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浅谈水库堤坝防渗施工与防治措施

2015-10-21李桂森

基层建设 2015年34期
关键词:防治水利工程

李桂森

高州市水利电力建筑工程公司 525200

摘要:水库堤坝工程一直是一项有利于国家的发展和社会进步的工程,它的建设不仅和广大人民的生活有着息息相关的联系,还能够在发生洪涝和水灾的时候起到一定的积极作用。但是水库经过长时间的使用,会不断受到水流的冲刷和侵蚀,日积月累,堤坝就会出现这样那样的问题。在所有的问题当中,堤坝的渗漏是最严重的问题,它给堤坝的质量带来了最直接的影响,也阻碍了水库的继续使用。所以,要重视水库堤坝防治,提高防渗漏技术,实现水库质量。

关键词:水利工程;水库堤坝;渗施;防治

引 言

水库无论是在防洪抗旱方面,还是在农业灌溉、工业发电、生活用水方面都起到了不可替代的作用。然而,由于水库堤坝渗漏,严重阻碍了水库上述功能的发挥,明显降低了水库的生态效益和经济效益。为了做好水库防渗漏工作,需要进一步地提高施工技术,有效避免堤坝渗漏。

一、工程实例

1.1工程概况

某 水 库 最 大 坝 高 度 为 31 m,坝 顶 高 程 为180. 00 m,坝项宽度为 2 m,长1 658. 31 m。正常蓄水时的水位为198 m,死水位是199. 37 m,防洪限制水位是199. 37 m,议讨洪水位为 1985 m,校核洪水位为198. 9 m。

水利枢纽工程主坝是沥青混凝土砂砾石组成,黏土心墙堆石和黏土心墙砂砾石组成左右副坝。溢洪道采用岸坡开敞式,电站厂房则为河床式。由于使用多年,在坝体上可以观察到许多纵横交错的裂缝,这些裂缝直接导致了渗漏。

1.2 渗漏现状分析

水库大坝土质均匀,在大坝基础部分发现有侧漏现象,而且十分严重。该大坝当初在施工过程中,没有把基础清理干净,导致坝体与基础接触的地方发生渗漏现象。在坝体与基础接触层之间有一层 20cm 厚的腐殖土,该腐殖土主要是由一些腐殖质、植物根系、砾石和砂石等杂质组成,因此,该土层具有含水量大、强度低且呈流塑性的特点,是透水层。在主河槽段,大坝基础处的砂岩表面风化程度较强,在筑坝时,这些被破碎风化的砂岩没有被清除,也导致了层面和接触面渗水。

由于在坝基的砂岩中会存在一些节理裂隙和层间泥化夹层,水库中的蓄水就会通过这些裂隙流出,造成渗水。

综上所述,这次的防渗处理范围包括坝基一到三层,前两层是土层,所以采用高喷灌浆法,而第二层则采用帷幕灌浆法,两种灌浆法结合使用。

图1 水库渗漏途径示意图

二、混凝土防渗墙施工技术

混凝土防渗墙施工技术是一种垂直型的防渗施工技术,主要使用于粒状地层防渗工程中。通过混凝土防渗墙施工技术,不仅能够使地基具有永久性的防渗作用,而且对存在漏水现象和出现险情堤坝起到良好的防渗效果,保证了堤坝运行的安全。其施工流程如下:

2.1 浇筑混凝土型截水墙

主要是利用锯槽成墙的施工工艺,首先在先导孔内利用锯槽机中刀杆,并以一定倾斜角度,进行反复性的上下切割操作,并慢慢向前移动。混凝土的防渗墙主要依据建筑物透水地基对其基底所要求的防渗性,以获取混凝土防渗墻的相关施工参数。

2.2 对混凝土面进行有效处理

混凝土的防渗面和基础面作为防渗施工的重要组成部分,在整个防渗工程质量方面起着至关重要的作用。由于混凝土的防渗面主要是采取高压水枪和人工凿毛进行处理的,所以,必须将混凝土表面残留的浮皮、废渣及浮浆等杂物彻底清除干净,使其表面保持清洁和干净。然后将冷底子油涂抹在混凝土表层,需涂抹两遍,并保证涂抹均匀。

2.3 测量与放线

施工人员可以通过布置测量导线或者利用布置测量网,明确混凝土防渗墙施工轴线上的每个控制点,然后对混凝土防渗墙施工轴线进行有效的测量。先导孔通过地质性的回转钻机和金钻头型的套管固壁,获取所需的地质芯样,并对其地层界线进行详细探明,明确不透水地层的界线,掌握每个地层的地质状况。

2.4 模板的架立工艺

混凝土防渗墙目前主要是由钢板制作而成的,并利用 U 形卡将模板固定和连接,模板两边应预先平起,并填筑适量的过渡料,为了防止模板架立产生下沉、层热等问题,必须采取垫钢筋的固定措施,以避免模板两边过渡料在回填压实的过程中,出现模板变形或者位移的现象,确保混凝土防渗墙设计宽度保持不变。

三、帷幕灌浆防渗施工技术

帷幕灌浆防渗技术主要通过配合比设计,形成具有良好胶凝性及流动性的水泥浆液,并利用钻孔将其压进岩层裂缝内,当浆液胶结硬化之后,能够使堤坝岩基强度有所提高,堤坝岩基抗渗性有所改善。其施工流程如下:成孔工艺、冲洗与试压、灌浆工艺和封孔工艺。

3.1 成孔工艺

成孔作为帷幕灌浆防渗施工的重要工序,对其施工质量及施工进度起着至关重要的作用。在放置钻机和安装钻架前,必须将施工场地清理干净,并保证施工场地平整,然后依据工程实际情况铺设地板,搭设钻孔所需的平台,保证钻机安置稳固性和准确性,使得钻杆、灌浆孔及钻机平台形成一条直线。当钻机安置结束后,对钻机及相关设备进行试验,保证钻机及相关设备处于良好的运行状态。

在钻孔前,应对钻杆、钻机及相关零部件进行详细检查,禁止使用已经弯曲或者变形的设备。除此之外,因为金钻头成孔中的间隙很小,钻头水口过窄,所以,需要充足的泵压和泵量才能达到良好的冷却及冲洗效果。

3.2 冲洗与试压

当成孔完成后,需利用导管和高压水流,对孔底和孔壁进行连续性的冲洗,直至孔底回水澄清,单孔冲洗时间在30 min以上,串通孔所用时间在2 h以上,孔底沉渣厚度应 <20 cm。

缝隙冲洗压力是灌浆压力的 80%,当缝隙冲洗结束后,需对水压进行试验,水压试验方法主要以单点法为主,试验压力也是灌浆压力的 80%。

3.3 灌浆工艺

若灌浆工艺遵循的是从下至上的分段施工原则,在相对压力条件下,若其注入率在0. 4 L/min以下,则应连续灌注30 min;若注入率在1 L/min以下,则需连续灌注1 h。若灌浆工艺遵循的是从上至下的分段施工原则,连续灌注时间必须增加30 min或者1 h。在灌注过程中,必须对进浆与回浆的比重进行实时测量。若回浆浓度较大,则需重新设置进浆与回浆比重,然后再进行灌浆。如果灌浆效果依然不佳,可延长灌浆时间。

3.4 封孔工艺

当灌浆完成后,可采取压力灌浆或者置换灌浆封堵措施进行封孔。按照5∶1配合比,水泥浆与孔内浆液进行置换,并将孔中灌浆管道取出,再通过高压灌浆对相同配合比的水泥浆进行压实,并做好详细的记录。

四、高喷灌浆防渗施工技术

高压喷射灌浆防渗施工技术主要是利用高压射流形成的冲击作用,对堤坝、坝基的覆盖层造成干扰,并灌入适量的水泥浆,水泥浆与灌注地层中的土颗粒相互掺混,最终形成防渗效果良好的墙体。其施工流程如下:喷射角度、浆液配合比、扰动地层结构、稳固地层结构、灌浆工艺和浆液

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