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水利工程中堤壩加固防滲施工技術(shù)
發(fā)布時間:2014-08-03
摘要:隨著時間的推移,由于各種客觀的理由,堤壩或多或少的都出現(xiàn)一些滲漏的理由,結(jié)合實際情況選擇合理的施工方案加固防滲是水利建設(shè)單位首要解決的理由,文章主要簡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(shè)計
  由于歷史的理由,現(xiàn)有的水工建筑大部分都已修建多年,加上舊時的施工技術(shù)還不夠完善,導(dǎo)致部分水工建筑存在滲漏等安全隱患,因此對這些大壩進行加固防滲施工迫在眉睫,同時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,在文章中進行簡要的分析。
  一、當前我國堤壩的狀況
  我國水資源豐富,水庫數(shù)量全世界排第一,其中大、中、小水庫加起來有9萬余座之多,水岸堤防共計27萬余千米,這些水利工程在經(jīng)濟建設(shè)和抗洪抗旱方面起到了非常大的作用。隨著時間的流逝,很多水壩年久失修,存在著一定的安全隱患,既不能為經(jīng)濟建設(shè)做出應(yīng)有的貢獻,也無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)生的大壩事故進行分析,事故發(fā)生理由大致可以歸結(jié)為以下幾類:滲漏管破損導(dǎo)致滲漏約占31.7%,壩體裂縫導(dǎo)致滲漏約占25.3%,運轉(zhuǎn)年份長且年久失修導(dǎo)致事故發(fā)生的約占14.2%,由于大壩護坡坍塌導(dǎo)致事故發(fā)生的約占6.5%,其他理由導(dǎo)致事故發(fā)生約占11.4%。以上分析中得出:對理由大壩進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單,造價低廉,效率高的防滲技術(shù)來處理這些理由大壩。在現(xiàn)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(xiàn)實的需要,具有多、快、好、省的特點,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)方案最主要的特點是造價低、施工快。劈裂灌漿的主要施工工藝是:施工過程中沿壩軸線布孔,由于壩體小主應(yīng)力大體上沿壩軸線分布,施工過程中利用灌漿壓力沿壩軸線將壩體劈裂,然后灌入泥漿構(gòu)造漿體防滲帷幕,在構(gòu)造帷幕的同時還消除了壩體中原本存在的裂縫和洞穴等壩體隱患,也就是說在防滲的同時還達到了加固的目的,這種施工工藝即簡便易行又經(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,同時還減少了對壩體周圍環(huán)境的污染理由。劈裂灌漿技術(shù)另一個優(yōu)點就是在構(gòu)造新施工技術(shù)的同時不需要釋放原有的壩體應(yīng)力,這一優(yōu)點使得劈裂灌漿技術(shù)有很廣的適用范圍。這一特點是劈裂灌漿技術(shù)與其他技術(shù)的區(qū)別所在,其它防滲技術(shù)大多數(shù)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行恢復(fù),這種做法首先造成一種浪費,然后新做的防滲體的斷面無法與原有的防滲體進行調(diào)節(jié),防滲效果不佳。綜上所述,在對各種防滲技術(shù)進行對比以后可以發(fā)現(xiàn),劈裂灌漿技術(shù)無論是在施工工藝、工程造價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 年代通過大量的實踐證明了壓力劈裂壩體灌漿的可行性,同時在實踐過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)點被逐步證明。劈裂灌漿被大力推廣并得到進一步的研究,取得了豐富的研究成果。劈裂灌漿技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)相當?shù)某墒,該技術(shù)現(xiàn)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(shè)計
  文章以某一中型水庫為例對灌漿設(shè)計進行簡要分析。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,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)同時還對圍壩壩體進行了加固,相當于間接增加了水庫的蓄水能力。
  3.1 灌漿孔布置
  根據(jù)圍壩的實際情況,布設(shè)兩排孔平行壩于軸線。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(jié)構(gòu)的主要目的是為了滿足壩體和壩基的防滲要求,構(gòu)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(jié),達到改善和調(diào)整壩休內(nèi)部應(yīng)力狀態(tài)的目的。主排孔和副排孔間距均設(shè)計為4米,然后在施工過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(wěn)定性高、可灌性好、析水固結(jié)快,最終形成的漿體具有防滲性能強的特點。在很多工程施工中,結(jié)合壩體特點為便于就地取材會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方面:①主排孔形成豎直連續(xù)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(shù)1×10- 6cm/s。劈裂灌漿的過程是先壓密后劈裂,土體和漿液的作用過程可分為三個步驟:第一:初始鼓泡壓密,第二:劈裂流動,最后是被動土壓力階段。
  四、灌漿施工
  在灌漿的時候所采用的原則是先兩邊后中間的原則,內(nèi)外坡的兩排孔最先灌漿,這兩排孔完工三到五天后,水分會逐漸滲透,應(yīng)力會得到調(diào)整,此時再進行中間一排孔的成孔和灌漿。
  第一、隨著成孔和灌漿的逐步增加,在灌漿過程中應(yīng)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(xiàn)象。
  第二、灌漿施工過程中,采用鉆孔一次鉆孔到位、自下而上分段、孔內(nèi)純壓式拔管灌漿工藝,孔內(nèi)灌漿分段的長度一般為二到三厘米,一個孔分為兩段灌漿,先對孔的下段(孔深二到三米)進行純壓式灌漿,待達到灌漿結(jié)束標準后,再拔管對上段進行純壓式灌漿。
  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(gòu)筑物整體性能等效果,在高壓作用下注入巖石、地層或構(gòu)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(wěn)定性好的優(yōu)點,也有水泥漿的結(jié)石強度高的優(yōu)點,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(jù)相關(guān)規(guī)范要求做相關(guān)試驗檢測土料場土樣作,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(shù)、液限等是否滿足施工的具體要求。
  堤壩劈裂灌漿施工專業(yè)性強、施工要求高。單憑一個好的灌漿設(shè)計是無法達到好的灌漿質(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程進行全面監(jiān)測的能力和手段,在整個灌漿的過程中,對灌漿工程進行全面監(jiān)測,發(fā)現(xiàn)異常及時向建設(shè)和設(shè)計單位反映情況,并能及時地采取正確的處理措施,使隱患消滅在萌芽之中。
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