李秀荣

(牡丹江市水务科学研究院，黑龙江 牡丹江 157000)

电渗技术在吹填泥袋坝固结中的应用研究

李秀荣

(牡丹江市水务科学研究院，黑龙江 牡丹江 157000)

在一些水利工程建设过程中，常常需要将所建设的水工建筑物延伸到水中，例如港口码头建设中，码头就需要伸出一部分到水中。类似于这种水工建筑物在沿海地区更为常见。由于在施工建设中需要场地保持干场状态，因此必须要想办法将水隔到施工场地之外，这就需要进行修筑挡水围堰。挡水围堰的施工质量会直接影响到水利工程施工进度和施工质量，因此积极研究挡水围堰施工技术方法是很有必要的。而吹填泥袋坝就是一种较为常见的的围堰形式。文章论述了电渗技术在吹填泥袋坝固结施工中的具体应用，以供参考。

电渗技术；吹填泥袋坝；固结；施工；应用

在以往的围海造地、码头建设、滩涂开发等工程建设施工中，常常会采用土石、竹笼、草土进行围堰，近些年也有些地方采用混凝土与钢板桩进行围堰。但是这些围堰形式和方法都不是很完善，在具体的应用中会存在一定的问题，例如防渗效果差、成本高、费时、施工难度大等。而吹填泥袋坝的围堰形式则可以很好地弥补这些不足，提高围堰施工质量，尤其是在将电渗技术应用到吹填泥袋坝的固结施工中后，更是大大地提高了挡水围堰施工技术水平，应用效果较高，值得大力推广应用在相关工程建设中。

1 吹填泥袋坝在围海围堰中的应用概述

在围海围堰工程中，将海水隔挡在工程场地之外是实现工程施工的首要条件。但是要在海水中实现围堰施工，难度相对较大。吹填泥袋坝的围堰形式，不仅体现在其施工方便，而且其固结速度快，施工成本低，能够在很大程度上抵抗水流的冲刷。具体来讲，吹填泥袋坝就是以泥袋为筑坝材料所形成的坝体，这种泥袋所充填的物质必须要满足一定的粒径要求。在实际的应用中，这种围堰形式虽然可以取得很好地应用效果，但是其对渗透系数的要求较大，一般均要求其≥10-3cm/s。

为了能够进一步完善吹填泥袋坝的施工技术，使其的应用范围进一步的扩大。施工技术人员在实践中进行了多次改进和试验，发现将电渗技术引入到泥袋吹填坝施工中，将会很好的提升围堰施工技术水平，弥补其缺陷和不足。 这是因为采用电渗技术之后，可以将泥袋中的填充物的粒径要求放宽，即采用颗粒较细的海湾泥来替代粗颗粒填充物，这样就可以使其更快的固结，渗透系数也大大提升，这不但能够降低泥袋填充物的整体成本，而且还可以使吹填泥袋坝固结的更快，抗冲刷能力更强，从而有效地提高围堰工程的安全性。

2 电渗技术在吹填泥袋坝固结中的应用试验研究

2.1 加固机理

将电渗技术应用到吹填泥袋坝固结中的主要加固机理是：在施工中，通过对吹填泥袋中的土体施加一定的直流电，可以使其中的水从阳极逐渐转移到阴极，从而达到排水效果[1]。这种技术方法就成为电渗技术，由于电渗技术对土体的颗粒大小没有特殊要求，所以土体可以采用粒径较小颗粒。这样也有利于吹填泥袋坝更快速的固结。

2.2 试验概况

1)要确定试验区的土体性质，本试验中所选择的土体是伊利石类的土质，该土质具有失水收缩、遇水膨胀的特点，且这类土体的粒径较小，一般都在0.55mm左右，且其渗透系数为1.6×10-17cm/s，固结系数为3.52，平均孔隙比为1.65。比较适合作为吹填泥袋坝的填充物。

2)要进行电极制备。在本试验中，电极的阳极是以圆钢为材料，长度为3.0m。电极的阴极则是以镀锌铁管为材料，并且对其进行了一定的开孔处理。

3)要对电极进行合理的布置。通常情况下，电渗技术在对软基进行加固处理时，电极都是呈竖向排列的。但是在本次试验中技术人员将其进行调整，采取了横向排列的方法，具体为行间不错开的方形排列方式。

2.3 试验成果分析

在一切布置完毕之后，分别进行了4组试验。每组试验完成后方可进行下组试验。以下以第4组试验为例，对其试验结果进行分析。

1)排水量随时间的变化。各组排水量在试验前期呈直线上升，在一定时间后，排水量趋于平缓，继续升压后，排水量增大，之后趋于平缓，直到试验结束[2]。

2)电流随时间的变化。在试验过程中，总体上电流随时间的延长而降低：①由于土体含水量减小引起土体电阻增大；②阳极被逐渐腐蚀，导电性降低。

3)土体含水量的改变。土体经加固后含水量明显降低，阳极处含水量降低值大于阴极处，阴、阳级连线上土体含水量降低值大于两阴极中间与两阳极中间连线上土体。土样含水量低于液限，但未降至塑限。阴极处含水量较高的主要原因是阴极排水采用自流方式，水在电流作用下流到阴极后，部分滞留在阴极，不能全部排出。

4)土体十字板抗剪强度的变化。土体的十字板抗剪强度有了很大的提高，且阳极处大于阴极处。

5)土体沉降随时间变化情况。由最终沉降在土体表面分布看出，阳极处土体沉降较大高于两阳极中间土体沉降。

2.4 试验现象分析

1)在电渗技术正式开始应用之后，即通电一段时间后，在阳极部位发现了一些裂缝，又继续通电一段时间后，该裂缝逐渐沿着阳极不断扩大，最后甚至使土体和槽壁分离开来。技术人员在对这一现象进行分析后，认为这是因为通电后阳极附近的土体产生了一定的负孔隙水压力，使得土体间的应力不断增大，从而引起土体开裂现象。

2)在电渗技术的应用中，发现阳极材料会随着通电时间的延长而不断的被腐蚀，从而重点减轻，但是阴极则会逐渐变厚加重，这是因为阳极会逐渐被电解，而阴极中因为有钙质沉淀而逐渐加重。阴极的钙质积累越多，对排水效果的影响就越大。

3)通电过程中，阳极周围会出现一定的红锈，这是因为铁离子被电解出来产生离子交换反应，并与周边土体结合成胶结物而引起的。

4)通电后阳极圆钢材料表面会出现一定的气泡，阴极土体附近也会有气泡排出，这是因为在通电期间阳极与阴极有气体产生，阳极为氯气，阴极为氢气。

5)试验结束断电后，发现阳极部位的土体强度要大于阴极部位土体。并且因为水电解反应的作用，阴极部位所排出的水均为强碱水。

2.5 试验中的注意事项

土的排水强度取决于电流密度，当电流密度较小时，土体排水量不足以满足固结要求;当电流密度过大时，靠近阳极土开始干燥，会出现裂缝，使电极与土体脱开，从而减小了电流，影响了土体中水的排出。要达到较好的排水效果，需控制适当的电流。

3 结 语

经过本文中所论述的试验，可以得知在围堰工程施工中，采取电渗技术和吹填泥袋坝施工技术相结合的施工技术方法是非常可行且高效的。其能够迅速地实现坝体的固结，并且施工方便，经济安全，非常适合在类似的工程施工中采用。并且相信随着工程施工技术水平的不断提升，基于电渗技术的吹填泥袋坝围堰形式将会在工程中有更广泛的应用。

[1]田清玉.围堰的种类和施工技术[J].吉林农业，2013(18)：88.

[2]于健,诸葛爱军,刘建军,等.电渗法软基加固现场试验研究[J].中国港湾建设，2014(01)：26-31.

1007-7596(2014)12-0201-02

2014-04-12

李秀荣(1965-)，女，牡丹江人，工程师。

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