浅议砼防渗墙技术在水库除险加固工程中应用 7页

浅议砼防渗墙技术在水库除险加固工程中应用　　摘要：随着新技术、新材料、新工艺的推广应用，混凝土防渗墙技术日趋完善。而混凝土防渗墙在水库工程中建设与消防中应用也越来越广泛，并且起到重要的基础防渗作用。本文就分析了混凝土防渗墙在水库除险加固工程中的应用。关键词：混凝土防渗墙；水库除险加固；应用中图分类号：TV331文献标识码：A混凝土防渗墙施工技术的概述所谓的混凝土防渗墙施工技术就是在松散透水地基中连续造孔，以泥浆固壁，往孔内灌注混凝土而建成的墙形防渗建筑物。它是对闸坝等水工建筑物在松散透水地基中进行垂直防渗处理的主要措施之一。防渗墙按分段建造，一个圆孔或槽孔浇筑混凝土后构成一个墙段，许多墙段连成一整道墙。墙的顶部与闸坝的防渗体连接，两端与岸边的防渗设施连接，底部嵌入基岩或相对不透水地层中一定深度，即可截断或减少地基中的渗透水流，对保证地基的渗透稳定和闸坝安全，充分发挥水库效益有重要作用。7n混凝土防渗墙按墙的水平截面的形状可分为四种。第一种是圆桩柱型(圆孔型)，它垂直接缝多，有效厚度小，60年代以来已很少采用；第二种是墙板型（槽孔型），相邻两块墙板套接厚度与中间墙厚相同,适用于深度小于60m的墙；第三种是混合桩柱型（圆孔与双反弧形孔混合型）；第四种是墙板桩柱混合型（槽形孔与双反弧形孔混合型）。混合桩柱型和墙板桩柱混合型是先行建造的圆形桩柱或墙板可起导向作用，较易于保证连接处厚度达到中间处墙厚,适用于深度大于60m的墙。二、混凝土防渗墙施工技术的特点1、工作量大、施工面广混凝土防渗墙施工技术在水库工程中的运用，就需要利用较多的临时设施，除了把主要的钻机轨道以及孔口导墙之外，还需要对供水以及供电系统进行构建。同时还需要对其供浆、清孔、造孔、混凝土搅拌以及运输等一些作业辅助设施进行建设。因此，在进行混凝土防渗墙施工中具有工作量大以及施工面广的特点，同时还必须要和其它的施工作业点保持良好的衔接。2、适用范围广，但风险性大7n混凝土防渗墙施工过程中，对周围环境所产生的噪音和污染影响比较小，甚至可以忽略。所以混凝土防渗墙施工的适用范围非常的广泛，不管属于是哪一种复杂的土质地层均可使用，即使有坚硬的花岗岩，或者是软土层以及漂石层等都可以运用其技术。但是混凝土防渗墙工程通常都是进行的地下作业，因此在其施工过程中必定会存在一定的安全隐患以及质量隐患，而混凝土防渗墙本身施工过程中就具有一定的复杂性，所以施工不但具有一定的难度，而且存在的风险也比较大。在混凝土防渗墙施工设计时，要依据地基的工程地质与水文条件，结合闸坝结构的要求，确定墙轴线位置，选用墙体材料，初步选定墙厚；然后进行渗流及结构应力计算,确定墙底嵌入基岩或相对不透水层的深度及墙体材料物理力学指标，最终确定墙厚和墙体与防渗体连接的细部设计。重要工程还要在墙内埋设监测仪器，随时了解墙的运行情况。防渗效率常用两种方法进行估算：①建墙后渗流量减少值与同水头下无墙时渗流量的百分比值；②渗流通过防渗墙后的水头损失与全水头的百分比值。质量优良的防渗墙的防渗效率用上述两种方法估算结果分别可达95%与90%。常用的墙体材料有素混凝土、掺大量粘土的塑性混凝土、粉煤灰混凝土等。三、混凝土防渗墙施工工艺1、施工方法分槽段施工,每槽段长814m,采用两钻一抓,钻孔中心距离218m,隔槽施工,各槽段低高程应基本相同。2、挖槽方法选用液压抓斗和冲击钻相配合,首先采用冲击钻钻孔到设计底高程进行挖槽,7n然后用液压抓斗把两个钻孔之间的土体挖掉,槽底基岩部分用冲击钻造槽。3、固壁泥浆配比及性能指标对于一般砂砾卵石层,选用表1中两种配合比制浆,其它地层,参照此配比,并根据实际情况加以调整。图一4、施工平台及导槽依据混凝土防渗墙设计顶高程及施工机械、施工工艺的要求,施工平台顶高程为4310m,总宽1315m,其中,导槽上游部分宽810m,导槽下游部分宽515m;导槽为/L0型钢筋混凝土结构,高112m,底宽112m。导槽底部用塑性粘土夯实,影响深度不小于210m,以免在浇筑混凝土防渗墙时漏浆。5、钻孔定位与孔斜率应严格按规范要求对混凝土防渗墙钻孔定位,孔位允许偏差不大于?3%,孔斜率不大于012%。套接孔的孔位中心在任一深度处偏差值不大于设计墙厚的1/3。6、清孔标准清孔换浆的控制标准见表2表二7、混凝土防渗墙质量检查检查墙身质量在成墙一个月后进行,检查的内容为墙体的均匀性、抗压强度、渗透系数及弹性模量。¹工7n程防渗质量检测采用综合地球物理探测方法;º防渗墙抗压强度采用墙体取芯并于室内进行抗压强度试验;»防渗墙渗透系数采用墙体取芯并于室内进行钻孔注水试验;¼防渗墙弹性模量采用墙体取芯并于室内进行弹性模量试验。试验结果,塑性混凝土抗压强度为4113MPa~5144MPa;塑性混凝土弹性模量为827MPa~877MPa;塑性混凝土渗透系数为819510-8cm/s~9105@10-8cm/s。试验结论:防渗墙抗压强度、弹性模量和抗渗均满足设计要求。8、混凝土防渗墙实施后工程效果混凝土防渗墙实施前,坝基承压水现象明显,坝后多处渗透变形,心墙软化严重,大坝的安全已受到严重威胁。混凝土防渗墙实施后,通过测压管对水位进行观测,结果表明:大坝下游水位明显降低,渗漏量明显减少,有效地保证了大坝在汛期的安全,减少了有效水源的浪费。混凝土防渗墙加固工程建成后,防渗效果极佳,社会效益及经济效益十分显著。四、砼防渗墙施工重点和难点7n1、垂直度控制防渗墙墙体较薄，对防渗墙的垂直度要求较高，本工程要求垂直度小于0.4%，为保证两槽孔之间的有效连接，必须保证一期槽孔的接头孔的垂直度偏差小于0.3%。在成孔过程中自上而下分段检查垂直度出现大于要求的偏差，经修凿符合要求后继续钻进，从而保证端孔垂直度，为防渗墙的垂直度和连续性打好基础。2、槽孔入岩控制为保证砼防渗墙槽孔嵌岩深度，首先要精心施工先导孔，取得比较准确的岩位资料，确定槽孔深度，在施工中入岩强风化部分由液压抓斗完成，中风化及弱风化由冲击钻完成，槽孔入岩情况可根据钻孔的进尺情况、孔底捞碴情况、孔深等多种因素，确定槽孔的嵌岩情况是否满足设计要求。3、防止槽孔劈裂与塌孔槽孔施工时如何防止塌孔也是技术的关键点之一，应该采用合理的槽段长度划分、槽段间的间隔分序以及控制好泥浆质量等措施防止糟孔劈裂。制备的泥浆除要有悬浮排碴能力外，最主要是保证槽孔壁稳定的固壁作用，在固壁方面，泥浆的胶体率和失水量指标尤为重要，较高的胶体率和较小的失水量能保证泥浆性能的稳定，避免槽孔壁出现塌孔情况。即便如此，仍然在坝顶工作面上备一定量的粘土、膨润土，以防万一。7n4、槽底清渣作为防渗墙质量控制的重要指标之一是槽底沉渣厚度，为达到设计和规范要求槽底沉渣小于10cm的指标，必须做好三方面工作，首先准备充足的符合要求的优良泥浆；其次是清孔换浆方法，我们将采用泵吸反循环或气举反循环从槽孔一端到槽孔另一端来回清槽，直到槽内都充满置换的泥浆；再次是砼浇筑和各种预埋工作准备充分，缩短清槽至浇筑开仓的时间。5、砼浇筑本工程的水下砼浇筑除常规的水下砼浇筑控制要求外，着重是要控制三根浇筑导管同步进料，使槽孔中各点砼浇筑面上升速度基本一致，避免各点不均匀上升，砼侧向挤压造成预埋管变形，而影响下一道工序施工。结束语总之，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，它已成为水库大坝防渗加固的一项重要措施。砼防渗墙可以很好的解决坝基和坝身渗漏问题，适用于各类地层，防渗墙可做成塑性，适应坝体的变形和不同高程的应力应变条件。已为多项工程所证实，我国有很多成功运用的经验，造价较低，因此，要充分掌握其施工重点和难点，确保砼防渗墙技术在水库大坝防渗中起到应有的作用。参考文献[1]李华生.水库除险加固工程混凝土防渗墙施工工艺探讨[J].中国水运(下半月),2011,05:140-141.[2]贾克霞,朱红月.水利工程中混凝土防渗墙施工技术研究[J].黑龙江水利科技,2012,11:125-126.7