大壩的工程建設(shè)中,其基礎(chǔ)的防滲工作是保證大壩的工程質(zhì)量的重點(diǎn),也可保障整個水利工程的質(zhì)量?;炷练罎B墻是其主要處理技術(shù),施工時,在松散滲水性好的地基或土石壩的壩體中連續(xù)造孔作槽,加泥漿固定邊壁,在泥漿下澆筑混凝土,形成地下連續(xù)墻。防滲墻的作用是防止水滲漏,從而保證地基穩(wěn)定和大壩的安全。在防滲墻的各種施工技術(shù)中,深層攪拌技術(shù)適用性廣,造價低廉且施工過程不被氣候和地下水位而影響,一直被大量地使用。防滲墻技術(shù)更加適用于軟土基礎(chǔ)的加固和防滲處理,處理后大壩基坑的承載能力和防滲性均能符合要求。為保證大壩基坑防滲處理技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性及質(zhì)量,深層攪拌技術(shù)的一般適用在松散砂土、粉砂土、粉質(zhì)粘土及含少量礫石的土層中,一些土體架空或洞穴也可進(jìn)行施工處理,但在砂礫石層,有機(jī)質(zhì)含量較高的淤泥土及含水量較少粘土層中不宜使用此處理技術(shù)。
1水庫大壩基坑防滲基本施工技術(shù)
水庫壩體防滲技術(shù)就是對水庫壩體進(jìn)行防止水滲漏或控制滲透穩(wěn)定的一種技術(shù)。具體的防滲技術(shù)又分為水庫壩體滲流控制技術(shù)和土石壩綜合防滲技術(shù)兩種。水庫壩體滲流控制技術(shù)是通過一系列的活動來確定浸潤線的位置、滲流流量、滲透壓強(qiáng)、壓力以及流速;廣泛應(yīng)用于水庫大壩維修的是復(fù)合土工膜防滲技術(shù)。復(fù)合土工膜防滲技術(shù)是將含有聚氯乙烯和聚乙烯成分的塑料薄膜與無紡布復(fù)合而成的具有防滲作用的土工膜為基礎(chǔ)材料,應(yīng)用于水庫壩體施工中的一種技術(shù)。其具有比重小、延展度高、適變力強(qiáng)、耐腐抗凍,使用期長等優(yōu)點(diǎn)。
水庫大壩防滲加固重要是要控制壩基和地基的滲流,防滲加固的主要任務(wù)是盡量減少滲漏量、提早釋放滲透壓力,確保水工建筑物和地基具有足夠的靜力穩(wěn)定性、防止?jié)B透破壞,確保滲透的穩(wěn)定性。水庫大壩防滲加固的處理原則為“上堵下排”,采取“上堵”措施主要是防止水平和垂直的滲透。水平防滲主要措施有水下拋土和粘土鋪蓋等。垂直防滲主要有灌漿、人工連鎖井柱(又稱倒掛井)、截水槽回填粘土、混凝土防滲墻、高壓定向噴射灌漿構(gòu)筑防滲板墻、砂漿板樁等措施。“下排”主要措施有減壓井降壓導(dǎo)滲、堤壩背水坡腳開挖導(dǎo)滲溝、壩后蓋重壓滲等。通常來講,采用垂直防滲處理能有效的解決壩基滲漏的問題。而采用水平防滲處理結(jié)合下游排水減壓導(dǎo)滲雖然有利于提高壩基的滲透穩(wěn)定性,但是仍然存在一定程度的滲透水量損失。在進(jìn)行防滲處理時,無論是采用“上堵”還是“下排”或者是二者的結(jié)合,都應(yīng)該按照經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)可靠的原則,結(jié)合實(shí)際情況,根據(jù)防滲的要求和條件,設(shè)計多方案并進(jìn)行優(yōu)化比較,來選擇合適的防滲加固方案。
2大壩基坑防滲處理的工程實(shí)例
2.1水庫大壩工程概況
某農(nóng)田水庫大壩工程處在一個低山丘陵區(qū),水庫集雨的容量面積為4.2km2,原壩的壩體為土石混合型的材料,修建后使用年限已經(jīng)很長,原先壩體的結(jié)構(gòu)已不滿足相關(guān)規(guī)范的要求,存在一定的安全隱患。水庫因使用要求必須擴(kuò)建,工程施工設(shè)計圖要求的壩型為粘土斜墻壩,壩頂長226.7m,壩高7.2m,壩頂高程46.Om,大壩的右岸為公路,左岸為側(cè)槽式溢洪道。
2.2基坑防滲處理施工技術(shù)
對水庫堤壩的進(jìn)行有效的加固施工,首先要夯實(shí)大壩坑基,防止壩基的滲漏,施工時,首先應(yīng)通過提高壩基和水工建筑物的靜力穩(wěn)定性,減少滲透時的壓力;其次是減輕壩體的承載量;最后是加強(qiáng)滲透的穩(wěn)固性,防止?jié)B透破壞。
2.2.1開挖基槽
在水庫大壩擴(kuò)建時,首先挖開粘土斜墻的基槽,實(shí)際挖開的基巖埋深與地質(zhì)勘察報告中的深度不符,經(jīng)過兩次勘察,分別相差24m和17.5m,當(dāng)挖開的基槽深度達(dá)到設(shè)計要求時,基槽的底部是砂礫石層而非基巖。施工時,基槽深度超挖后,其地質(zhì)條件無法滿足設(shè)計要求,經(jīng)過技術(shù)勘察,發(fā)現(xiàn)水庫的覆蓋層為第四系堆積層的地質(zhì)特征,土壤分為填土和卵石兩層。大壩位于弱風(fēng)化層的頂埋深較大處,局部坡度高達(dá)48~,且弱風(fēng)化層項(xiàng)面的起伏很大。在24-28號施工段進(jìn)行鉆孔時,在長達(dá)60m的范圍內(nèi),本應(yīng)為基巖的地段均為砂礫石層,且平均厚度為15.1m,最深處達(dá)17.5m。由于基巖埋深較大,且不適合大范圍開挖,施工時挖面以下部分采用深層攪拌混凝土防滲墻的方法保護(hù)基坑。
2.2.2防滲墻施工
防滲墻施工過程中,根據(jù)設(shè)計要求,首先在沿防滲墻軸線處每相距50m處,采用巖芯鉆鉆機(jī)鉆先導(dǎo)孔,接著采取套簡取樣法取出孔芯,從而保證其連續(xù)性和完整性,芯樣應(yīng)放置在巖芯箱中。接著,留取分界線以上50cm至孔底的芯樣。同時,為防止孔鉆斜導(dǎo)致的隱患,當(dāng)先導(dǎo)孔不在防滲墻的軸線上時,采用沖擊法進(jìn)行回填,回填前應(yīng)清孔至孔底,回填中如果發(fā)現(xiàn)孔內(nèi)存在泥漿影響封孔的進(jìn)度和質(zhì)量時,需重新清孔并進(jìn)行封孔。先導(dǎo)孔在防滲墻軸線上后,施工前的四小時內(nèi)用水灰比為0.6:1的水泥漿封孔。封孔后,進(jìn)行深攪樁造孔的施工,鉆孔時,孔內(nèi)的泥漿面應(yīng)保持在導(dǎo)墻項(xiàng)面以下0.3-0.5m處;如果泥漿有漏失,應(yīng)立刻堵漏并補(bǔ)漿,施工現(xiàn)場應(yīng)存有足夠的粘土料備用。槽孔固壁用的粘土應(yīng)滿足相應(yīng)的密度和含沙量要求。澆筑混凝土?xí)r,混凝土面上升速度應(yīng)大于2m/h,其高程應(yīng)大于24.5m,從而保證在去除頂部疏松的混凝土后,達(dá)到設(shè)計高程,接著再立模澆筑頭墻。施工中,采用人工或機(jī)械方式開鑿防滲墻兩端的岸墻處的齒槽,齒槽應(yīng)深入弱風(fēng)化層0.5m以上,寬度大于l.5m,并澆滿混凝土。
2.2.3深層攪拌施工
完成先導(dǎo)孔的施工后,進(jìn)行深層攪拌施工,深層攪拌施工在防滲施工中非常重要,施工中應(yīng)該尤其注意控制好攪拌下沉和攪拌提升的速度。雖然深層攪拌施工技術(shù)已較成熟,但也存在著許多技術(shù)難題,如采用不同鉆機(jī)施工會影響樁體的強(qiáng)度,施工中如何準(zhǔn)確檢測樁體的相關(guān)數(shù)據(jù)等,需要進(jìn)一步地完善。其施工工藝為:配制水泥漿樁機(jī)到位對中并調(diào)平攪拌機(jī)噴漿攪拌下沉噴漿攪拌提升重復(fù)攪拌清洗管路進(jìn)行下個循環(huán)。
2.2.4地下水控制技術(shù)
(1)降水管井設(shè)計施工
施工時中布置降水井15口,降水井井深為80m,即井底高程160m,井底比防滲墻墻頂?shù)?0m,降水管井孔徑≥800mm,井內(nèi)下設(shè)采用25mm無縫鋼管作為井管,其中實(shí)管30m,濾管30-50M。管井內(nèi)安裝深井潛水電泵,將地下水持續(xù)排出以達(dá)到降低地下水位的目的。降水井在地基內(nèi)造孔采用zz5沖擊鉆機(jī)進(jìn)行
鉆鑿成孔。為保證成井質(zhì)量,施工中采用清水或泥漿鉆進(jìn),水壓法護(hù)壁。
首先進(jìn)行地下抽水試驗(yàn),保證防滲墻施工部位在管井抽水影響范圍之內(nèi)。其次確定管井內(nèi)水面控制高度,降水井內(nèi)控制水位為高程180.Om。通過降水管井的使用運(yùn)行,在降水管井抽水之前,廊道帷幕灌漿孔涌水壓力為0.2-0.3MPa;降水管井運(yùn)行抽水后,涌水壓力一般不大于0.1MPa,涌水量一般為20L/min以下,說明降水管井起到
在大壩壩段壩前高程240m平臺布置一豎井和連接平硐連接防滲墻施工隧洞,作為防滲墻施工主要通道,豎井尺寸7.5x5.5m,頂部高程240.0m,底部高程207.Om。為滿足廊道內(nèi)防滲墻施工清碴需要,在豎井頂部布置了懸臂式起重機(jī)。懸臂起重機(jī)配自制出碴吊籃完成出碴作業(yè)。在防滲墻作業(yè)面將棄碴裝入吊籃內(nèi),然后將吊籃掛上起重吊鉤,起重機(jī)將吊籃吊出豎井,最后將吊籃內(nèi)碴
土卸下。
2.2.5加固施工技術(shù)
?。?)截滲墻加固技術(shù)
一般而言,在對農(nóng)田水庫大壩進(jìn)行加固時,常使用的技術(shù)就是截滲墻加固技術(shù),它主要的作用是為了對壩體進(jìn)行加固,并減少大壩浸潤線的出逸點(diǎn)。從而保證水庫大壩的安全性。截滲墻加固技術(shù)可以分為兩種:水泥土式截滲墻和混凝土式截滲墻
(2)高壓噴漿技術(shù)
高壓噴漿技術(shù)與施工方便、開挖量較小、對周邊建筑物的影響很小、占地面積少等。高壓噴漿技術(shù)不僅可以在很大程度上減輕防洪的壓力,還能夠提升農(nóng)田水庫大壩自身的防滲能力。高壓噴漿技術(shù)中主要施工技術(shù)為(1)鉆孔。采用泥漿固壁回轉(zhuǎn)鉆孔技術(shù)。并在鉆孔的過程中進(jìn)行充分的填堵,以便保障孔內(nèi)的泥漿能夠正常的循環(huán)。(2)噴墻管理。在進(jìn)行噴墻管理時,注意控制好灌漿的壓力和速度,并適當(dāng)?shù)奶岣咚俣?,直至所使用的漿液出現(xiàn)沸騰為最佳。此外,用于灌漿階段的漿液也不可以出現(xiàn)斷漿的現(xiàn)象,要注意墻體的均勻,避免出現(xiàn)夾心層。
3結(jié)束語
水庫大壩基坑防滲處理中,其混凝土防滲墻具有槽深、墻薄、成墻連續(xù)等特點(diǎn),防滲施工處理過程受施工技術(shù)的熟練程度及大壩土體等多種因素的影響,掌握好施工方法并做好處理過程的質(zhì)量控制,列保證大壩基坑的防滲性能非常重要,利于水利工程的進(jìn)一步使用。
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