水利工程防滲處理施工技術(shù)應用的探析

　　[論文關(guān)鍵詞]工程 水利除險加固 灌漿處理

　　[論文摘要]結合工作經(jīng)驗,對常用的各種防滲處理方式、方法進(jìn)行整理,并結合小型水利水電樞紐工程的現狀提出當前適用性較高的防滲方法。
　　
　　
　　我國的小型水利水電樞紐工程為數眾多,它們分布廣,壩型多樣,發(fā)揮著(zhù)防洪減災的重要作用,同時(shí)為灌溉生產(chǎn)和人民生活用水以及用水提供水源。然而,由于它們多屬于特殊時(shí)期的產(chǎn)物,而且經(jīng)過(guò)多年的運行,其中許多工程都不同程度存在一些病險問(wèn)題,屬于水利行業(yè)的重點(diǎn)關(guān)注對象。這些工程的主要病險有:(1)防洪標準偏低,達不到現行有關(guān)規范,標準要求。(2)壩體、壩基多有滲漏、滲透破壞等。(3)工程物老化失修。這些病險不僅造成水利水電樞紐工程不能正常運行,不能充分發(fā)揮其效益,而且還嚴重威脅到下游人民生命財產(chǎn)的安全,因此急需進(jìn)行除險加固處理。病險水利水電樞紐工程最主要的病征是滲透問(wèn)題,有地基(包括壩肩)滲透和壩體滲透。根據不同的壩型、壩基和病因情況,應采取不同的處理方法。常用的是防滲墻和灌漿。
　　
　　一、防滲墻類(lèi)型及其特點(diǎn)
　　
　　防滲墻一般要求墻體厚度小、滲透系數低、柔性強、耐久性好及單位面積造價(jià)低。防滲墻施工有多頭深層攪拌水泥土、鋸槽法、鏈斗法、薄型抓斗、射水法和倒掛井法等成墻工藝。
　　(一)多頭深層攪拌水泥土成墻工藝
　　多頭深層攪拌樁機一次多頭鉆進(jìn),把水泥漿噴入土體并攪拌,使土體與水泥漿液混合固結成一組水泥土樁,樁與樁搭接形成水泥土防滲墻,目前最大成墻深度為22m,水泥土滲透系數<10cm/s,抗壓強度>0.3MPa。其優(yōu)點(diǎn)是施工簡(jiǎn)便、無(wú)泥漿污染、造價(jià)較低,適用于粘土、砂土、淤泥和砂礫層(砂礫直徑小于5cm)。實(shí)踐證明,多頭深層攪拌水泥土防滲墻防滲效果明顯,在地下防滲工程中質(zhì)量可靠,最、最有效,具有一定發(fā)展前景。
　　(二)鋸槽法成墻工藝
　　在先導孔中,鋸槽機的刀桿以一定的傾角一邊作上下往復切割運動(dòng),一邊以0.8-1.5m/h的速度(根據地層狀況)向前移動(dòng)開(kāi)槽;被鋸切割下來(lái)的土體可由反循環(huán)或正循環(huán)方式的排渣系統排出槽外,并采用泥漿護壁。澆筑塑性混凝土,形成寬度為0.2-0.3m的防滲墻體。鋸槽機由行走底盤(pán)、動(dòng)力及傳動(dòng)系統、刀桿及支架加壓系統、排渣系統、起重設施及電氣控制系統組成;傳動(dòng)方式有式與液壓式2種。以不同規格的刀桿進(jìn)行組合,開(kāi)槽寬度可達0.2-0.5m、深度達到40m。鋸槽法的優(yōu)點(diǎn)是連續成槽、工效高、墻體連續、質(zhì)量好,并且成墻深,適應于粘土、砂土和卵石粒徑小于100mm的砂礫石地層;還可以采用自凝灰漿、固化灰漿形成不同強度和抗滲指標的防滲墻。
　　(三)鏈斗法成墻工藝
　　由鏈斗式開(kāi)槽機排樁上的旋轉鏈斗取土,同時(shí)將斜放的排樁下放到成墻深度,開(kāi)槽機前進(jìn)開(kāi)挖溝槽,并采用泥漿護壁,其澆筑混凝土方法類(lèi)似鋸槽法。鏈斗式開(kāi)槽機的開(kāi)槽寬度為16-50cm,深度可達10-15m。適應于粘土、砂土和粒徑小于槽厚的、含量小于30%的砂礫石地層。
　　(四)薄型抓斗成墻工藝
　　采用斗寬為0.3m的薄型抓斗挖土開(kāi)槽,泥漿護壁,澆筑塑性混凝土或用自凝灰漿形成薄壁防滲墻,最大成墻深度可達40m。適用于粘土、砂土及卵石和砂礫的含量與粒徑在一定范圍內的土層。
　　(五)射水法成墻工藝
　　射水法成墻設備主要由造孔機、混凝土攪拌機和澆筑機組成。利用造孔機成型器內的噴嘴,射出高速水流來(lái)切割土層,成型器上下運動(dòng)切割修整孔壁,采用泥漿護壁,正循環(huán)或反循環(huán)出渣。槽孔形成后,澆筑水下混凝土或塑性混凝土,形成薄壁防滲墻。成墻厚度為0.22-0.45m,深度可達30m.成墻垂直精度可達1/300,適應于粘土、砂土和粒徑小于100mm的砂礫石地層。在1998年罕見(jiàn)的特大洪水過(guò)后,在長(cháng)江、贛江、鄱陽(yáng)湖等國內重要堤防加固工程中,射水法得到廣泛采用,取得了較好的效益。
　　
　　二、灌漿類(lèi)型及其特點(diǎn)
　　
　　土石壩壩體、壩基防滲處理中灌漿方法主要有均質(zhì)土壩及寬心墻壩的壩體劈裂灌漿、高壓噴射灌漿、壩基卵礫石層防滲帷幕灌漿等。
　　(一)土壩壩體劈裂灌漿
　　土壩壩體劈裂式灌漿是運用壩體應力分布規律,用一定的灌漿壓力,將壩體沿壩軸線(xiàn)方向劈裂,同時(shí)灌注合適的泥漿,形成鉛直連續的防滲泥墻,從而堵塞漏洞、裂縫或切斷軟弱層,提高壩體的防滲能力,并通過(guò)漿、壩互壓和濕陷,使壩體內部應力重分布,提高壩體變形穩定性。針對裂縫的局部灌漿,在可能有裂縫的區域,均勻布置類(lèi)似固結灌漿的灌漿孔群;對壩體施工質(zhì)量差,甚至出現上下游貫通的橫縫,一般應做全線(xiàn)的劈裂灌漿。我國廣東省寶樹(shù)水庫用土壩壩體劈裂灌漿技術(shù)來(lái)解決土壩壩體的滲漏問(wèn)題,結果表明灌漿后壩體密實(shí)度得到提高,滲透系數降低,背水坡濕潤滲水現象消失,壩體滲流量減少70%以上。
　　(二)高壓噴射灌漿
　　高壓噴射灌漿防滲是借助于高壓水泥漿液射流沖擊破壞被灌地層結構,使水泥漿液與被灌地層土顆粒摻混,形成壁狀固結體而起防滲作用。根據被灌地層結構和防滲要求不同,又分為定噴、擺噴和旋噴。高壓噴射灌漿防滲處理的優(yōu)點(diǎn)是:設備簡(jiǎn)單、工效高、料源廣、造價(jià)低,搭接防滲的效果好。缺點(diǎn)是:機具較多、對條件的要求較高,控制不好易在較大(>200mm)顆粒背后形成漏噴現象。
　　(三)卵礫石層防滲帷幕灌漿
　　卵礫石層的防滲帷幕灌漿大都采用粘土為主加少量水泥的混合漿液進(jìn)行灌注,不同于在巖石中灌漿。卵礫石層灌漿難以形成自立的鉆孔,故常采用套閥式灌漿、循環(huán)鉆灌閥跟管灌漿、打管灌漿的方法。因受地質(zhì)條件的限制,不能有效控制漿液的填充范圍,為達到相對較高的防滲標準,常需采用3排以上的灌漿孔。隨著(zhù)防滲墻技術(shù)的日益成熟,目前較少采用該方法,僅用于當灌漿作為補充勘探的手段,同時(shí)兼顧防滲處理,可以更加準確地針對發(fā)生集中滲漏的地點(diǎn),通過(guò)少量的灌漿使問(wèn)題得到解決的情況下。
　　(四)控制性灌漿
　　控制性灌漿是近年來(lái)提出的一種改進(jìn)型灌漿工藝,是對傳統灌漿工藝的一種調整,通過(guò)控制漿液壓力和流量,在保證質(zhì)量和效果的前提下,有效控制灌漿范圍,節約時(shí)間和。
　　
　　三、結論
　　
　　綜上所述,小型水電樞紐工程除險加固,多可以采用防滲、灌漿的方法得到有效處理。針對小型水利水電樞紐工程的不同特點(diǎn),采取不同的方法。高壓噴射灌漿技術(shù)具有開(kāi)挖量小、占地少、設備簡(jiǎn)單、灌漿工效高、造價(jià)低、對臨近物影響小的特點(diǎn),應用較廣。

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