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摘要:提升水库防渗技术的应用是长期研究探讨的问题。本文主要针对水利工程防渗处理施工技术进行了探讨。
关键词:水利工程;防渗处理;施工技术
Abstract: improve the reservoir seepage control technology application is the issue of long-term research. This paper mainly in view of the water conservancy project construction technology of seepage prevention treatment are discussed in this paper.
Keywords: water conservancy project; Anti-seepage treatment; The construction technology
中图分类号:TV文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
水利工程施工在整个水利工程中是比较重要的环节,水利工程质量的好坏也主要取决于这个环节。特别是在施工过程中要注意防渗漏,为了更好的保证施工质量,必须选择适合的施工技术,降低水利工程渗漏事故发生。
一、水利工程防渗处理的技术应用
(一)防渗墙类型及其特点
1、多头深层搅拌水泥土成墙工艺
多头深层搅拌桩机一次多头钻进,把水泥浆喷人土体并搅拌,使土体与水泥浆液混合固结成一组水泥土桩,桩与桩搭接形成水泥土防渗墙,目前最大成墙深度为22m,水泥土渗透系数<10cm/s,抗压强度>0.3MPa其优点是施工简便、无泥浆污染、造价较低,适用于粘土,砂土、淤泥和砂砾层(砂砾直径小于5cm),多头深层搅拌水泥土防渗墙防渗效果明显,在地下防渗工程中质量可靠,投资最经济、最有效,具有一定发展前景。
2、锯槽法成墙工艺
在先导孔中,锯槽机的刀杆以一定的倾角一边作上下往复切割运动,一边以0.8-1.5m/b.的速度(根据地层状况)向前移动开槽,被锯切割下来的土体可由反循环或正循环方式的排渣系统排出槽外,并采用泥浆护壁、浇筑塑性混凝土,形成宽度为0.2-0.3m的防渗墙体、锯槽机由行走底盘、动力及传动系统刀杆及支架加压系统、排渣系统、起重设施及电气控制系统组成;传动方式有机械式与液压式2种,以不同规格的刀杆进行组合,开槽宽度可达0.2-0.5m深度达到40m锯槽法的优点是连续成槽,工效高、墙体连续、质量好,并且成墙深,适应于粘土、砂土和卵石粒径小于lOOmm的砂砾石地层;还可以采用自凝灰浆、固化灰浆形成不同强度和抗渗指标的防渗墙。
3、链斗法成墙工艺
由链斗式开槽机排桩上的旋转链斗取土,同时将斜放的排桩下放到成墙深度,开槽机前进开挖沟槽,并采用泥浆护壁,其浇筑混凝土方法类似锯槽法。链斗式开槽机的开槽宽度为16-50cm,深度可达10-15m。适应于粘土、砂土和粒径小于槽厚的、含量小于30%的砂砾石地层。
4、薄型抓斗成墙工艺
采用斗宽为O.3m的薄型抓斗挖土开槽,泥浆护壁,浇筑塑性混凝土或用自凝灰浆形成薄壁防渗墙,最大成墙深度可达40m。适用于粘土、砂土及卵石和砂砾的含量与粒径在一定范围内的土层。
5、射水法成墙工艺
射水法成墙设备主要由造孔机、混凝土搅拌机和浇筑机组成。利用造孔机成型器内的喷嘴,射出高速水流来切割土层,成型器上下运动切割修整孔壁,采用泥浆护壁,正循环或反循环出渣。槽孔形成后,浇筑水下混凝土或塑性混凝土,形成薄壁防渗墙。成墙厚度为0.22-0.45m,深度可达30m.成墙垂直精度可达1/300,适应于粘土、砂土和粒径小于lOOmm的砂砾石地层。
(二)灌浆类型及其特点
1、土坝坝体劈裂灌浆
土坝坝体劈裂式灌浆是运用坝体应力分布规律,用一定的灌浆压力,将坝体沿坝轴线方向劈裂,同时灌注合适的泥浆,形成铅直连续的防渗泥墙,从而堵塞漏洞裂缝或切断软弱层,提高坝体的防渗能力,并通过浆、坝互压和湿陷,使坝体内部应力重分布。提高坝体变形稳定性、针对裂缝的局部灌浆,在可能有裂缝的区域,均匀布置类似固结灌浆的灌浆孔群;对坝体施工质量差,甚至出现上下游贯通的横缝,一般应做全线的劈裂灌浆我国广东省宝树水库用土坝坝体劈裂灌浆技术来解决土坝坝体的渗漏问题,结果表明灌浆后坝体密实度得到提高,渗透系数降低.背水坡湿润渗水现象消失,坝体渗流量减少70%以上。
2、高压喷射灌浆
高压喷射灌浆防渗是借助于高压水泥浆液射流冲击破坏被灌地层结构,使水泥浆液与被灌地层土颗粒掺混,形成壁状固结体而起防渗作用,根据被灌地层结构和防渗要求不同,又分为定喷摆喷和旋喷高压喷射灌浆防渗处理的优点是:设备简单、工效高、料源广、造价低,搭接防渗的效果好.缺点是:机具较多对地质条件的要求较高.控制不好易在较大(>200mm)颗粒背后形成漏喷现象。
3、控制性灌浆
控制性灌浆是近年来提出的一种改进型灌浆工艺,是对传统灌浆工艺的一种调整,通过控制浆液压力和流量,在保证质量和效果的前提下,有效控制灌浆范围,节约时间和投资。
二、防止渗漏的有效措施
(一)防渗的措施与方法
1、链斗法
链斗法是利用链斗式开槽机排桩对链斗旋转来取土的,还要使斜放的排桩和成墙有一样的深度,并使用开槽机挖沟,用泥浆进行护壁,浇筑混凝土的方法与锯槽法相似。一般情况下,开槽宽度值在16cm-50cm之间,深度值在10m-15m之间。链斗法沙土、砂砾石地层中使用较广。
2、射水法
使用射水法技术时,需要用的设备较多,最重要的是造孔机,可以利用造孔机成型器内的喷嘴喷射出水流对土层进行切割,孔壁的切割、修整通过成型器上下的运动进行,用泥浆进行护壁,经过成型器的运转,循环往复出渣,当形成槽孔后,在使用混凝土搅拌机将其放进孔内,薄壁防渗墙就形成了。其厚度值0.22-0.45m之間,保证深度值至少30m,成墙的垂直精度可达到1/300。这种方法在砂土、粘土及砂砾石地层中应用的较广,特别是1998 年洪灾后,射水法在国内重要堤防加固工程中作用更为显著。
3、锯槽法
使用锯槽法时,要先用锯槽机刀杆反复进行切割,以0.8-1.5m/h的速度向前移动开槽,使其最终出现导孔。切割后多余的土以循环式方法将其排除槽外,并用泥浆进行护壁。这种防渗墙是通过浇筑混凝土的形式形成的。除此以外还要对不同的刀杆进行组合,必须保证槽宽在0.2-0.5m之内,深度值在40m以上。锯槽法的优势是可以连续成槽、质量好、效率高成墙较深,适用于沙土、粘土等。除此以外,还可以用自凝灰浆、固化灰浆增加其强度,使水利工程渗漏得到有效控制。
4、多头深层搅拌水泥土工艺
多头深层搅拌桩机可以一次钻进很多孔中,可以直接把水泥浆喷到土体中实现搅拌,水泥土桩就是通过这种方法把土体和水泥浆液混合在一起的。桩与桩之间进行搭接,从而使水泥土防渗墙形成。目要求水泥渗透系数必须在10cm/s之间,且抗压强度不小于0.3MPa,成墙后深度值保持在22cm之间。这种防渗透方法成本低、施工方便并没有泥浆污染,在沙土、淤泥、砂砾层等原料中使用广泛,在实践中取得了不错的成果。
(二)灌浆措施与方法
1、卵砾石层防渗帷幕灌浆
卵砾石层防渗帷幕灌浆法为了达到更高的标准常用超过三排的灌浆孔进行处理,但是这种灌浆只是作为一种补充勘探手段,对于防渗处理也只是兼顾,并不常用于水利枢纽工程防渗漏中,只是对于集中的渗漏点可以用少量的灌浆的方法进行处理。正常情况下,卵砾石层防渗帷幕灌浆法的灌注方法是把粘土和少量的水泥混合在一起进行的。卵砾石层灌浆法主要包括套阀式灌浆法、打管灌浆法、循环钻灌阀法及管灌浆法。
2、高压喷射灌浆
高压喷射灌浆的机理设计主要是先进行布孔,然后再利用钻机进行钻孔,还要将喷射管放置于管内,但是管内必须包含风管、水泥管及水管。喷射管主要是从孔内通过高压射流冲冲破土体来进行的。并通过喷射流将水泥浆液导入和被冲破的土体搅拌在一起只要将喷嘴向上抬起,水泥浆就会凝固,在地基施工中,依据设计的方向、厚度、深度及结构和地基凝结在一起,使其成为一个稳定的、壁状的凝固体,以达到防渗透的作用。在使用的过程中,可以根据不同的防渗需求和被灌地层的区别采用定喷、摆喷及旋喷等方式进行。这种灌浆法最大的优势是投资少、效率高、原料多、设备广,搭接防渗效果比较好。但是在施工的过程中不得不考虑其劣势条件,它对地质条件要求较高,使用的器具相对较多,在施工过程中,很容易出现漏喷现象。
3、土坝坝体劈裂灌浆
土坝坝体劈裂式灌浆法是以重力灌浆法为依据研究出的霹雳灌浆法,主要是通过一定的压力,将坝体沿着坝轴线小主力面劈开的,然后灌注适当的泥浆,使泥浆和坝面之间形成一股相互作用的压力,重新对坝体内部的应力进行布置,使坝体变形得到有效的控制,如果在加入一定的泥浆可以使坝体湿化,同时也增加坝体的密实度,形成稳定的坝体,增强防渗作用。在具体的施工中,必须明确施工部位,容易出现裂缝的地方,均匀的多布置灌浆孔群,针对裂缝部位进行灌浆;针对水利工程上下游地区坝体质量较薄弱,其容易出现贯通横缝问题,可以对其采用全线劈裂灌浆来实现。
三、结语
在水利工程防渗施工过程中要注意防堵结合,刚柔结合,因地制宜,综合治理的原则,同时结合施工现场的实际情况,选择相对应的施工方法以及合适的材料,最终达到治漏与防水的目的。
关键词:水利工程;防渗处理;施工技术
Abstract: improve the reservoir seepage control technology application is the issue of long-term research. This paper mainly in view of the water conservancy project construction technology of seepage prevention treatment are discussed in this paper.
Keywords: water conservancy project; Anti-seepage treatment; The construction technology
中图分类号:TV文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
水利工程施工在整个水利工程中是比较重要的环节,水利工程质量的好坏也主要取决于这个环节。特别是在施工过程中要注意防渗漏,为了更好的保证施工质量,必须选择适合的施工技术,降低水利工程渗漏事故发生。
一、水利工程防渗处理的技术应用
(一)防渗墙类型及其特点
1、多头深层搅拌水泥土成墙工艺
多头深层搅拌桩机一次多头钻进,把水泥浆喷人土体并搅拌,使土体与水泥浆液混合固结成一组水泥土桩,桩与桩搭接形成水泥土防渗墙,目前最大成墙深度为22m,水泥土渗透系数<10cm/s,抗压强度>0.3MPa其优点是施工简便、无泥浆污染、造价较低,适用于粘土,砂土、淤泥和砂砾层(砂砾直径小于5cm),多头深层搅拌水泥土防渗墙防渗效果明显,在地下防渗工程中质量可靠,投资最经济、最有效,具有一定发展前景。
2、锯槽法成墙工艺
在先导孔中,锯槽机的刀杆以一定的倾角一边作上下往复切割运动,一边以0.8-1.5m/b.的速度(根据地层状况)向前移动开槽,被锯切割下来的土体可由反循环或正循环方式的排渣系统排出槽外,并采用泥浆护壁、浇筑塑性混凝土,形成宽度为0.2-0.3m的防渗墙体、锯槽机由行走底盘、动力及传动系统刀杆及支架加压系统、排渣系统、起重设施及电气控制系统组成;传动方式有机械式与液压式2种,以不同规格的刀杆进行组合,开槽宽度可达0.2-0.5m深度达到40m锯槽法的优点是连续成槽,工效高、墙体连续、质量好,并且成墙深,适应于粘土、砂土和卵石粒径小于lOOmm的砂砾石地层;还可以采用自凝灰浆、固化灰浆形成不同强度和抗渗指标的防渗墙。
3、链斗法成墙工艺
由链斗式开槽机排桩上的旋转链斗取土,同时将斜放的排桩下放到成墙深度,开槽机前进开挖沟槽,并采用泥浆护壁,其浇筑混凝土方法类似锯槽法。链斗式开槽机的开槽宽度为16-50cm,深度可达10-15m。适应于粘土、砂土和粒径小于槽厚的、含量小于30%的砂砾石地层。
4、薄型抓斗成墙工艺
采用斗宽为O.3m的薄型抓斗挖土开槽,泥浆护壁,浇筑塑性混凝土或用自凝灰浆形成薄壁防渗墙,最大成墙深度可达40m。适用于粘土、砂土及卵石和砂砾的含量与粒径在一定范围内的土层。
5、射水法成墙工艺
射水法成墙设备主要由造孔机、混凝土搅拌机和浇筑机组成。利用造孔机成型器内的喷嘴,射出高速水流来切割土层,成型器上下运动切割修整孔壁,采用泥浆护壁,正循环或反循环出渣。槽孔形成后,浇筑水下混凝土或塑性混凝土,形成薄壁防渗墙。成墙厚度为0.22-0.45m,深度可达30m.成墙垂直精度可达1/300,适应于粘土、砂土和粒径小于lOOmm的砂砾石地层。
(二)灌浆类型及其特点
1、土坝坝体劈裂灌浆
土坝坝体劈裂式灌浆是运用坝体应力分布规律,用一定的灌浆压力,将坝体沿坝轴线方向劈裂,同时灌注合适的泥浆,形成铅直连续的防渗泥墙,从而堵塞漏洞裂缝或切断软弱层,提高坝体的防渗能力,并通过浆、坝互压和湿陷,使坝体内部应力重分布。提高坝体变形稳定性、针对裂缝的局部灌浆,在可能有裂缝的区域,均匀布置类似固结灌浆的灌浆孔群;对坝体施工质量差,甚至出现上下游贯通的横缝,一般应做全线的劈裂灌浆我国广东省宝树水库用土坝坝体劈裂灌浆技术来解决土坝坝体的渗漏问题,结果表明灌浆后坝体密实度得到提高,渗透系数降低.背水坡湿润渗水现象消失,坝体渗流量减少70%以上。
2、高压喷射灌浆
高压喷射灌浆防渗是借助于高压水泥浆液射流冲击破坏被灌地层结构,使水泥浆液与被灌地层土颗粒掺混,形成壁状固结体而起防渗作用,根据被灌地层结构和防渗要求不同,又分为定喷摆喷和旋喷高压喷射灌浆防渗处理的优点是:设备简单、工效高、料源广、造价低,搭接防渗的效果好.缺点是:机具较多对地质条件的要求较高.控制不好易在较大(>200mm)颗粒背后形成漏喷现象。
3、控制性灌浆
控制性灌浆是近年来提出的一种改进型灌浆工艺,是对传统灌浆工艺的一种调整,通过控制浆液压力和流量,在保证质量和效果的前提下,有效控制灌浆范围,节约时间和投资。
二、防止渗漏的有效措施
(一)防渗的措施与方法
1、链斗法
链斗法是利用链斗式开槽机排桩对链斗旋转来取土的,还要使斜放的排桩和成墙有一样的深度,并使用开槽机挖沟,用泥浆进行护壁,浇筑混凝土的方法与锯槽法相似。一般情况下,开槽宽度值在16cm-50cm之间,深度值在10m-15m之间。链斗法沙土、砂砾石地层中使用较广。
2、射水法
使用射水法技术时,需要用的设备较多,最重要的是造孔机,可以利用造孔机成型器内的喷嘴喷射出水流对土层进行切割,孔壁的切割、修整通过成型器上下的运动进行,用泥浆进行护壁,经过成型器的运转,循环往复出渣,当形成槽孔后,在使用混凝土搅拌机将其放进孔内,薄壁防渗墙就形成了。其厚度值0.22-0.45m之間,保证深度值至少30m,成墙的垂直精度可达到1/300。这种方法在砂土、粘土及砂砾石地层中应用的较广,特别是1998 年洪灾后,射水法在国内重要堤防加固工程中作用更为显著。
3、锯槽法
使用锯槽法时,要先用锯槽机刀杆反复进行切割,以0.8-1.5m/h的速度向前移动开槽,使其最终出现导孔。切割后多余的土以循环式方法将其排除槽外,并用泥浆进行护壁。这种防渗墙是通过浇筑混凝土的形式形成的。除此以外还要对不同的刀杆进行组合,必须保证槽宽在0.2-0.5m之内,深度值在40m以上。锯槽法的优势是可以连续成槽、质量好、效率高成墙较深,适用于沙土、粘土等。除此以外,还可以用自凝灰浆、固化灰浆增加其强度,使水利工程渗漏得到有效控制。
4、多头深层搅拌水泥土工艺
多头深层搅拌桩机可以一次钻进很多孔中,可以直接把水泥浆喷到土体中实现搅拌,水泥土桩就是通过这种方法把土体和水泥浆液混合在一起的。桩与桩之间进行搭接,从而使水泥土防渗墙形成。目要求水泥渗透系数必须在10cm/s之间,且抗压强度不小于0.3MPa,成墙后深度值保持在22cm之间。这种防渗透方法成本低、施工方便并没有泥浆污染,在沙土、淤泥、砂砾层等原料中使用广泛,在实践中取得了不错的成果。
(二)灌浆措施与方法
1、卵砾石层防渗帷幕灌浆
卵砾石层防渗帷幕灌浆法为了达到更高的标准常用超过三排的灌浆孔进行处理,但是这种灌浆只是作为一种补充勘探手段,对于防渗处理也只是兼顾,并不常用于水利枢纽工程防渗漏中,只是对于集中的渗漏点可以用少量的灌浆的方法进行处理。正常情况下,卵砾石层防渗帷幕灌浆法的灌注方法是把粘土和少量的水泥混合在一起进行的。卵砾石层灌浆法主要包括套阀式灌浆法、打管灌浆法、循环钻灌阀法及管灌浆法。
2、高压喷射灌浆
高压喷射灌浆的机理设计主要是先进行布孔,然后再利用钻机进行钻孔,还要将喷射管放置于管内,但是管内必须包含风管、水泥管及水管。喷射管主要是从孔内通过高压射流冲冲破土体来进行的。并通过喷射流将水泥浆液导入和被冲破的土体搅拌在一起只要将喷嘴向上抬起,水泥浆就会凝固,在地基施工中,依据设计的方向、厚度、深度及结构和地基凝结在一起,使其成为一个稳定的、壁状的凝固体,以达到防渗透的作用。在使用的过程中,可以根据不同的防渗需求和被灌地层的区别采用定喷、摆喷及旋喷等方式进行。这种灌浆法最大的优势是投资少、效率高、原料多、设备广,搭接防渗效果比较好。但是在施工的过程中不得不考虑其劣势条件,它对地质条件要求较高,使用的器具相对较多,在施工过程中,很容易出现漏喷现象。
3、土坝坝体劈裂灌浆
土坝坝体劈裂式灌浆法是以重力灌浆法为依据研究出的霹雳灌浆法,主要是通过一定的压力,将坝体沿着坝轴线小主力面劈开的,然后灌注适当的泥浆,使泥浆和坝面之间形成一股相互作用的压力,重新对坝体内部的应力进行布置,使坝体变形得到有效的控制,如果在加入一定的泥浆可以使坝体湿化,同时也增加坝体的密实度,形成稳定的坝体,增强防渗作用。在具体的施工中,必须明确施工部位,容易出现裂缝的地方,均匀的多布置灌浆孔群,针对裂缝部位进行灌浆;针对水利工程上下游地区坝体质量较薄弱,其容易出现贯通横缝问题,可以对其采用全线劈裂灌浆来实现。
三、结语
在水利工程防渗施工过程中要注意防堵结合,刚柔结合,因地制宜,综合治理的原则,同时结合施工现场的实际情况,选择相对应的施工方法以及合适的材料,最终达到治漏与防水的目的。