浅谈碴体围堰防渗灌浆技术论文_唐中成

浅谈碴体围堰防渗灌浆技术论文_唐中成

广东省水利水电第三工程局有限公司

摘要:近年来,随着我国政府治理模式的转变,国家不断提升基础工程的建设力度与重视程度,其中尤以水电站等水利工程的建设力度为最,例如葛洲坝工程、三峡工程等。然而在水利工程的建设过程中,仍旧存有一定的施工难点与问题所在,其中较为严重的问题为围堰防渗系数不足问题,对整体水利工程的建设都带来了较强干扰影响。因此,笔者针对上述问题,以碴体围堰防渗灌浆技术为本文切入点,开展以下探讨。

关键词:水利工程;碴体围堰;防渗灌浆;技术研究

在现阶段我国大部分水利工程的建设阶段中,围堰渗透问题一直无法有效完善,对整体水利工程的造价成本、施工进度与施工质量都造成了一定程度的影响。而笔者认为,这一问题的根源所在为,水利工程中土石围堰的填充施工材料之间的空隙空间较多,且在我国水利工程中传统的碴体围堰防渗施工技术应用较为单一,以及存在着架空严重,土石围堰中所填充的浆体无法有效保存等问题。因此笔者为妥善解决上述问题,对各类碴体围堰防渗灌浆技术开展深入研究,具体如下。

一、碴体围堰防渗灌浆技术概述

(一)碴体围堰定义

笔者上述提及,现阶段我国水利工程的主要建设目的与使用用途普遍为水力发电站与水坝水库,因此在这一类水利工程的建设过程中,首要的施工内容为构建碴体围堰,将水利工程周边流经水域进行截流。然而在碴体围堰的构建过程中,施工人员与技术管理人员往往选择将大块石料与小块碎石料、混凝土土快进行组合配置,或是将围堰中心部位填充粘性土,外部两侧部位采用渣石护体两种施工方案。相较而言,第一类围堰施工方案更适用于大型水利水电工程,且水流速度较高的施工前提基础上,而后一类黏心土墙围堰更适用于山区、小型水利水电工程中。

(二)土石围堰主要存在的渗透问题

在现阶段水利工程土石围堰的施工阶段以及整体工程建设过程中,土石围堰都普遍存在着渗透问题,而笔者上述提及,围堰渗透问题的主要根源在于,土石围堰所填充的渣石石块填充比例过高,石块之间的孔隙过多、架空严重,传统的土石围堰填充施工方案已经不适用于当下水利工程的整体施工,而笔者上述提及第二类黏土心墙围堰也存有这一类施工问题,虽然相较而言孔隙较少,但仍旧存在着一定程度的渗透问题。因此笔者认为这一问题的完善应从碴体围堰防渗灌浆技术的应用加以着手。

二、碴体围堰防渗灌浆技术的主要应用技术类型

在现阶段我国水利工程土石围堰的施工阶段中,应用较为常见的防渗灌浆技术主要有三类,分别为混凝土防渗墙技术、高压喷射灌浆技术以及压力灌浆技术,具体阐述如下:

(一)混凝土防渗墙技术

首先,混凝土防渗墙技术在碴体围堰防渗方向中的技术应用原理为:在水利工程土石围堰中架空问题较为严重的地基结构中进行打孔作业,将水泥混凝土向所打孔洞内灌注,并随着水泥混凝土的凝固,在土石围堰的地层内部形成整体的混凝土土墙,从而来减少土石围堰中的孔隙,从而实现提高围堰防渗透性能的施工目的。

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其次,混凝土防渗墙技术的主要应用要点为:第一,相较于其他围堰防渗灌浆技术而言,混凝土防渗墙技术的应用不但需要消耗到大量的混凝土等施工材料,在围堰地层填充石料体积较大时,施工人员与技术管理人员也需要借助相关的施工机械设备进行打孔作业,因此在施工技术造价成本、施工效率等层面上,混凝土防渗墙技术的应用都缺乏较高性价比,不适用于小型水利工程中;第二,在施工人员与技术管理人员向围堰地层浇筑混凝土时,需要着重注意混凝土的浇筑速度与围堰地层所打孔洞的混凝土上升速度,在上升速度过快时,会有一定几率造成围堰开裂;第三,在围堰地层内部架空问题过于严重时,混凝土防渗墙技术的应用也有一定几率造成混凝土流失、孔壁坍塌等施工问题的出现。

(二)高压喷射灌浆技术

首先,高压喷射灌浆技术在碴体围堰防渗方向中的技术应用原理为:施工人员借助于相关的注浆管、高压水泵等施工机械设备,向碴体围堰中的特定位置喷射泥浆,从而实现对围堰石体孔隙的填充,以及破坏围堰表层土体,实现将围堰表层土体与所喷泥浆进行搅拌融合,形成新的整体性的固结体。

其次,高压喷射灌浆技术的主要应用要点为:第一,相较而言,高压喷射灌浆技术更适用于渣石护体、黏土心墙的围堰中,例如砂类土、粘性土、淤泥等地层与泥浆的混合搅拌效果较佳,高压喷射灌浆技术的应用会显著提高围堰的防渗性能。而在主要填充成分为漂石、块石的围堰中,高压喷射灌浆技术的应用不但缺乏围堰表层土体与所喷射的泥浆进行搅拌融合,且泥浆的喷射力度过强,反而会对围堰表层小块石加以过高冲击力;第二,高压喷射灌浆技术并不适用于孔隙较多的围堰中,在这一类围堰中的应用过程中,所喷射的泥浆会通过围堰中的诸多孔隙进行流出,且少部分存有的泥浆也会被水流持续冲刷,无法起到防渗作用。

(三)压力灌浆技术

首先,压力灌浆技术在碴体围堰防渗方向中的技术应用原理为:施工人员与技术管理人员通过借助压力,将浆液通过注浆管等设备注入到围堰地层内部结构中,而浆液由于受到了较强的压力作用力,因此在浆液注入过程中,浆液会对流经的围堰地层内部的碎石、填充土、孔隙、空气等进行较高程度的挤压,并在所挤压空间中浆液逐渐填充,最后在整体上提高围堰地层内部的密实度,减少孔隙空间,实现对围堰防渗性能的提升。

其次,压力灌浆技术的主要技术应用要点为:第一,压力灌浆技术所注入的浆液搅拌材料与浆液材质属性有着特定要求。例如,压力灌浆技术的常用浆液成分为水泥与水玻璃的双重浆液,其中水泥需要配置硅酸盐水泥,水泥在整体浆液中的掺和量应大于7%;第二,相较于高压喷射灌浆技术而言,压力灌浆技术的应用时间较长,浆液在围堰地层内部的灌注时间往往在10H-15hH区间范围内,且在这一过程中,施工人员与技术管理人员很难通过压力灌浆技术来调节灌浆反应,因此压力灌浆技术的应用也缺少稳定性和可控性;第三,压力灌浆技术更适用于黏土心墙围堰的防渗施工中,相较于笔者上述两类防渗灌浆技术而言,压力灌浆技术的应用经验积累较为丰富,且对围堰填充土密实性的提升幅度相比较大,是三类防渗灌浆技术中应用最为成熟、性价比最高的技术。

三、碴体围堰防渗性能的检测技术

为保障水利工程整体施工质量与围堰防渗性能符合施工标准,在防渗灌浆技术应用后,施工人员与工程管理人员应对围堰防渗性能加以检测,而笔者也对现阶段围堰防渗性能的常用检测技术开展以下研究:

第一,围堰基坑抽水检测技术。首先,在围堰防渗灌浆作业结束后,相关检测人员在所灌注浆液、混凝土防渗墙凝结后,借助于抽水水泵对围堰地层进行抽水作业,在所抽水水量到一定程度后,检测人员对围堰周边流通水域的水面高度进行测量,在水面高度出现下降时,代表着围堰防渗性能并不符合预期,而在水面高度未出现下沉时,则代表着围堰防渗性能大体符合施工要求。

第二,围堰超声波检测技术。这一技术的主要检测原理为,检测人员借助于超声波检测仪等相关检测设备,向围堰地层中开展超声波扫描检测作业,通过设备所接受弹回声波的波速来分析围堰地层内部的密实度与孔隙数量。

四、总结

笔者为进一步提高碴体围堰防渗性能,更好的提高水利工程的整体施工质量,因此对上述三类应用较为常见的碴体围堰防渗灌浆技术开展深入分析,并对后续的围堰防渗检测技术进行阐述。

参考文献:

[1]李一模.控制灌浆技术在土石围堰防渗处理中的应用[J].水利水电技术,2016(15):62-65.

[2]张宗刚,李永峰.碴体围堰防渗灌浆技术[J].西北水电,2017(04):91-92+94.

论文作者:唐中成

论文发表刊物:《建筑细部》2019年第8期

论文发表时间:2019/10/18

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