工程案例
業(yè)務(wù)范圍
水利工程中堤壩加固防滲施工技術(shù)
發(fā)布時(shí)間:2014-08-03
摘要:隨著(zhù)時(shí)間的推移,由于各種客觀(guān)的理由,堤壩或多或少的都出現一些滲漏的理由,結合實(shí)際情況選擇合理的施工方案加固防滲是水利建設單位首要解決的理由,文章主要簡(jiǎn)要分析堤壩加固防滲施工的有關(guān)理由,僅供參考和借鑒。關(guān)鍵詞:堤壩;加固防滲;水利工程;灌漿施工;灌漿設計
由于歷史的理由,現有的水工建筑大部分都已修建多年,加上舊時(shí)的施工技術(shù)還不夠完善,導致部分水工建筑存在滲漏等安全隱患,因此對這些大壩進(jìn)行加固防滲施工迫在眉睫,同時(shí)選擇哪種加固防滲施工技術(shù)尤為重要。在各種加固防滲技術(shù)中,劈裂灌漿施工技術(shù)運用最為廣泛,在大壩防滲漏處理和工程加固處理中具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢與經(jīng)濟效益,在文章中進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析。
一、當前我國堤壩的狀況
我國水資源豐富,水庫數量全世界排第一,其中大、中、小水庫加起來(lái)有9萬(wàn)余座之多,水岸堤防共計27萬(wàn)余千米,這些水利工程在經(jīng)濟建設和抗洪抗旱方面起到了非常大的作用。隨著(zhù)時(shí)間的流逝,很多水壩年久失修,存在著(zhù)一定的安全隱患,既不能為經(jīng)濟建設做出應有的貢獻,也無(wú)法保證廣大人民的生命財產(chǎn)安全,偶爾還有決堤潰壩事故的發(fā)生,因此,大壩安全備受關(guān)注。對已發(fā)生的大壩事故進(jìn)行分析,事故發(fā)生理由大致可以歸結為以下幾類(lèi):滲漏管破損導致滲漏約占31.7%,壩體裂縫導致滲漏約占25.3%,運轉年份長(cháng)且年久失修導致事故發(fā)生的約占14.2%,由于大壩護坡坍塌導致事故發(fā)生的約占6.5%,其他理由導致事故發(fā)生約占11.4%。以上分析中得出:對理由大壩進(jìn)行加固防滲或工程修改勢在必行。這就需要研究一種工藝簡(jiǎn)單,造價(jià)低廉,效率高的防滲技術(shù)來(lái)處理這些理由大壩。在現有的各種防滲技術(shù)當中,劈裂灌漿防滲加固技術(shù)運用最為廣泛,比較符合現實(shí)的需要,具有多、快、好、省的特點(diǎn),是最適用且效率最高的技術(shù)之一。
二、劈裂灌漿
1、劈裂灌漿技術(shù)的施工工藝
劈裂灌漿技術(shù)方案最主要的特點(diǎn)是造價(jià)低、施工快。劈裂灌漿的主要施工工藝是:施工過(guò)程中沿壩軸線(xiàn)布孔,由于壩體小主應力大體上沿壩軸線(xiàn)分布,施工過(guò)程中利用灌漿壓力沿壩軸線(xiàn)將壩體劈裂,然后灌入泥漿構造漿體防滲帷幕,在構造帷幕的同時(shí)還消除了壩體中原本存在的裂縫和洞穴等壩體隱患,也就是說(shuō)在防滲的同時(shí)還達到了加固的目的,這種施工工藝即簡(jiǎn)便易行又經(jīng)濟合理。
灌漿材料采取就近原則,這樣就可以有效降低工程成本,同時(shí)還減少了對壩體周?chē)h(huán)境的污染理由。劈裂灌漿技術(shù)另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是在構造新施工技術(shù)的同時(shí)不需要釋放原有的壩體應力,這一優(yōu)點(diǎn)使得劈裂灌漿技術(shù)有很廣的適用范圍。這一特點(diǎn)是劈裂灌漿技術(shù)與其他技術(shù)的區別所在,其它防滲技術(shù)大多數采用的是制作新的防滲體這一策略,而不是對原有的壩體進(jìn)行恢復,這種做法首先造成一種浪費,然后新做的防滲體的斷面無(wú)法與原有的防滲體進(jìn)行調節,防滲效果不佳。綜上所述,在對各種防滲技術(shù)進(jìn)行對比以后可以發(fā)現,劈裂灌漿技術(shù)無(wú)論是在施工工藝、工程造價(jià)還是在防滲效果方面都要優(yōu)于其它策略,值得大力推廣。
2、我國劈裂灌漿技術(shù)的發(fā)展
在我國,目前劈裂灌漿技術(shù)的主要作用對象為低壩,80 年代通過(guò)大量的實(shí)踐證明了壓力劈裂壩體灌漿的可行性,同時(shí)在實(shí)踐過(guò)程中劈裂灌漿工藝合理、機理明確、灌漿質(zhì)量好、施工速度快,經(jīng)濟效益好等優(yōu)點(diǎn)被逐步證明。劈裂灌漿被大力推廣并得到進(jìn)一步的研究,取得了豐富的研究成果。劈裂灌漿技術(shù)發(fā)展到現在已經(jīng)相當的成熟,該技術(shù)現在主要的作用對象為均質(zhì)壩和心墻壩,而且對壩體質(zhì)量交叉,壩體存在裂縫或空隙、下游坡漏水,甚至存在滲透變形的壩體也同樣適用。單劈裂灌漿并不是適用于所有的情況,以下幾種情況就不適用:一是粗砂及卵礫石壩基,二是壩體存在滑坡裂縫,三是斜墻壩和面板堆石壩。這些壩體都不適用于劈裂灌漿技術(shù)。
三、灌漿設計
文章以某一中型水庫為例對灌漿設計進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。對于水庫圍壩而言,解決壩體與壩基接觸面的滲漏是灌漿防滲加固的重點(diǎn),主要目的是防止壩體和壩基的滲透破壞。灌漿的試述小議水利工程中堤壩加固防滲施工技術(shù)同時(shí)還對圍壩壩體進(jìn)行了加固,相當于間接增加了水庫的蓄水能力。
3.1 灌漿孔布置
根據圍壩的實(shí)際情況,布設兩排孔平行壩于軸線(xiàn)。主排孔與前壩肩相距2 米,鉆孔深度8米,深入壩基的深度為3米,這種結構的主要目的是為了滿(mǎn)足壩體和壩基的防滲要求,構造漿體防滲帷幕。主排孔與副排孔相距3米,鉆孔深4米,這樣就能使得壩體產(chǎn)生濕陷固結,達到改善和調整壩休內部應力狀態(tài)的目的。主排孔和副排孔間距均設計為4米,然后在施工過(guò)程中將主排孔最終孔距加密到2米。
3.2 裝液材料和灌裝質(zhì)量
保證灌漿質(zhì)量最重要條件就是必須選用合適的漿液。對漿液的一般要求主要有:穩定性高、可灌性好、析水固結快,最終形成的漿體具有防滲性能強的特點(diǎn)。在很多工程施工中,結合壩體特點(diǎn)為便于就地取材會(huì )將灌漿土料選擇為粉質(zhì)壤土。對灌漿的質(zhì)量要求主要把握好以下幾個(gè)方面:①主排孔形成豎直連續的漿體防滲帷幕;②有效防滲帷幕厚度15cm 以上;③漿體的干容重1.609/cm3;④漿體的滲透系數1×10- 6cm/s。劈裂灌漿的過(guò)程是先壓密后劈裂,土體和漿液的作用過(guò)程可分為三個(gè)步驟:第一:初始鼓泡壓密,第二:劈裂流動(dòng),最后是被動(dòng)土壓力階段。
四、灌漿施工
在灌漿的時(shí)候所采用的原則是先兩邊后中間的原則,內外坡的兩排孔最先灌漿,這兩排孔完工三到五天后,水分會(huì )逐漸滲透,應力會(huì )得到調整,此時(shí)再進(jìn)行中間一排孔的成孔和灌漿。
第一、隨著(zhù)成孔和灌漿的逐步增加,在灌漿過(guò)程中應采用間隔成孔和灌漿的策略,如果采用一次性成孔有可能產(chǎn)生穿孔現象。
第二、灌漿施工過(guò)程中,采用鉆孔一次鉆孔到位、自下而上分段、孔內純壓式拔管灌漿工藝,孔內灌漿分段的長(cháng)度一般為二到三厘米,一個(gè)孔分為兩段灌漿,先對孔的下段(孔深二到三米)進(jìn)行純壓式灌漿,待達到灌漿結束標準后,再拔管對上段進(jìn)行純壓式灌漿。
第三、灌漿材料:灌漿材料是指為了達到防止滲漏增加承載能力、及提高構筑物整體性能等效果,在高壓作用下注入巖石、地層或構筑物的孔洞、縫隙里的流體材料。在施工中一般采用黏土和水泥的混合材料進(jìn)行灌漿,黏土和水泥的配比為9:1;這樣配比的灌漿既有粘土漿的漿液穩定性好的優(yōu)點(diǎn),也有水泥漿的結石強度高的優(yōu)點(diǎn),這里一定要注意比例理由,水泥的比例并不是越高越好,為了達到工程實(shí)際效果黏土和水泥的比例必須要嚴格制約,灌漿材料以就近原則為宜,土料以粉質(zhì)黏土或重粉質(zhì)壤土為最佳,根據相關(guān)規范要求做相關(guān)試驗檢測土料場(chǎng)土樣作,檢測土料的有機質(zhì)含量、顆粒組成、容質(zhì)量、堿性物質(zhì)含量、塑性指數、液限等是否滿(mǎn)足施工的具體要求。
堤壩劈裂灌漿施工專(zhuān)業(yè)性強、施工要求高。單憑一個(gè)好的灌漿設計是無(wú)法達到好的灌漿質(zhì)量的,還需要高質(zhì)量高經(jīng)驗的施工隊伍的施工配合。施工隊伍必須具有對灌漿施工過(guò)程進(jìn)行全面監測的能力和手段,在整個(gè)灌漿的過(guò)程中,對灌漿工程進(jìn)行全面監測,發(fā)現異常及時(shí)向建設和設計單位反映情況,并能及時(shí)地采取正確的處理措施,使隱患消滅在萌芽之中。
參考文獻:
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