有效性。该检测技术方案不仅能在堤防防渗墙质量无损检测中发挥重要作用,而且可推广到国内其他大中型水利工程和岩土工程的防渗墙质量检测中。

(3)改进和完善了自研设备LXII型岩土工程质量检测分析仪的软、硬件系统,并研制了CSAMT法处理与成像软件,完善了进口设备GDP-32的功能。

诚然,由于时间和经费所限,本次试验中还有很多工作需要进一步研究深化。因此,提出如下几点建议:

(1)建议尽快将本项研究成果推广应用到长江堤防已建和在建防渗墙质量无损检测工作中去,从而使检测工作更加全面、经济、快速、安全可靠。

(2)建议给予一定资金,尽快启动“双频多普勒相控阵探地雷达”第二阶段的研究工作,使之尽快转化为生产力,早日为堤防防渗墙质量无损检测和国民经济建设服务。

(3)建议进一步深入开展地质雷达法、高密度电法、瞬态瑞雷面波法和井中电磁波CT法在堤防防渗墙质量无损检测工作中的有效性试验研究,便于对上述方法在长江堤防隐蔽工程质量无损检测工作中的作用予以定论。

作者单位:武汉创新工程地球物理高科技发展有限公司

参考文献

防渗墙范文篇6

我国平原地区水库大多修建于二十世纪五、六十年代,一般为就地取材筑坝,坝型以均质土坝居多,坝高较低。由于历史原因,大坝填筑质量普遍较差。有的坝基处理不彻底,甚至未清基,直接在河床上填土筑坝。坝基存在深厚砂砾石层渗水通道。坝体裂缝、沉陷、坝基渗漏现象十分普遍。汛期高水位时,大坝下游地面极易产生渗水、管涌险情,危及水库安全运行。随着混凝土防渗墙施工工具和工艺技术的不断发展和完善,将混凝土防渗墙技术应用于土坝防渗加固,已成为平原区水库大坝防渗加固的一项重要措施[1-2]。本文根据作者多年的工程经验,介绍了平原地区土坝混凝土防渗墙的设计与施工原则,旨在为类似工程提供借鉴。

二、混凝土防渗墙设计方案

根据地质勘探资料分析,平原区均质土坝坝体普遍存在上坝土料选择要求不严格、筑坝土料分区不明显,碾压不充分,填筑质量差的问题。抽样检查结果表明,干密度小于1.5t/m3的土样占总数的60%以上,同时坝基相对不透水层或透水系数较小的土层一般埋藏深度5m~20m。据此,防渗墙布置设计方案一般有两种:第1种方案是在坝顶布孔修筑混凝土防渗墙;第2种方案是在大坝上游坝坡坡脚设混凝土防渗墙,上游坝坡铺设复合土工膜方案,两种方案均可达到防渗要求。

第1种方案在坝顶施工,具有施工人员少,不受汛期洪水干扰等优点,但存在防渗墙墙体较深,施工时易塌孔等缺点,一旦出现问题,补救困难,同时,上游坝坡裂缝、漏水、沉陷等问题得不到解决。

第2种方案避免了坝体塌孔现象的发生,墙体较浅,施工方便,可以保证施工质量及进度,能有效地解决水库上游坝坡质量问题。缺点是防渗墙在大坝上游坡脚施工,水库需要放空,影响水库效益发挥,且施工易受汛期洪水干扰,渡汛困难,有的部位还需增加施工围堰等临时工程量。

故大坝除险加固时,根据水库各自的具体情况,选择合适的防渗加固方案。对无法放空的水库,且上游坝坡防护质量较好的大坝,一般采用第1种方案进行防渗加固处理。对于具有放空条件的水库,一般采用第2种方案进行加固处理。

三、混凝土防渗墙的设计

3.1混凝土防渗墙的设计深度

混凝土防渗墙底部原则上嵌入相对不透水层1m左右,顶部嵌入坝体防渗体中。目前,平原地区土坝混凝土防渗墙深度大多在40m以内。

3.2混凝土防渗墙墙体厚度的确定

防渗墙的厚度应满足墙体抗渗性、耐久性、满足墙体应力和变形的要求,同时还应考虑到地质情况及施工设备等因素。

由于国内防渗墙设计无规范,防渗墙的渗透计算和渗透稳定分析以及强度、变形计算尚无规范的计算方法和理论。在设计时,根据防渗墙破坏时的水力坡降确定墙体厚度(d),计算公式如下:

式中:ΔHmax——作用在防渗墙上的最大水头差(m);

K——抗渗坡降安全系数,一般取3~5。

Jmax——防渗墙渗透破坏坡降,取300;

根据已建成的混凝土防渗墙统计,防渗墙允许承受的水力坡降Jp=Jmax/K,可达到100,当K=5时,Jp为60,假定防渗墙承受的最大水头差与坝前水深相同。平原区水库,由于河流水头较低,ΔHmax一般在10m~30m之间居多。计算得:δ=0.15m~0.5m即可满足要求。

为节约材料,降低成本,平原地区土坝混凝土防渗墙可以做得薄一些,受造孔机具限制,参考国内工程经验,平原区土坝混凝土防渗墙墙体厚度一般确定为0.20m~0.8m之间。

3.3墙体材料

参考国内外已建防渗墙的经验,一般采用塑性混凝土作为墙体材料。这种材料有抗渗性能好,变形模量低,极限应变值大,适应变形能力强等特点。

塑性混凝土防渗墙的设计指标为:28d弹性模量800~1000MPa,抗压强度≥2.5MPa,渗透系数<(1~9)×10-8cm/s。,配合比见表1。

表1塑性混凝土配合比(kg)

水泥

膨润土

外加剂

160

80

260

848

848

0.66

四、混凝土防渗墙的施工

防渗墙是在坝体内连续造孔成槽,以泥浆固壁,在泥浆下浇筑混凝土而建成的。对于小型工程,一般采用冲击式钻机造孔或两钻一抓法。这两种方法都先施工一期槽孔(主孔),后二期槽孔(副孔)。后一种方法工效高,目前被水利工程广泛采用。但该法施工平台要求大于18m,施工时难以布置。成墙厚度受开槽机械限制,防渗墙一般较厚。

目前,平原地区土坝防渗墙工程施工的另一种方法采用液压开槽机连续槽孔法。液压开槽机是由在同一轨道上行走的开槽机、水下混凝土浇筑机、清槽砂石泵及混凝土搅拌机组成。液压开槽机沿墙体轴线连续成槽,槽孔完全连续。墙体厚度20cm左右,最大深度可达40m。该法适用于砂壤土、粉土、粘土等地质条件。每台班工效可达150m2,造价150元/m2(20m深22cm厚的墙体150元/m2)。其工艺流程。

五、防渗墙施工中应注意的问题

防渗墙施工过程中,造孔质量是保证防渗墙质量的首要环节。同时,在防渗墙施工过程中,造孔时间占总工期的2/3以上,是制约工期的关键环节。施工中应采取预防偏孔措施,有效地防止或减少偏孔,使孔斜控制在允许范围内。

保证混凝土防渗墙施工质量和速度的关键在于开槽的连续性,浇筑的及时性。并且要把泥浆固壁作为一个重要的施工环节去对待。否则,一旦出现塌孔,将导致施工中断,而断开段的处理相当困难。因此,各工序必须严格按规程进行操作,控制进度和质量。同时加强机械设备的维修养护,保证完好率,确保混凝土防渗墙“连续作业”,达到保证混凝土防渗墙施工质量的目的。

六、结语

实践表明,混凝土防渗墙技术应用于平原地区大坝除险加固工程,可有效解决坝体,坝基渗漏问题,且具有施工速度快,工程造价低,防渗效果好,可靠性高等特点,是水库大坝防渗加固较好的措施。随着混凝土防渗墙技术的迅速发展,施工机具的不断创新和完善,经济效益的不断提高,其用途将日益广泛。

参考文献:

(1).水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范.SL174-96

防渗墙范文篇7

1防渗墙的作用与结构特点

防渗墙是一种防渗结构,但其实际的应用已远远超越了防渗的范围,可用来解决防渗、防冲、加固、承重及地下截流等工程问题。具体的运用主要有如下几个方面:(1)控制闸、坝基础的渗流。(21控制土石围堰及其基础的渗流。(3)防止泄水建筑物下游基础的冲刷。(4)力Ⅱ同一些有病害的土石坝及堤防工程。f5)作为-~kJi建筑物基础的承重结构。(6)j兰截地下潜流,抬高地下水位,形成地下水库。防渗墙的类型较多,但从其构造特点来说,主要是两类:槽孔舨)型防渗墙和桩柱型防渗墙,前者是我国水利承电工程中混凝土防渗墙的主要型式。防渗墙系垂直防渗措施,其立面布置有两种型式:封闭式与悬挂式。封闭式防渗墙是指墙体插到基岩或相对不透水层一定深度,以实现全面截断渗流的目的。而悬挂式防渗墙,墙体只深入地层一定深度,仅能加长渗径而无法完全封闭渗流。

对于高水头的坝体或重要的围堰,有时设置两道防渗墙一共同作用,按一定比例分担水头。这时应注意水头的合理分配,避免造成单道墙承受水头过大而破坏,这对另一道墙也是很危险的。防渗墙的厚度主要由防渗要求、抗渗耐久性、墙体的应力与强度及施工设备等因素确定。其中.防渗墙的耐久性是指抵抗渗流侵蚀和化学溶蚀的.眭能,这两种破坏作用均与水力梯度有关。目前,防渗墙厚度dfm)主要是根据水力梯度考虑确定的,即d=H/J。J。=Jmax/K式中:H为防渗墙的工作水头;J。为防渗墙的允许水力梯度;Jmax为防渗墙破坏时的最大水力梯度;K为安全系数。不同的墙体材料具有不同的抗渗耐久陛,其允许水力梯度值J。值也就不同。如普通混凝土防渗墙的J。一般在80-100,而塑眭混凝土因为其抗化学溶蚀性能较好,Jmax可达300,Jc一般在50-60。

2防渗墙的墙体材料

防渗墙的墙体材料,按其抗压强度和弹性模量,一般分为刚性材料和柔性材料。可根据工程眭质和技术经济比较后,选择合适的墙体材料。刚性材料包括普通混凝土、黏土混凝土和掺粉煤灰混凝土等,其抗压强度大于5MPa;弹『生模量大于IO000MPa。柔性材料的抗压强度则小于5MPa,弹I生模量小于IO000MP。,包括塑陛混凝土、自凝灰浆和固化灰浆等。另外,现在有些工程开始使用强度大于25MPa的高强混凝土,以适应高坝深基础对防渗墙的技术要求。

(1)普通混凝土

普通混凝土是指其强度存7.5~20MPa,不加其他掺和料的高流动性混凝土。由于防渗墙的混凝土是在泥浆下浇筑做要求混凝土能在白重下自行流动,并有抗离析与保持水分的性能,其坍落度一般为18—22em,扩散度为34,-,38em。

(2)黏土混凝土

在混凝土中掺人一定量的黏土(一般为总量的12%一2O%1,不仅可以节省水泥,还可以降低混凝土的弹性模量,改变其变形性能,增加其和易性,改善其易堵l生。黏土混凝土的强度在IOMPa左右.抗渗陛相对普通混凝土要差。

(3)粉煤灰混凝土

在混凝土中掺加一定比例的粉煤灰,能够改善混凝土的和易性,降低混凝土发热量,提高混凝士的密实性和抗侵蚀l生,并具有较高的后期强度。这对于防渗墙的施工和运行都是十分有利的。

(4)塑性混凝土以黏土和f或)膨澜土取代普通混凝土中的大部分水泥所形成的一种柔性墙体材料。其抗压强度不高,一般为0.5~2MPa,弹性模量为100-500MPa。塑性混凝土与黏土混凝土有着本质的区别,因为后者的水泥用量降低并不多,掺黏土的主要目的是改善和易眭,并束过多改变弹性模量。墙体适应变形的能力太大提高,几乎不产生拉应力,减少了墙体出现开裂现象的可能性。我国1990年首次在福建水口水电站的主围堰中成功运Hj塑性混凝土,其后在其他水电工程建设中迅速普及,十三陵抽蓄电站、/j、浪底工程、三峡工程等围堰防渗墙的墙体材料均采用了塑性混凝土。(5)自凝灰浆是在固壁浆液(以膨润土为主1中加入水泥和缓凝剂所制成的一种灰浆。凝固前作为造孑L用的固壁泥浆,槽孔造成后则自行凝固成墙。自凝灰浆是1969年由法国地基公司首先采用。自凝灰浆每立方固化体需水泥200~300kg,膨润土30,-60kg,水850kg,采用糖蜜或本质素磺酸盐类材料作为缓凝剂。其强度在0.2—0.4MPa,变形模量40~300MPa,与土层和砂砾石层比较接近,可以很好地适应墙后介质的变形,墙身不易开裂。由于自凝灰浆减少了墙身的浇筑工序,简化了施工程序,使建造速度加快、成本降低,在水头不大的堤坝基础及围堰工程中使用较多。(6)固化灰浆在槽段造孑L完成后,向固壁的泥浆中加入水泥等固化材料,砂子、粉煤灰等掺和料,水玻璃等外加剂,经机械搅拌或压缩空气搅拌后,凝固成墙体。其强度在0.5MPa左右,弹胜模量IOOMPa,一般能够满足中低水头对抗渗的要求。以固化灰浆作墙体材料,可省去导管法混凝土浇筑工序,提高造接头孔工效,减少泥浆废弃,使劳动强度减轻,施工进度加快。在四川铜街子、汉江王甫洲等水电工程中,应用了此种方法。

3施工工艺

槽孔皈例的防渗墙,是由一段段槽孑L套接而成的地下墙。尽管在应用范围、构造形式和墙体材料等方面存在各种类型的防渗墙,但其施工程序与工艺是类似的,主要包括:①造孔前的准备工作;②泥浆固壁与造孔成槽;③终孔验收与清孑L换浆;④槽孑L浇筑;⑤全墙质量验收等过程。3.1造孔准备造孔前的准备工作是防渗墙施工的一个重要环节。必须根据防渗墙的设计要求和槽孔长度的划分,做好槽孔的测量定位工作,并在此基础上,设置导向槽。导向槽沿防渗墙轴线设在槽孑L上方,用于控制造孑L的方向,支撑上音阿L壁。它对于保证造孔质量,预防塌孔事故有很大的作用。导向槽可用木料、条石、灰拌土或混凝土制成。导向槽的净宽一般等于或略大于防渗墙的设计厚度,高度以l_5~2m为宜。为了维持槽孔的稳定要求导向槽底部高出地下水位0.5m以上。为了防止地表积水倒流和便于自流排浆,其顶部高程应比两侧地面略高。

防渗墙范文篇8

关键词:混凝土防渗墙;水库主坝;水电站;施工质量;防渗作用

如今,在众多水库主坝中,防渗效果最为显著的即为混凝土防渗墙。这种防渗墙是专门按照大坝结构进行设计建造的,采取相应技术措施在地基当中建成一个具有高耐冲性、高稳定性的防渗墙体,这种墙体实质上是坝体的进一步延伸,而且还是一种可以提供良好防渗能力的重要组成。然而,由于受到外界因素的影响,在防渗墙施工过程中时常会出现一些问题,极大地增加了施工的难度,无法保障其性能与作用的发挥。因此,对当前的防渗墙施工应用进行深入分析是具有重大现实意义的。

1工程概况

某水电站位于波得藏布中下游河段(通多村附近),距离倾多镇12km,波密镇43km。该电站属波得藏布干流四级梯级开发的第三级水电站,坝址以上流域面积为2453km2,年平均流量为132m3/s。水电站碾压式沥青混凝土心墙厚度为0.7m,心墙两侧设3.0m厚的砂砾石过渡带,沥青混凝土心墙与基础混凝土防渗墙采用混凝土底座连接。防渗系统主要采用垂直沥青混凝土坝体防渗墙和混凝土基础防渗墙,并采用在左坝肩进行帷幕灌浆和右坝肩进行混凝土防渗墙进行防渗方式连接。

2防渗墙主坝施工布置

在坝体填筑至设计高程后,根据工程的地质、地形条件,开展导向槽、弃渣平台等工作,并安排钻机进行入场。结合设计方案中的内容,在防渗墙上游布置钻机,在轴线的平行线上布置四条轨道,钻机可以在轨道上进行移动。轨道布置完成后,在槽孔的下游布置倒排系统与弃渣平台。导向槽的深度为1.3m,宽度为0.8m,由混凝土材料浇筑而成。施工电源从周边村庄获取,临时加设变压器,并配备发电机保证施工用电需求。施工用水可直接从水库中抽取,随用随抽。

3防渗墙主坝施工工艺

3.1泥浆系统

泥浆系统是施工的重要组成部分,其主要由制浆厂、储浆站以及管路等构成。用于泥浆配制的黏土材料的指标参数如表1所示,为提高其使用性能,可掺加适量的膨润土。此外,根据实际要求,还需在泥浆混合料中掺加少量减水剂等外加剂,泥浆中各类材料的实际用量、拌和方法与时间等都需通过试验得出。保存在储浆站中的泥浆应持续搅拌,以此确保均匀。

3.2槽孔建造

3.2.1槽孔划分。单孔实际长度控制在7.7m左右,单孔设有7孔,其中主孔4个,副孔3个,工程共施工51个槽孔。一、二期槽孔混凝土套接接头选取钻凿法进行施工。

3.2.2造孔工艺。造孔使用冲击钻机,型号ZZ-5。设计要求运用“钻劈法”实施造孔,一期与二期槽孔的接头孔钻进,一期槽孔完成浇筑1~1.5d后进行造孔,造孔过程中先对主孔施工,然后再施工副孔。主孔钻进中,孔位必须准确无误,实际垂直度应严格控制在限度以内,这是因为主孔的垂直度会对二期槽孔连接造成直接影响,与防渗墙连续性的保持息息相关。在对副孔进行劈打的过程中,由于主孔已经造好,所以存在两个自由面,施工效率较高,副孔的实际深度需根据临近主孔的具体深度确定。主孔与副孔均建造完毕后,会留下一些类似“小墙”的结构,此时应改变钻头指向,对这些结构进行钻劈,直至形成一个完好且厚度均匀的槽孔。

3.2.3确定基岩面。根据设计要求,槽孔需在中风化基岩中嵌入不少于1m的深度。由此可见,确定基岩面十分关键,实际情况中可采取以下方法进行确定:(1)钻进过程中,手持钢绳感觉到较强的地层持续变硬情况;(2)钻进进尺显著降低;(3)使用抽砂筒取出当前地层的细粒进行试验判定;(4)充分利用建造副孔时得到的岩块进行判定。

3.3清孔

本工程采取“抽筒出渣法”进行清淤处理。此方法是指使用抽筒通过搅拌、抽取去除孔中沉渣,然后将孔中不合格的泥浆返排至沉淀池,最后对槽孔进行补浆。清孔与换浆均完毕以后,槽孔应满足以下指标:

3.3.1孔底淤积层的最大厚度不超过10cm。

3.3.2若在实际情况中使用黏土泥浆,则槽孔的泥浆比重不得超出1.2,含水量不超过10%,且黏度需低于30s。本工程上述指标的实测结果为:槽孔泥浆比重1.1,平均黏度为20s,含砂量为5%。

3.3.3二期槽孔的清孔与换浆完毕之前,需对孔壁上附着的泥皮进行清理,直到所用钢丝刷上不再粘有泥屑为止。

3.4混凝土浇筑

3.4.1浇筑前准备工作。混凝土开盘以前,需要对搅拌系统与入仓系统进行全面的检查,确认合格之后再由工程的监理部门签发开盘许可。浇筑前检查的主要内容有:材料质量与现场储存量,材料的参数指标是否与设计方案相符;运输站、搅拌站等的实际生产能力是否满足施工需求;施工现场的水电供应、料台搭建等实际情况以及临时车道能否满足施工需求;导管组合与具体的下放区域能否满足相应的要求等。在所有检查工作均已完成且合格之后,即可按照流程和计划开展混凝土浇筑施工。

3.4.2混凝土浇筑施工。混凝土浇筑是防渗墙成型的重要环节,施工难度相对较大,要求一次成型,具体施工过程中应给予此环节足够的重视。对于混凝土防渗墙而言,其不仅具有良好的防渗能力,还具有很高的强度,其弹性模量也很低,可以很好地适应地基形变等外界情况。由于本工程防渗墙浇筑采取导管法,所以混凝土材料必须具备良好的流动性与和易性。施工过程中,混凝土材料如入孔坍落度必须保持在18~22cm范围内,且扩散度不得超出34~40cm范围。混凝土材料严格按照试验通过的配比实施拌和,其水灰比不得超出0.65,原材料的选取必须和试验中使用的完全相符,禁止随意更换,选用二级配粗骨料,使用河砂作为细骨料。槽孔经验收合格以后,下导管进行浇筑。导管直径为250mm,需布置在墙体的中心线上,每隔3.0m布置一个导管,导管的顶端距离孔底不超过25cm。浇筑时,导管应插入混凝土层适当深度,通常不小于1.0m,本次施工控制在3.0m左右。混凝土层实际上升速度需控制在2m/h以上,技术人员应及时绘制浇筑图纸,为浇筑方量的核对提供依据。槽孔的孔口处应设置盖板,质量不合格的混凝土材料禁止使用。

3.4.3混凝土浇筑施工质量评定。严格按照施工质量等级评价的规范和标准对所有槽孔实施仔细的质量检验与质量评定。经评定,本工程所有单元工程施工质量均可满足合格要求,优良率可以达到95%。混凝土防渗墙被划分成分部项目,根据该单元的评定成果得知,本工程混凝土防渗墙的施工质量合格,被评为优良分部工程,可为后续施工提供良好的基础和保护。

4槽孔施工中卡钻、漏浆等问题的预防与处理办法

4.1卡钻问题的预防与处理办法

对于防渗墙施工而言,卡钻现象时常发生,为有效预防这种问题的发生,在施工过程中可采取以下措施:

4.1.1主孔在冲钻以后必须及时回填,以免造成石块坠落等危险。

4.1.2在对槽孔副孔进行劈打时可同时使用两台钻机,这样具有良好的卡钻预防效果。

4.1.3如果施工中只能使用一台钻机进行副孔劈打施工,则需经常调动变换钻机的位置,两个副孔的实际深度必须控制在相同的水平。

4.1.4在出现卡钻现象时,首先应明确钻头的实际方向与深度,然后使用特定的“工”字形钻头在卡钻位置的旁边实施扩孔,直到被卡钻头提出。

4.2漏浆、塌孔等问题的预防与处理办法

4.2.1主孔施工采取钻进与回填同时进行的方法,由于回填层的结构较为松散,密实度不足,存在一定孔隙,仅使用泥浆是很难对孔壁进行加固的,需要彻底改变孔壁上的土层,封堵发生渗漏的主要通道,才可形成良好的槽孔。此外,钻进施工时还需经常性地向孔中回填混合材料,混合料在钻头持续的冲击之下,会对孔壁的土层进行挤密,黏土等材料也会附着在孔壁上,进而起到封堵渗漏通道的作用和效果。

4.2.2副孔施工采取回填主孔、劈打副孔的方法,在主孔钻进完全穿过结构较为松散的土层以后,需使用黏土等材料对其进行回填,依靠黏土对主孔孔壁进行有效的保护,然后再开始副孔的劈打施工。在副孔施工过程中,应及时向孔中填入黏土、碎石等材料,与主孔的作用机理相同,在劈打等冲击作用下,黏土会与孔壁黏结,对渗漏点起到一定封堵的作用,从而更好地稳定孔壁,实现高效成孔的目标。

5结语

对建成防渗墙进行质量检测,同时观测量水堰等位置的实际渗漏情况得知,该水库主坝防渗墙可以有效发挥防渗作用,方案可行,满足水库对于防渗性的需求,可以为相似的水库工程建设提供成功的经验。

作者:扎西顿珠 单位:西藏自治区水利电力规划勘测设计研究院

参考文献:

[1]沈悦,陈宏.混凝土水库主坝防渗墙施工技术的研究[J].中国新技术新产品,2013,(6).

防渗墙范文篇9

人们常说的防渗墙都是机械化施工,这里介绍的防渗墙是人工开凿、支护、浇筑、接缝处理的施工工艺及施工技术。它适宜于含水量少、深度不太大(20m左右)、地形条件不利于机械化作业的各类土层与强度较低的岩石中的防渗墙施工。其优点在于灵活、简便、质量看得见并节省资金,同时减少了对施工环境的污染,不受地形条件的限制。

富流滩电航工程位于四川省岳池县罗渡镇境内,该工程是渠江梯级开发的第五级,是以发电为主,兼顾通航、养殖等的综合利用工程。水工建筑物包括闸坝、通航船闸、发电厂房等设施。设计正常高水位为213.8m,装机39MW。

防渗墙位于渠江右岸岸坡与右岸接头坝连接处,防渗墙长度为27m,开挖深度为11~19m,设计厚度1.2m,接头坝坝肩与弱风化的粉砂质泥岩相接。由于其相接处为重要的交通公路,车流量大,加之有较厚的覆盖层,大规模的开挖将会导致公路失稳,中断交通要道,又因场地有限,不能改道,故考虑此段防渗设施改为防渗墙。由于场地为一斜坡,机械设备无法施工,因此决定采用人工施工方案。

2地质概况

工程区属四川沉降带川中褶带的边缘,挽近期本区地壳运动以间歇性抬升为主。历史地震资料表明,区内未发生过地震,场地地震基本烈度为6度,区域稳定性好。工区内除分布有第四系中更新统、全新统松散堆积层外,广泛出露侏罗系中统上沙溪庙中段地层砂岩与粉砂质泥岩。其中坝基为砂岩夹薄层的泥岩透镜体,坝肩为粉砂质泥岩。场地为一斜坡,表层为人工堆积的块碎石土,厚5~8m,下伏为粉砂质泥岩与完整的砂岩。

3施工工艺

3.1工艺流程

采用将防渗墙分段、跳槽开挖、护壁、浇筑、接缝处理的施工工艺。

3.2施工机具(略)

3.3施工方法

3.3.1防渗墙分段

根据场地情况,将防渗墙分为3段,跳槽施工,先施工第①、③段,后施工②段。

3.3.2成槽

主要采用风镐、十字镐及其它辅助工具人工掘进,采用卷扬机及人工综合除渣工艺。

3.3.3护壁

它是人工开挖防渗墙成败的关键技术之一,因此,要求每往下开挖1m就护壁一次,当护壁达到一定强度后继续往下施工。护壁采用的钢筋混凝土厚15cm,钢筋为φ8,水平方向的护壁与护壁之间的钢筋预留10cm搭接长度,上下护壁之间不搭接。壁间支撑柱采用预制边长为20cm正方形钢筋混凝土柱,支柱钢筋与壁钢筋搭接;支撑柱横向间距为1.5m,纵向间距为1m。采用3块竖向木板制成模具并预留支撑柱孔。施工顺序为先护壁钢筋,再搭接混凝土支撑柱,然后再关模。

3.3.4墙体浇筑

护壁混凝土采用手持式振捣器捣实,混凝土采用拌和楼集中拌制,汽车运输。用漏斗与导管法分层浇筑,分层厚度(30~50cm),均匀振捣。

(1)由于基槽深度均在10~20m左右,为保证混凝土浇筑质量,采用导管法浇筑混凝土。导管φ≧216mm(导管直径大于骨料粒径的3倍);

(2)导管底部离混凝土浇筑仓面不高于2m,以避免混凝土离析;

(3)严格控制材料质量,卵石粒径小于5cm,骨料应清洁,无杂物。水泥与灌浆水泥应为同厂同标号,同样要进行物理性能检测;

(4)拌合楼混凝土塌落度为10cm,以保证混凝土有足够的和易性,有利于保证导管法施工的质量;

(5)控制混凝土在地表临时料场堆放的时间,以保证混凝土浇筑的质量;

(6)浇筑混凝土时,在槽口导管及漏斗夹具下方设置移动装置,以保证混凝土浇筑时可沿防渗墙轴向灵活移动,以保证防渗墙整体浇筑质量;

(7)防渗墙浇筑期间,槽壁保持稳定且不掉块,以保证混凝土的浇筑质量。

3.3.5接缝处理

接缝处设置两道橡胶止水带,并预埋接缝灌浆管与排气管,待混凝土达到一定强度(7d)后进行接缝灌浆。

3.3.6安全措施

(1)护壁混凝土高出地面20cm,以防边坡落物;

(2)向槽内通风换气,以保持槽内空气新鲜。

4结语

(1)经过富流滩电站运行一年多时间的实践检验,防渗墙防渗效果好;

防渗墙范文篇10

上游围堰塑性砼防渗墙施工于2011年3月17日~2011年6月30日采用分期导流、先施工右岸段,后施工左岸段的方式分两期施工完成。由于防渗墙施工完成后经历了一个汛期,汛期洪水对已完成防渗墙造成局部损坏,原右岸塑性混凝土防渗墙高程391.5m以下约有40m宽,5m~6m深的墙体被洪水冲毁,需重新接高。缺口最深处的高程约385.0m左右。由于龙背湾水电站上游围堰填筑方量大,工序多,截流后的有效施工期短,施工强度高,同时受场内单一的运输道路及施工区环境影响,按期实现度汛面貌难度很大。因此,必须加快上游围堰防渗墙修补施工进度及施工质量,妥善解决排水、工期及围堰防渗的相关问题,才能确保2012年工程安全度汛。

2防渗墙修补加高方案

若按强排、干地浇筑混凝土墙的方案进行修补及加高,则排水时段与排水设备增加无法预测,围堰度汛的目标难以实现。若采用塑性混凝土防渗墙加高,根据之前右岸塑性混凝土防渗墙施工经验,河床原状砂卵石层以上新填筑的砂卵石施工平台塌孔严重,工期和质量都难以保证。另外一种思路为:在现有防渗墙的基础上,采用高喷防渗墙进行搭接加高。旋喷防渗墙施工与围堰填筑可平行施工,不占用直线工期。针对上述情况,经建设单位、监理单位、施工单位和聘请专家论证后,最终采用高压旋喷防渗墙对右岸冲毁的塑性混凝土防渗墙进行搭接修补施工的方案,并对原防渗墙在391.50m进行土工膜铺设的高程适当抬高,考虑到高喷墙的施工费用,结合枯水期的抽排措施,土工膜的铺设高程确定为393.00m,原塑性混凝土防渗墙全线采用高喷墙接高至393.00m。完成后,凿除上部1m左右的软弱段,浇筑混凝土帽梁进行土工膜铺设锚固。高喷墙施工平台采用河床砂砾石回填。为进一步提高砂砾石的压缩模量,防止围堰蓄水后在水压作用下搭接的高喷墙因墙后砂砾石产生较大的变形,造成高喷墙开裂、错断而发生漏水现象,对防渗墙下游的砂卵石地基进行固结灌浆。高喷墙分2排布置在原塑性混凝土防渗墙的上下游,2排高喷墙的排距为1.2m,高喷墙的孔距为0.8m,成墙厚度不小于80cm,具体根据成桩直径大小确定。2排高喷墙之间采用控制压力的帷幕灌浆,不得对原塑性混凝土防渗墙造成破坏,帷幕孔布置在原防渗墙轴线上,深入原塑性混凝土防渗墙2m。左右岸趾板与高喷墙的衔接,采用重新开挖左右岸趾板基础的方案,将高喷墙向两岸适当延长并于左右岸新开挖浇筑的趾板进行连接。

3主要施工方法

3.1砂卵石平台回填

将原先已完成的防渗墙出露部分清理干净,两岸岸坡开挖至弱风化基岩上。用河床砂卵石回填至EL394,高喷墙施工平台范围回填至EL395,以保证高喷墙施工至394高程。回填的砂砾石须级配连续,碾压密实。

3.2高压旋喷施工工艺

为确保成墙效果良好,避免单排孔遇到大块径砂卵石将不能有效成墙,造成墙体局部存在缺陷的现象发生,高压旋喷墙采用双排布孔,墙厚设计划不小于70cm,梅花桩型式,间排距80cm×70cm;高喷旋喷施工采用三重管旋喷法施工。高压旋喷防渗墙抗渗设计指标为:渗透系数为1×10-6cm/s或q<1lu。

3.3砂卵石固结灌浆

为防止在上下游水压力作用下,高压旋喷墙向下游发生大的变形而导致破坏,需对高压旋喷防渗墙下游的砂卵石进行固结灌浆,灌浆孔距、排距为3m×3m。右岸冲毁的墙段下游8m以内范围内的灌浆底部高程383.00m,其他墙段下游结合回填的砂砾石底部高程,灌至天然砂砾石层中2m左右。固结灌浆的灌浆压力、浆液比及注浆量应通过现场灌浆试验确定,要求固结灌浆后的河床砂砾石的压缩模量不小于40MPa。

3.4控制性帷幕灌浆施工

高喷灌浆施工结束后在双排高喷孔中间布置一排帷幕灌浆孔,帷幕灌浆主要对高喷灌浆与原塑性混凝土防渗墙搭接段进行补漏。施工平台顶部高程为EL395m,帷幕灌浆孔口向下1m为非灌段。采用双排控制灌浆法,分为两序法施工。孔距1.0m,排距0.6m(灌浆轴线上、下游0.3m各布置一排孔),梅花型布置;Ⅰ序孔压力0.3MPa,Ⅱ序孔压力0.4MPa~0.5MPa。最终施工参数以试验确定的参数为准。先下游排,后施工上游排。施工方法按水泥灌浆规范相关规定进行,注、灌浆钻孔深度深入基岩不小于0.5m。3.5土工膜与高喷墙连接施工高喷墙施工完成后,待强度达到要求后进行施工平台2m左右厚度的开挖,开挖至高喷墙完全出露,人工凿平高喷墙,铺设土工膜,然后混凝土盖帽。人工凿除高喷墙上部1m左右的软弱段,浇筑50cm厚C20钢筋混凝土帽梁,并预埋螺栓,采用螺栓和扁钢锚固土工膜,螺栓锚固完成后再在帽梁顶浇筑50cm厚的C20盖帽混凝土,完成土工膜最终锚固。

4防渗墙质量检测

2011年12月30日至2012年1月1日,采用钻孔压水及取芯的方法,对上游围堰塑性混凝土防渗墙进行了实体质量检测。现场对墙体进行4个(2个垂直孔,2个斜孔)槽段的压水试验,透水率都在1Lu以下,满足设计渗透要求。钻芯抗压强度大于设计抗压强度,弹性模量也在设计要求的范围内。芯样完整,表面光滑,无裂缝麻面。上游围堰塑性混凝土防渗墙质量满足设计要求。高压旋喷于2012月1月25日开始施工至2012年3月17日结束,高压旋喷结束14天后,采用注水试验进行质量检查,施工了16个单元,其中透水率最大值0.94Lu,最小值0.35Lu,平均值为0.65Lu,满足设计要求(q≤1Lu)。

5结语