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【摘 要】 本文主要从水库除险加固的基本方法、水库除险加固工程施工技术、防渗墙施工技术、质量控制等方面进行了探讨。
【关键词】 水库;除险;加固
一、前言
我国水资源丰富,水库的数量逐渐递增,水库不仅可以给城市农村居民提供生活用水,还可以用来发电以及泄洪。
二、水库除险加固的基本方法
水库除险点多、面广,病险严重的直接威胁着国家和人民生命财产的安全,水库除险加固治理工作责任重大,任务艰巨。水库大多建于20世纪60、70年代,经过几十年的运行,大部分水库淤积严重,现有库容不足设计库容的1/3,建筑物更是常年失修,起不到調蓄水情的作用,部分水库已经无法运转。通过对水库进行除险加固,改善和恢复其蓄水、防洪等功能,确保水库安全运行,使之真正发挥兴利除害的作用。
水库除险加固治理的施工质量高低直接关系到工程的安全运行和效益的发挥,水库除险加固治理的施工质量控制尤为重要水库除险加固的基本方法主要是坝体加固、建筑物改造等。坝体加固主要提高坝体的安全防洪能力,增加有效库容,提高水库调蓄水量的能力。一般包括直接在原坝上加高、坝前培厚加固加高、坝后培厚加固加高以及坝前坝后同时培厚加高,一般比较简单,只要处理好与原坝接茬,清除腐殖土,严格控制填土的含水量、填土厚度、碾压压实度。水库建筑物改造主要是提高工程调控能力,建筑物改造对水库安全运行至关重要。坝前培厚加高和建筑物改造是目前水库除险加固工作的重点,也是病险水库除险加固比较常用的方法。
三、水库除险加固工程施工技术
1.机械挖土工程施工技术
主要施工顺序:施工准备→场地清理→挖装与运输→边坡修整→验收。
(一)施工准备:根据施工图纸进行实地放样,在开挖边线、开挖起讫点、弯道顶点插立标杆,使标志明显、清晰;
(二)场地清理:将开挖工程区域内的全部树桩、树根、杂草、垃圾、动物巢穴(白蚁穴)及监理人指明的其他东西进行清理,采用人工配合推土机清除地表杂草、植被及杂物等,人工砍除树木,反铲挖掘机挖除树桩。边坡上的树根、植被应全部挖除。
(三)挖装与运输:采用边开挖边装车的办法作业,对不能直接装车的开挖土,临时堆放在岸坡阶地上,并及时装车运离现场。不准堆放在边坡边上。
(四)边坡修整:在挖土过程中,逐渐形成边坡轮廓,并至少留取20cm的边坡保护土层,待人工开挖。
2.填土施工技术
土料开采和运输:坝体土料在设计指定土料场的开采,土料采用液压反铲挖掘机开挖,自卸车运输。测量放样:填筑前,测量放样,根据设计图纸及现场试验确定的填筑厚度、每层松铺厚度测放出每层的填筑范围和填筑高程控制桩,为保证边坡的压实度,每层边坡超填50cm,在填筑完成后修整。土料摊铺及碾压:土料沿坝身全宽范围、平行。坝轴线方向,自下而上水平分层填筑。开采的土料运至坝面,均匀卸料,采用推土机按松铺厚摊铺集料,压路机碾压密实。质量检查:每一填土层按规定参数施工完毕,并经监理人检查合格后,才能继续铺筑上一层。土方填筑高温施工技术措施:夏季温度较高、气候干燥时,土层表面水分蒸发较快,所以在铺料与压实表面都适当洒水湿润,以保持施工含水量。
3.坝体复合土工膜防渗技术
土工膜采用复合土工膜。铺设由坝脚死水位以上开始,由低处向高处施工作业。防渗土工膜铺设整个上游坝面。铺设土工膜前,先在坝脚处经验收过的基槽内浇筑C15砼锚固墙,浇筑锚固墙时作好埋件预埋。砼浇筑达70%强度以后,基槽内铺设土工膜并用压板固定。铺设与回填、压土同步进行,回填铺土采用人工作业,铺土厚25cm,铺土后人工用木板拍实。淤积层土工膜前沿锚固部分,铺膜与膜两侧填土同步。铺设好的土工膜应保证平、直、顺、无皱拆。土工膜相邻块拼接采用现场黏结,搭接长度30cm。黏结前先进行黏结剂比较,黏结后的抗拉强度,延伸率以及施工工艺等试验。
四、防渗墙施工技术
防渗墙地下施工时噪音低、震动小,可在复杂条件下施工,可昼夜施工,加快施工速度;由于防渗墙施工技术对不同的土层结构有不同的处置办法,所以它对施工条件要求没有太多的限制;比较安全、可靠:防渗墙施工技术是很小的施工场地进行对主体进行微创修补和维护,不会有大规模的施工操作,其接头的连接性好,渗透系数可达10—7Cm/s以下。
1.深层搅拌桩连续造墙技术
深层搅拌桩连续造墙技术就是采用多轴或者单轴深搅水泥浆液和泥土,然后凝结成柱的施工技术。其原理就是:用深搅桩机钻孔到事先测定的预定深度,通过钻杆或者直接向孔内注入水泥浆液,然后用专用的搅拌钻杆进行强制搅拌作业,使水泥浆液和泥土搅拌均匀,凝结成桩柱,连续施工互相搭接城墙,用这样的方法起到防渗透的作用。
深层搅拌成墙技术由于要用钻头打孔到渗透部位,所以必须在软土基上进行施工,也有较强的实用性。施工处理后也能满足承载能力和防渗透能力需求。此施工技术主要适用于软土基和少量的砾石土层,但是在砾石为主和有机质含量较高的泥土慎用。
2.液压开槽机开槽法连续造墙施工技术
开槽法连续造墙技术的原理就是:使用开槽机开除一个连续规则沟槽,在槽内填充按照设计要求的墙体材料,形成不同的抗压强度和薄壁防渗透墙,达到消除空洞、渗透和裂缝等危害坝体的安全隐患的目的。
3.射水法连续造墙施工技术
射水法连续造墙技术就是用射水法造墙机进行地下连续施工造墙,此项技术在我国坝体除险加固工程得到广泛运用。其原理就是:使用造墙机成形器的喷水嘴射出高速水流,来对土层进行切割并对土层结构进行有规则的破环,然后使水土混合物溢出或者使用泵抽出,在连续切割的同时用专用道具切割修整出符合规定的尺寸的槽孔,最后用砼浇筑机筑建成砼单槽板或钢筋砼单槽板,在按照平接法,建成地下砼连续墙。
五、质量控制
1.施工过程质量控制
施工中,施工方质检员会同监理工程师及业主等有关人员对成槽、清孔、混凝土浇筑3个主要环节的各项质量指标进行了现场检验、检测、质量检查。土坝坝体填筑质量差,坝脚排水设施损坏,坝基为全强风化片麻岩,处理不完善,下游坝脚沼泽化,渗水冒砂。根据土坝渗流和坝坡稳定安全复核,在校核洪水工况下土坝浸润线和下游坝坡出逸点高程较高,坝坡出现散浸现象,下游坝坡出选点和坝脚的最大渗透比降较大,有可能发生渗透破坏。
施工过程中对浇筑混凝土均进行了机口取样,以检查混凝土的物理性能,本次防渗墙施工混凝土抗压共取样43组,其中28d最大强度值为10.6MPa,最小强度值为7.9MPa,抗压强度合格率为100%,样本标准差S=0.13MPa,离差系数0.01,强度保证率100%;14组抗渗试件的抗渗标号均>W6,满足设计要求。取弹性模量试块2组,分别为8600MPa和9800MPa,均满足<15000MPa的设计要求值。
2.原材料检测
混凝土拌和前,对原材料中的水泥、细骨料(天然砂)、粗骨料(小石)及掺和料(膨润土、减水剂)由建管、监理及施工单位三方见证取样送到第三方试验室检测,检测结果合格,满足混凝土拌和质量要求。
3.墙体检测
业主指定第三方检测机构对防渗墙墙体进行质量检测,检测结果全部合格。
六、结束语
在水库除险加固工程的施工中,施工人员应该严格按照施工标准来进行,除险加固可以给整个水库的质量带来提升,也可以增加水库的使用年限,节省预算。
参考文献:
[1]钮新强.水库病害特点及除险加固技术.岩土工程学报.2010-01-15.
[2]严祖文;魏迎奇;唐春海.病险水库除险加固技术研究综述.中国科技信息.2009-08-15.
[3]薛化斌;李梅;路辉.病险水库除险加固问题及对策.山东水利职业学院院刊.2009-12-30.
【关键词】 水库;除险;加固
一、前言
我国水资源丰富,水库的数量逐渐递增,水库不仅可以给城市农村居民提供生活用水,还可以用来发电以及泄洪。
二、水库除险加固的基本方法
水库除险点多、面广,病险严重的直接威胁着国家和人民生命财产的安全,水库除险加固治理工作责任重大,任务艰巨。水库大多建于20世纪60、70年代,经过几十年的运行,大部分水库淤积严重,现有库容不足设计库容的1/3,建筑物更是常年失修,起不到調蓄水情的作用,部分水库已经无法运转。通过对水库进行除险加固,改善和恢复其蓄水、防洪等功能,确保水库安全运行,使之真正发挥兴利除害的作用。
水库除险加固治理的施工质量高低直接关系到工程的安全运行和效益的发挥,水库除险加固治理的施工质量控制尤为重要水库除险加固的基本方法主要是坝体加固、建筑物改造等。坝体加固主要提高坝体的安全防洪能力,增加有效库容,提高水库调蓄水量的能力。一般包括直接在原坝上加高、坝前培厚加固加高、坝后培厚加固加高以及坝前坝后同时培厚加高,一般比较简单,只要处理好与原坝接茬,清除腐殖土,严格控制填土的含水量、填土厚度、碾压压实度。水库建筑物改造主要是提高工程调控能力,建筑物改造对水库安全运行至关重要。坝前培厚加高和建筑物改造是目前水库除险加固工作的重点,也是病险水库除险加固比较常用的方法。
三、水库除险加固工程施工技术
1.机械挖土工程施工技术
主要施工顺序:施工准备→场地清理→挖装与运输→边坡修整→验收。
(一)施工准备:根据施工图纸进行实地放样,在开挖边线、开挖起讫点、弯道顶点插立标杆,使标志明显、清晰;
(二)场地清理:将开挖工程区域内的全部树桩、树根、杂草、垃圾、动物巢穴(白蚁穴)及监理人指明的其他东西进行清理,采用人工配合推土机清除地表杂草、植被及杂物等,人工砍除树木,反铲挖掘机挖除树桩。边坡上的树根、植被应全部挖除。
(三)挖装与运输:采用边开挖边装车的办法作业,对不能直接装车的开挖土,临时堆放在岸坡阶地上,并及时装车运离现场。不准堆放在边坡边上。
(四)边坡修整:在挖土过程中,逐渐形成边坡轮廓,并至少留取20cm的边坡保护土层,待人工开挖。
2.填土施工技术
土料开采和运输:坝体土料在设计指定土料场的开采,土料采用液压反铲挖掘机开挖,自卸车运输。测量放样:填筑前,测量放样,根据设计图纸及现场试验确定的填筑厚度、每层松铺厚度测放出每层的填筑范围和填筑高程控制桩,为保证边坡的压实度,每层边坡超填50cm,在填筑完成后修整。土料摊铺及碾压:土料沿坝身全宽范围、平行。坝轴线方向,自下而上水平分层填筑。开采的土料运至坝面,均匀卸料,采用推土机按松铺厚摊铺集料,压路机碾压密实。质量检查:每一填土层按规定参数施工完毕,并经监理人检查合格后,才能继续铺筑上一层。土方填筑高温施工技术措施:夏季温度较高、气候干燥时,土层表面水分蒸发较快,所以在铺料与压实表面都适当洒水湿润,以保持施工含水量。
3.坝体复合土工膜防渗技术
土工膜采用复合土工膜。铺设由坝脚死水位以上开始,由低处向高处施工作业。防渗土工膜铺设整个上游坝面。铺设土工膜前,先在坝脚处经验收过的基槽内浇筑C15砼锚固墙,浇筑锚固墙时作好埋件预埋。砼浇筑达70%强度以后,基槽内铺设土工膜并用压板固定。铺设与回填、压土同步进行,回填铺土采用人工作业,铺土厚25cm,铺土后人工用木板拍实。淤积层土工膜前沿锚固部分,铺膜与膜两侧填土同步。铺设好的土工膜应保证平、直、顺、无皱拆。土工膜相邻块拼接采用现场黏结,搭接长度30cm。黏结前先进行黏结剂比较,黏结后的抗拉强度,延伸率以及施工工艺等试验。
四、防渗墙施工技术
防渗墙地下施工时噪音低、震动小,可在复杂条件下施工,可昼夜施工,加快施工速度;由于防渗墙施工技术对不同的土层结构有不同的处置办法,所以它对施工条件要求没有太多的限制;比较安全、可靠:防渗墙施工技术是很小的施工场地进行对主体进行微创修补和维护,不会有大规模的施工操作,其接头的连接性好,渗透系数可达10—7Cm/s以下。
1.深层搅拌桩连续造墙技术
深层搅拌桩连续造墙技术就是采用多轴或者单轴深搅水泥浆液和泥土,然后凝结成柱的施工技术。其原理就是:用深搅桩机钻孔到事先测定的预定深度,通过钻杆或者直接向孔内注入水泥浆液,然后用专用的搅拌钻杆进行强制搅拌作业,使水泥浆液和泥土搅拌均匀,凝结成桩柱,连续施工互相搭接城墙,用这样的方法起到防渗透的作用。
深层搅拌成墙技术由于要用钻头打孔到渗透部位,所以必须在软土基上进行施工,也有较强的实用性。施工处理后也能满足承载能力和防渗透能力需求。此施工技术主要适用于软土基和少量的砾石土层,但是在砾石为主和有机质含量较高的泥土慎用。
2.液压开槽机开槽法连续造墙施工技术
开槽法连续造墙技术的原理就是:使用开槽机开除一个连续规则沟槽,在槽内填充按照设计要求的墙体材料,形成不同的抗压强度和薄壁防渗透墙,达到消除空洞、渗透和裂缝等危害坝体的安全隐患的目的。
3.射水法连续造墙施工技术
射水法连续造墙技术就是用射水法造墙机进行地下连续施工造墙,此项技术在我国坝体除险加固工程得到广泛运用。其原理就是:使用造墙机成形器的喷水嘴射出高速水流,来对土层进行切割并对土层结构进行有规则的破环,然后使水土混合物溢出或者使用泵抽出,在连续切割的同时用专用道具切割修整出符合规定的尺寸的槽孔,最后用砼浇筑机筑建成砼单槽板或钢筋砼单槽板,在按照平接法,建成地下砼连续墙。
五、质量控制
1.施工过程质量控制
施工中,施工方质检员会同监理工程师及业主等有关人员对成槽、清孔、混凝土浇筑3个主要环节的各项质量指标进行了现场检验、检测、质量检查。土坝坝体填筑质量差,坝脚排水设施损坏,坝基为全强风化片麻岩,处理不完善,下游坝脚沼泽化,渗水冒砂。根据土坝渗流和坝坡稳定安全复核,在校核洪水工况下土坝浸润线和下游坝坡出逸点高程较高,坝坡出现散浸现象,下游坝坡出选点和坝脚的最大渗透比降较大,有可能发生渗透破坏。
施工过程中对浇筑混凝土均进行了机口取样,以检查混凝土的物理性能,本次防渗墙施工混凝土抗压共取样43组,其中28d最大强度值为10.6MPa,最小强度值为7.9MPa,抗压强度合格率为100%,样本标准差S=0.13MPa,离差系数0.01,强度保证率100%;14组抗渗试件的抗渗标号均>W6,满足设计要求。取弹性模量试块2组,分别为8600MPa和9800MPa,均满足<15000MPa的设计要求值。
2.原材料检测
混凝土拌和前,对原材料中的水泥、细骨料(天然砂)、粗骨料(小石)及掺和料(膨润土、减水剂)由建管、监理及施工单位三方见证取样送到第三方试验室检测,检测结果合格,满足混凝土拌和质量要求。
3.墙体检测
业主指定第三方检测机构对防渗墙墙体进行质量检测,检测结果全部合格。
六、结束语
在水库除险加固工程的施工中,施工人员应该严格按照施工标准来进行,除险加固可以给整个水库的质量带来提升,也可以增加水库的使用年限,节省预算。
参考文献:
[1]钮新强.水库病害特点及除险加固技术.岩土工程学报.2010-01-15.
[2]严祖文;魏迎奇;唐春海.病险水库除险加固技术研究综述.中国科技信息.2009-08-15.
[3]薛化斌;李梅;路辉.病险水库除险加固问题及对策.山东水利职业学院院刊.2009-12-30.