摘要:采用防渗施工技术对大中型水库大坝进行除险加固,是当前水利工程施工中的常见技术。以灌浆技术为例,根据材料的使用和施工步骤的不同,就可以分为多种类型,例如劈裂灌浆、团结灌浆、高压喷射灌浆等。本文结合实际案例,对水库大坝的除险加固防渗技术方法进行分析。
关键词:水利工程;除险加固;防渗技术
随着我国经济建设的规模不断扩大,水利工程的建设规模也在增大,但是随着使用年限的增多,很多水利工程使用多年后,出现了坝体和基础部分渗透的问题,降低了水利工程的防洪标准。因此,为了强化工程排险和实施加固,对于水利工程出现渗漏的原因进行分析,提出相应的渗透控制策略,目前较为常见的技术就是渗透墙和灌浆技术。
1、工程案例
某水库工程由大坝、导流泄洪隧洞、溢洪道、输水隧洞和灌溉渠道组成。水库设计坝高65.5m,总库容2707.30万m3,新建和改造西干渠20.002km,属新建中型水库。由于水利工程项目中出现了施工缝、变形缝等,混凝土振捣不密实,止水带没有固定牢靠,造成大面积的渗水,底板由基面四周向基坑排水,导致基坑的水位增长,有的还出现了混凝土上的蜂窝孔,带来更大面积的排水和渗水现象。
2、除险加固防渗设计处理
2.1大坝坝体、坝肩采用了灌浆技术
混凝土的灌浆施工技术关键,根据施工原材料的类型,利用其中的并稀盐酸丙烯酰胺等材料,将水溶性的聚氨酯化学灌浆材料使用灌浆机械直接灌注到混凝土缝中,合成灌浆材料,然后采用浆液的水溶化的特点,采用灌浆处理技术,进行网状裂缝的开凿,形成V型槽,然后采用环氧树脂的方法进行灌浆的嵌入,最后得到了结构合成一体的效果[1]。
采用灌浆施工技术在水利工程基础施工中是常见技术。这一技术的工作原理是利用自上而下的灌浆方法,进行灌浆的循环施工,技术特点是不需要等待凝固就能进行下一道工序。
灌浆施工技术的原理是,根据施工现场具体状况,对建筑施工现场的具体状况进行相关的要求,创造条件设计并且要防止施工部位发生侧压力,导致侧渗漏发生,做好灌浆的帐幕工程的建设,对浆液流动的质量等进行控制和设计,有效加固水利水电基础工程,广泛应用在水利水电工程基础设施建设上,同时开发出新的诱导灌浆技术,如电渗化学灌浆施工技术[2]。
2.2防渗墙技术
例如链斗法成墙工艺施工步骤是,开槽机前进,开挖沟槽,进行泥浆护壁。链斗式开槽机将斜放的排桩下放到成墙的深度,排桩上的旋转链斗取土,该工艺适用于粘土、砂土以及粒径小于槽厚的并且含量小于百分之三十的砂砾石地层,一般开槽宽度为16到50厘米,深度10到15米。薄型抓斗成墙工艺,采用泥浆护壁,最大的成墙深度可以达到40米。薄型抓斗挖土开槽工艺适用于粘土、砂土以及卵石沙砾的含量以及粒径在一定范围的土层。浇筑完成后塑性混凝土或者用自凝灰会形成薄壁防渗墙。防渗墙可以将坝基上游的基础灌浆廊道的作用利用好,一般设置为一字形排列的样式,保证蓄水位正常,根据两岸的山体走向进行扩大,保证河床坝基的位置的透水率达到q2Lu,山体和水垫塘透水率达到q4Lu[1]。
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坝基防渗墙施工方法:
坝基进行防渗墙的施工,采用单排孔,孔径91mm,排距1.0米,,孔距2m,灌浆深度为深入3Lu线以下,按深入3lu线、孔距2米,孔深加以控制,孔位偏差不大于10cm;灌浆浆液采用42.5高抗硫酸盐水泥制备的纯水泥浆液进行帷幕灌浆3排。灌浆水灰比分别为5:1、3:1、2∶1、1∶1、0.8∶1、0.5∶1六个比级;,分三序施工。灌浆结束标准为注入率小于或等于0.4L∕min后,延续60min结束。
防渗墙底部帷幕灌浆施工:
因地质原因,在进行防渗墙施工时,为保证坝基防渗的整体完整性,新增坝控制性进行防渗墙底部的帷幕灌浆,根据现场确定的控制灌浆施工技术要求包括底部帷幕灌浆梅花形布置,共布置5排,孔深为深入岩石1.0m,孔距1.0m,排距1.0m,灌浆施工依据“分序加密”的原则,分两序施工,即先进行Ⅰ序孔,然后Ⅱ序孔施工。
3、灌浆技术质量系统控制要点
3.1中采用灌浆技术,需要注意几个步骤:首先,在进行钻孔施工的时候,应该进行钻孔施工的过程的设置,例如,先对钻孔的长度进行控制,将长度保持在1.5迷倒2.5米之间,宽度控制在75毫米以内,钻孔施工结束后,将孔内的残渣和水加以清理后,实行灌浆施工。浆液的制备采用无塞灌浆施工技术,通常状况下,浆液的含水量在30%以下最为适宜,同时对于注浆管的选择也要注意,浆液支撑后,为了保证可泵性以及保水性,还要进行养护。采用无缝钢管和钻杆的材料,将注浆管的空隙当做回浆管,在内壁进行循环灌浆[2]。这种灌浆施工,施工工序为:
插入回浆管,灌浆后进行循环灌浆,提钻施工,然后完成灌浆的分段施工,采用提钻和更换钻具的方法,进行灌浆段的灌浆施工后,不需要等待凝固后在进行施工,而可以马上进行灌浆段的施工,缩短工期的同时,保证施工的质量。
3.2采用优化的原则,将施工控制工艺和方法进行综合的考量,使用工程费用理想的运用方法进行有效的控制。根据现场施工以及自然规律,减少能源的浪费和费用的支持,合理设计灌浆系统,对基础灌浆施工进行费用控制,目的是降低灌浆施工中的费用,提高灌浆施工建设的效益。例如在建筑块的运输过程中,对抗混凝土的拉裂的现象,所有的操作要围绕着平面进行。采用垫木加以固定,拆模的时候避免偏动浇筑前湿润模板,将脚手架固定在吊装的模块上,,控制拆模的过程,控制好预留孔中心管腔的平值,处理好混凝土板材的叠加次序,预应力管桩的构件,设置暗梁加固牵引绳,
3.4在工程准备阶段,优化材料配比,选取优质的钢筋材料等,可以有效规避裂缝的发生。如进行大体积混凝土施工时,技术人员必须对混凝土材料配比进行掌控,保证混凝土的防水性,同时注意对钢筋等原材料进行选取、施工和安装等技术环节的掌控,选取符合混凝土强度的材料,根据实际情况在施工中不断进行优化,以达到减少裂缝的目的。
施工过程中,例如进行裂缝灌注施工,如水坝上的厚混凝土,水工结构的岩石结构等,可以采用硅酸盐水泥砂浆的方法来进行密闭,环氧树脂作为灌注的常用材料,具有较高的机械强度,其特性为采用化学侵袭的方法,将树脂灌入到裂缝中。在搅拌、运输、捣振等过程中使混凝土拌合物出现泌水的现象、养护不到位的现象、切缝措施不合理的现象,带来的裂缝形成,在桥梁工程中比较常见。当混凝土表层输送收缩加大,产生混凝土毛细管孔后,养护和保水的目的就是让混凝土的表面始终保持湿润状态,以达到养护的目的。
3.5拌合混凝土的原材料的分布如果不均匀的话,会导致拌合物的夹生和水化不充分的问题。而且通过持续的搅拌,包括运输过程中的搅拌,才能保证拌合物的凝固、提高混凝土活性和质量。认真做好压水实验,采用吸渗反应定理、劈裂判别定理等等进行灌浆质量的高低与灌入能力、强度和可塑性等的计算,选用合适的灌浆材料进行施工,并对施工后的养护工作加以重视。
4、结语
灌浆技术的关键是进行浆材的配比,配比应严格按照灌浆法要求的配比数值进行配比,对灌浆中常用材料:水泥粉煤球,结合裂缝的情况和产生原因进行分析。在施工中,当灌浆达到饱和状态的时候,对于灌浆的标准,按照规定的灌浆的压力要求数值确定灌浆量后,再对情况特殊的前提下应该进行针对性的调整。
参考文献:
[1]王帅.探究水利水电工程施工灌浆技术[J].建筑工程技术与设计,2017,(9):2145-2145.
[2]张勇.水工结构细微裂缝化学灌浆技术[J].长江科学院院报,2017,(7):121-125.
论文作者:黄山
论文发表刊物:《防护工程》2018年第3期
论文发表时间:2018/6/6
标签:混凝土论文; 防渗墙论文; 技术论文; 浆液论文; 材料论文; 裂缝论文; 坝基论文; 《防护工程》2018年第3期论文;