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    施工技术

    水库大坝防渗处理措施探讨

        0· 引言
        如今,我国大部分水库20 世纪50—60 年代建造的,受当时条件的限制,许多工程都存在一些质量问题,如防洪标准不达标,工程质量不好,存在较大隐患。
        又加上没有及时维修养护,更新改造,很多水库是带问题在运行,效益下滑。
        当前随着经济和科学技术的快速发展,这些水库的渗漏问题就成了必须要解决的问题。
        因此,采取一种什么样技术来处理大坝的渗漏问题就值得我们探讨了。
        1· 大坝渗漏的类型和原因
        大坝渗漏的类型和原因主要有3 种: 坝体渗漏、坝基渗漏和绕坝渗漏。
        1. 1 坝体渗漏
        坝体渗漏是水库大坝渗漏的主要原因,其产生原因可从4 个方面去分析:
        1) 筑坝质量差,使用土料透水性大。
        2) 大坝内坡被风浪侵蚀,破坏斜土防渗土体,导致沉孔、管涌、侵润线抬高,进而促使外坡滑坡。
        3) 大坝受到白蚁的危害,蚁道横贯大坝上下游。
        4) 坝内涵洞周围防漏工作没落实或涵洞断裂[1]。
        1. 2 坝基渗漏
        坝基渗漏也是导致水库大坝渗漏的重要原因。其产生的主要原因有2 个:
        1) 坝基清理不彻底,建设时未将杂草等杂物清除干净,腐烂后导致坝体与坝基的结合面上出现渗漏[2]。
        2) 防渗措施缺乏,例如坝基未做截水糟或其深度较浅。
        1. 3 绕坝渗漏
        其产生的原因主要有2 个:
        1) 两岸地质条件不好,覆盖层较薄,且存在透水层或风化岩层。
        2) 大坝与山坡接头清基处理方式不对,或施工质量差,有的山坡截水糟没有截入不透水层。
        2· 常用水库大坝防渗技术
        常用水库大坝防渗技术主要有以下5 种: 劈裂帷幕灌浆技术、高压喷射灌浆技术、振动沉模防渗板墙技术、复合土工膜技术和套孔冲抓回填技术。
        2. 1 劈裂帷幕灌浆技术
        这是一项较成熟的坝体防渗技术,其原理是利用灌浆的方法解决坝体变形和渗透问题。   
        劈裂灌浆是指沿着坝轴线布置灌浆孔,根据坝体应力分布规律,有控制性的将坝体沿坝轴线劈形,向里灌入型号匹配的浆体,最终让其形成一道垂直于地面方向的接连整体,这样就使坝体渗透问题得以有效解决[3]。
        2. 2 高压喷射灌浆技术
        这项技术的基础是静压灌浆技术,且与水力采煤技术相结合而发明出来的。
        它实现的原理是借助射流的力量,将坝下地层进行搅动切割,改变地层原来的结构与组织,将水泥浆射入到坝体中,与坝体形成一体,从而防止大坝渗透[4]。利用此技术形成的坝体结构密度大,强度大,有很好的防渗性能。
        2. 3 振动沉模防渗板墙技术
        这一技术原理为振动沉桩原理。此技术使用的主要机械是振动锤,其是整个振动体系的核心,它会产生强大的冲击力,使模板沉入到地下,再向模板内部灌入浆体,浆体成形后,再将模板提起,浆体在重力作用下,被注入到槽孔内。注浆与模板的提起同步实现,因浆体压力比坝下土体的侧压力大,这就避免了缩壁和塌壁现象。
        2. 4 复合土工膜技术
        复合土工膜有一布一膜、二布一膜等类型,它是将非机织型土工织物与土工薄膜采用挤压、滚压、喷涂等方法形成的,薄膜的作用是防渗防水,织物的作用是提升薄膜强度。土工膜本身无强度,它发挥其作用时须依靠其所在侧面的坝体材料。它作用的发挥与其所处的位置有着一定的关系。因土工膜自身质土柔软,它在坝体中只起到防渗作用,无加固作用,因而,此防渗方法的使用还应与其他技术相结合。
        2. 5 套孔冲抓回填技术
        此技术属柱式防渗法,它是在土坝坝体内修建一道防渗墙,此技术适用于土体大坝渗漏阶段,沿坝轴线一米处布置下单排孔、双排孔,先制作孔洞,再将套孔回填黏性土,将其夯实后,从而建造成一道连续的黏土防渗墙。
        此技术机械设备简单,工程完成质量高,防渗效果好,且对回填材料无特别讲究,施要成本低,但不足是回填的量较大。
        3· 水库大坝防渗设计处理措施
        3. 1 防渗劈裂灌浆设计   防渗劈裂灌浆设计应注意以下4 项: 钻孔平面布局的确定、钻孔深度的确定、浆液的选定和孔口灌浆压力的确定。
        3. 1. 1 钻孔平面布局的确定
        如上所述,钻孔位置主要是沿着大坝地基的走向,轴线两侧。孔距依据实际情况确定。在坝顶位置一般会布置两排,排距以1 m为宜。
        3. 1. 2 钻孔深度的确定
        钻孔深度的确定要依据坝基应力场深度及工程防渗要求。通常,水库大坝的应力影响深度最大可达到50 m以上,因而,主坝的钻孔深度可为28 m。
        3. 1. 3 浆液的选定
        浆液要具有优良的流动性、稳定性,可以采用掺了10% ~ 15%水泥的黏土而制造的黏土混合液,这种浆液钻入孔内后4 ~ 5 h可实现自凝,且凝结所成的基底具有很大的强度,抗渗性良好。在灌浆时,把握先稀后浓的规律,密度要依据工程实际情况确定。
        3. 1. 4 孔口灌浆压力的确定
        最大孔口灌浆压力与钻孔的深度有着密切的关系,如表1 所示。
                      水库大坝防渗处理措施探讨 
        在进行灌浆时,最初应用较小压力对灌浆操作,随灌浆的进行,孔深的减少,固定时间内,浆液的吃进量会减少,为保证灌浆的速度不受影响,可加大灌浆的压力,但是最大值不应超过灌浆孔可承受的最大压力值。
        3. 2 施工组织
        施工组织主要包括以下4 项: 施工准备、施工设备的选定、施工人员的确定和施工技术要点。
        3. 2. 1 施工准备
        施工准备包括的工作有:
        1) 由工程设计人员设定水库大坝防渗工程的工期、质量标准及工程进度,将重要技术的相关试验数据进行归档与存储,并编制报告上交给上级管理部门。
        2) 进行临时水电线路的确定、安装,进行平整场地、选用施工材料、灌浆浆液等试验。
        3. 2. 2 施工设备的选定
        用怎样的防渗技术,就会用到不同的施工设备,若用防渗劈裂灌浆法,就需用全液压钻机,一般根据工程量的大小与施工人员的数量确定液压钻机数量。在全液压钻机工作时,要观察坝体灌浆的压力及孔口的位移情况。
        3. 2. 3 施工人员的确定
        工程量大小与工期要求决定施工人员的数量。水库大坝防渗工程中需要的施工人员主要有项目负责人、施工观测员、灌浆员、钻孔员、技术负责人、机械师及后勤等。其中,对钻孔员与灌浆员的要求较多。
        工艺流程见图1。
                       水库大坝防渗处理措施探讨
                                                                  图1灌浆工艺流程图
        3. 2. 4 施工技术要点
        施工技术要点主要有3 点: ①灌浆孔必须在一条直线上,且应沿着大坝的轴线进行布置; ②向孔口进行灌浆时,按顺序进行,注浆管与孔底之间的距离保持在0. 5 m以上,1. 0 m以下; ③浆液的密度应控制在1. 7g /cm3,并且在灌注的过程中,保持先稀后浓的原则,每孔灌浆的次数至少达到5 次,每次灌浆的时间至少应保持5 d以上。
        3. 3 灌浆过程中常见问题及处理
        3. 3. 1 灌浆过程中常见问题
        1) 裂缝处理: 如果在灌浆完成后出现裂缝,就必须立即进行处理,将裂缝的宽度控制在3 cm之内,避免孔与孔之间的裂缝出现贯通。
        2) 冒浆处理: 若冒浆现象出现在大坝的顶部,或是大坝的坡体,就要先将冒浆的出口挖开,将黏土回填进去,然后夯实。若冒浆出现在钻孔的周围,则可以采用压砂的方法进行处理,处理完毕后,继续进行灌浆。若冒浆出现在大坝与涵管接触的地方,可以采用稠浆间歇灌浆法防止冒浆。
        3) 串浆处理: 当出现串浆情况时,可以使用堵浆塞将冒浆口堵住,进行灌浆,或者从串浆口同时进行灌浆。通常来讲,在灌浆快要结束时,相邻的孔口都会出现串浆现象,这就说明在大坝的地基中已经形成了连续的浆墙。
        3. 3. 2 机械设备的故障处理
        灌浆操作中所使用的机械设备使用的强度比较大,很容易出现损坏。机械设备的常见故障主要有以下几种:
        1) 易损件的定期更换,例如皮圈和网。
        2) 压力表损坏,只需要拿一支新的压力表替换即可。
        3) 注浆管发生堵塞,处理方法是将其提起,用清水冲洗,或者使用钢丝伸入钢管内进行疏通。
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    点击次数:  更新时间:2015-12-21 14:21:52  【打印此页】  【关闭】
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