摘要:在我国现代化建设速度不断加快,可利用水资源长期处于短缺状态,为了提高水资源利用率,预防干旱、洪涝等灾害,水利水电工程迎来了发展机遇,工程数量和规模不断增加,由于大部分施工处于水下作业,防渗要求较高。水利水电工程的防渗处理不到位很容易发生渗水问题,在浪费水资源的同时,还会降低水利水电工程的稳定性。防渗墙技术由于其突出的稳定性优势,被越来越多地应用在堤坝、闸坝等施工中。
关键词:水利水电;混凝土;防渗墙;应用;措施
1防渗墙施工技术
概述防渗墙是一种修筑于松散透水层、土石坝中起到防渗作用。防渗墙技术最早起源于20世纪50年代的欧洲,因其技术结构可靠、防渗效果良好,且适用于各类地层环境,施工简便、造价较低,特别是对坝基渗漏与坝后流土问题的防治效果良好,因此在国内外都得到了广泛的应用,我国水利水电覆盖层与土石围堰等防渗压力的防渗处理首选就是防渗墙。防渗加固是处理病险水库大坝的主要工程措施,常用的防渗加固技术包括灌浆防渗加固与防渗墙加固技术。其中高强度的混凝土或塑性混凝土防渗墙技术在堤坝工程除险加工中得到广泛应用,且取得了较好的效益,同时高强度混凝土防渗墙也存在因高弹性模量造成墙体的问题。
1水利水电工程中混凝土防渗墙的分类
1.1桩柱式混凝土防渗墙
桩柱式混凝土防渗墙是水利水电工程中一种常见的防渗墙类型,通过大型的冲击型钻头或其他方式钻出直径较大的钻孔,使用水泥浆或者套管进行护壁处理,然后将混凝土回填,由单桩逐个连接形成连续的防渗墙。由于桩孔分布的影响,桩柱式混凝土防渗墙之间存在一定的差异性,这种工艺不容易出现塌孔现象,易成墙,但是工程进度相对较慢,由于接缝较多其整体性能略差。水利水电工程为土石坝地基时,为了使防渗墙取得更好的防渗效果,可以采用连锁或者搭接方式来提高墙体厚度,从而提高防护能力,需要注意的是,这种施工方式难度系数较高,需要严格控制工程质量。
1.2槽板式混凝土防渗墙
在桩柱式防渗墙的基础上衍生出了槽板式防渗墙,根据单元槽连接方式,也可以分为搭接型和连锁型两种连接方式。通过槽板将桩孔连接形成墙体,有效减少封缝数量,使墙体的整体性得到了提升。在一些情况比较特殊的水利水电工程中,槽板式混凝土防渗墙发挥了非常重要的作用。区别于桩柱式混凝土防渗墙的是槽板混凝土防渗墙采用了大型的冲击钻头,联合抓斗进行开槽挖孔,然后向孔内关注泥浆,当泥浆强度满足要求后在回填混凝土,制成连续的防渗墙。通常,槽板式混凝土防渗墙的槽孔长度控制在5米至9米之间,如果工程却有特殊要求,可以适当延长槽孔长度,减少防渗墙接头数量,提高墙体的防渗效果。
1.3板桩灌注混凝土防渗墙
板桩灌注混凝土防渗墙主要通过振冲法将钢板桩固定到地基上,管底设置活门,钢板桩边远焊接小管,当桩体达到预计深度后,通过液压拔桩器将钢板缓慢取出。同时防渗材料通过桩体焊接的小管填充到孔内,形成连续的防渗墙。板桩灌注混凝土防渗墙是一种新型防渗施工技术,由于其换换相扣的优势,大大提升了防渗墙的可靠性,在许多水利水电工程防渗处理方面取得了显著的成效。
2混凝土防渗墙施工技术在水利水电工程中的具体应用
2.1超薄混凝土防渗墙施工技术
超薄混凝土防渗墙在施工前需要将泥浆灌注到预制的导向孔内,灌注过程应注意控制水平面,一般应低于导墙面30厘米左右。用于灌注的泥浆是由烧碱和膨胀土混合调配而成,黏粒含量在50%以上,塑性指数不低于20,含沙量不得超过5。沿着导墙使用抓斗进行挖槽,完成后应仔细清理孔内杂物,避免残留物影响灌浆效果,防止孔壁坍塌,灌浆时应注意速度控制,使泥浆平稳连续地灌入槽内,应严格检验所有泥浆的性能,确保符合相关要求后才能使用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆常用的防渗墙接头处理办法就是管上抹油或者包裹薄膜,接头焊接管径通常在330毫米左右,壁厚在100毫米左右,槽体成型后,为了减小混凝土和管壁之间的摩擦力,还需要在接头管壁上适当涂抹润滑油,或者在表面包裹塑料薄膜来解决摩擦问题,然后将接头管放到指定深度。混凝土超薄防渗墙技术在实践中取得了很好的效果,已经被广泛地应用在水利水电工程防渗施工中。
2.2塑性混凝土防渗墙施工技术
塑性混凝土防渗墙由于其极限应变大、弹性模量低、对土石坝形变适应性强、和易性好、抗压能力强、节约水泥用量、施工成本低、墙体连续且厚度均匀、整体性好、耐久性强等诸多优点,近年来得到了广泛应用。这种防渗墙主要使用的是含有膨胀土和黏土的新型材料,有效提升了墙体抗渗效果,弥补了传统防渗墙的很多不足之处。为了优选出合适的泥浆循环工艺,确定槽段长度等技术参数,需要在施工前仔细勘察现场地质、土质、地层以及水文条件,摸清墙体位置是否存在障碍物,准备工作就绪后,开挖导向槽,槽的宽度应大于防渗墙的宽度,根据上部土层的实际情况确定深度,导向槽应与防渗墙的中心线保持一致,采用方便快捷、安全高效的造孔方式,防止因造孔环节质量失控而影响防渗墙的质量,孔槽应严格按照预定部位设置,尽可能减少墙段间的接头数量,后将泥浆浇筑到孔槽壁进行保护并注入混凝土。为了确保防渗墙满足工程需求,在条件允许的情况下应进行试验研究,确定混凝土的配合比,提高防渗墙的防渗性能。
3混凝土防渗墙施工技术控制难点与预防措施
3.1塌孔预防
为了及时预防槽孔崩塌,在施工现场应当及时准备相应的材料,比如水泥与黏土等,用来堵漏。发生塌孔的原因有多个方面,有可能是泥浆性能没有达到要求,也有可能是潮汐过程中水位差发生变化,导致落水压力不稳定,还有可能是施工不当,比如提钻过程中碰撞孔壁等。操作人员应实时注意槽孔内浆面的变化,及时处理漏浆现象,防止事故进一步扩大。
3.2墙体断层预防
在浇筑槽孔的过程中,必须制定技术人员测量记录砼面深度,导管埋深应当按照要求进行,避免导管脱离砼面。墙段连接方法包括接头管法、切削法。前者采用无缝钢质接头管,管径略<墙体厚度10mm,确定接头管起拔时间,如果接头管出现拉断,如果接头管难以去除,同时墙体接缝出现问题,则及时利用喷射浆对接头管进行包裹,补救接缝。后者是直接切割掉墙体材料制定部分,形成锯齿状再进行连接,具体切割长度要按照墙体深度来确定,一般控制切削长度与厚度一致。
3.3导管堵管预防
在埋设导管前,仔细检查导管质量,混凝土灌注过程中,采用导管法,如果预防措施没有做好,可能会导致出现导管进水、塞管等问题。对于初始阶段导管进水,可能是因为首批混凝土储量不够,下落后无法完全埋没导管,对此应当提出导管,将散落孔底的混凝土拌吸出,制定解决方案。完善清孔验收工作,包括孔内泥浆性能、孔底淤积厚度、接头刷洗质量、导管间距、终浇高程等内容。
4结束语
水利工程是一项关系国计民生的项目,对国家建设有着极其重要的影响,近年来,水利水电工程无论是数量还是规模上都取得非常大的突破,施工技术方面也不断改进,在工程的关键部位采取先进的新型技术,能够有效提升工程总体质量。在防渗处理方面,混凝土防渗墙发挥了非常重要的作用,在堤坝、水库等基础建设中得到了广泛的应用,混凝土防渗墙的施工技术和质量十分重要,影响着水利水电工程未来的发展。
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论文作者:李增建
论文发表刊物:《基层建设》2019年第12期
论文发表时间:2019/7/19
标签:防渗墙论文; 混凝土论文; 导管论文; 防渗论文; 墙体论文; 泥浆论文; 水利水电工程论文; 《基层建设》2019年第12期论文;