摘要:水利工程的滲透通常是指水體向圍護(hù)區(qū)以外滲流而產(chǎn)生水量漏失的現(xiàn)象,這種現(xiàn)象對(duì)土石壩的穩(wěn)定性影響極大,會(huì)造成壩基或壩體土的滲透導(dǎo)致壩體變形,因此必須采取防滲施工技術(shù)保證水利工程的質(zhì)量與安全。本文分析了水利工程滲水形成及原因,提出了水利工程中防滲的施工方案,并介紹了幾種水利工程的防滲技術(shù)。
關(guān)鍵詞:灌漿;防滲墻;水利工程
一、水利工程滲水形成原因
1、大面積滲水
水利工程的大面積滲水位置一般發(fā)生在工程的底板位置。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因主要有以下兩點(diǎn):(1)基坑水位控制不合理:工程施工時(shí),為了趕工期,在沒有機(jī)械排水、工程地基水位淹沒墊層的情況下,依然進(jìn)行混凝土澆筑施工,導(dǎo)致混凝土含水量過大,工程質(zhì)量不合格產(chǎn)生滲漏。(2)混凝土施工操作不合格:在混凝土施工中由于混凝土的攪拌不均勻或者是混凝土鋪設(shè)過程中振搗不到位,導(dǎo)致的混凝土質(zhì)量低劣、產(chǎn)生孔隙造成工程出現(xiàn)大面積滲漏。
2、施工縫
水利工程中往往需要大面積進(jìn)行混凝土施工,而人力操作不能保證施工面的完整性,將整體劃分為幾個(gè)區(qū)域進(jìn)行連續(xù)施工,這就造成了幾個(gè)不同作業(yè)面之間的密合問題,產(chǎn)生的人為縫隙就成了水利工程防滲的薄弱之處。在對(duì)混凝土縫隙進(jìn)行密合施工時(shí),要將縫面清洗干凈,以防雜物摻雜引起的工程質(zhì)量問題;炷聊0鎸(duì)接不嚴(yán)密、支撐不堅(jiān)固造成混凝土施工時(shí)出現(xiàn)跑漿現(xiàn)象,容易時(shí)混凝土表面出現(xiàn)“蜂窩”從而導(dǎo)致滲水。
3、變形縫
水利工程施工時(shí)如果不注意固定止水帶,造成止水帶位置偏移,就很容易形成變形縫的滲水問題。
4、穿墻管
工程前期施工留下的各種管線通道或是輔助設(shè)施孔洞如果不注意填堵和振搗加實(shí),就給滲漏問題的產(chǎn)生留下了隱患。
二、水利工程中防滲的施工方案
首先,梳理工程中的防滲處理,可采用截滲墻、錐探灌漿和劈裂灌漿等防滲體。必要時(shí)還可幫堤以加厚堤身或翻挖重新填筑堤身。
其次,對(duì)于堤防截滲墻,關(guān)鍵是要采用薄墻和廉價(jià)的材料才能有效地降低工程造價(jià)。目前常用的開槽法、深沉法、擠壓法造墻均可達(dá)到這一要求,其中深沉法造價(jià)最低,在墻深小于20m 時(shí)最具競(jìng)爭(zhēng)力。高噴法造墻價(jià)格相對(duì)較高,但在一些施工場(chǎng)地狹窄、地下降礙物較多時(shí),有較好的適應(yīng)性。對(duì)于砂卵礫石含量較高、粒徑較大的地層,則應(yīng)考慮采用沖擊鉆并配合其他開槽方式成睹,當(dāng)然造墻成本也會(huì)大大提高。根據(jù)堤防工程的特點(diǎn),對(duì)這類地層險(xiǎn)工段的肪滲處理,也可考慮采用蓋重、排水減壓、反濾保護(hù)等其他措施。
三、水利工程滲水治理技術(shù)
1、土壩壩體劈裂灌漿
土壩壩體劈裂式灌漿是運(yùn)用壩體應(yīng)力分布規(guī)律,用一定的灌漿壓力,將壩體沿壩軸線方向劈裂,同時(shí)灌注合適的泥漿,形成鉛直連續(xù)的防滲泥墻,從而堵塞漏洞、裂縫或切斷軟弱層,提高壩體的防滲能力,并通過漿、壩互壓和濕陷,使壩體內(nèi)部應(yīng)力重分布,提高壩體變形穩(wěn)定性。針對(duì)裂縫的局部灌漿,在可能有裂縫的區(qū)域,均勻布置類似固結(jié)灌漿的灌漿孔群;對(duì)壩體施工質(zhì)量差,甚至出現(xiàn)上下游貫通的橫縫,一般應(yīng)做全線的劈裂灌漿。
2、帷幕灌漿
帷幕灌漿是把一定配合比的具有流動(dòng)性和膠凝性的漿液,通過鉆孔壓入巖層裂隙中,經(jīng)膠結(jié)硬化后提高巖基的強(qiáng)度,改善巖基的整體性和抗?jié)B性。我國(guó)常采用孔口封閉灌漿法,隨著二灘、小浪底工程的建設(shè),國(guó)際上一些高效率的施工方法,如GIN灌漿法、自下而上純壓式灌漿法等引進(jìn)我國(guó),促進(jìn)了我國(guó)灌漿技術(shù)的發(fā)展。
GIN(Grouting Intensity Number)法是前國(guó)際大壩會(huì)議主席、瑞土學(xué)者隆巴迪首先提出的。中國(guó)水利水電基礎(chǔ)工程局夏可風(fēng)在《地基處理新技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用》一文中指出:“GIN法的基本概念是,對(duì)任意孔段的灌漿,其能量消耗均為一個(gè)定值,這個(gè)能量消耗的數(shù)值近似等于該孔段最終灌漿壓力P與灌入漿液體積V的乘積PV,PV就叫作灌漿強(qiáng)度值,即GIN。由于裂隙巖體灌漿時(shí),大裂隙常常注入量大而使用壓力小,細(xì)裂隙常常注入量小而使用壓力高。
3、多頭深層攪拌截滲墻技術(shù)
深層攪拌法是針對(duì)對(duì)軟弱地基的改良所采用的防滲墻技術(shù),主要為了提高水利工程建設(shè)中地基承載力不夠的問題。多頭深層攪拌截滲墻技術(shù)以單頭及雙頭為基礎(chǔ),創(chuàng)新發(fā)展的防滲墻技術(shù),此方法通過雙動(dòng)力多頭深層攪拌樁機(jī),帶動(dòng)多個(gè)鉆桿,以固定的推力推動(dòng)鉆桿上面的鉆頭達(dá)到土層的設(shè)計(jì)深度,之后提升鉆桿并保持?jǐn)嚢锠顟B(tài)直至孔口。
施工過程中應(yīng)注意的問題:
(1)確保墻體垂直:在灌注施工之前須經(jīng)經(jīng)緯儀校正雙動(dòng)力多頭深層攪拌樁機(jī)機(jī)身和塔架,保證塔架的垂直度在千分之一以內(nèi)。為保證其垂直度,機(jī)體需安裝偏斜自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。垂直度超過千分之一時(shí),系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警,方便造作員及時(shí)調(diào)整角度。
(2)確保截滲墻質(zhì)量:為保證漿液的有效輸送,須使用三個(gè)并列的擠壓泵。必須配置噴漿記錄儀,時(shí)刻記錄噴漿情況,降低人為因素影響。針對(duì)地層缺陷,發(fā)生鉆頭不返漿或噴漿壓力衰減大的情況,須停止鉆桿提升、靜壓回灌,或加大泵的排量。
(3)確保防滲墻墻體的搭接厚度:為保證有效的墻體厚度,必須擴(kuò)大鉆頭的內(nèi)直徑。保證孔位放線及樁機(jī)鉆頭對(duì)位的準(zhǔn)確,為保證鉆孔偏位誤差在三厘米的允許誤差內(nèi),可以使用平面幾何對(duì)位的方法。
4、水平鋪蓋防滲法
水平鋪蓋加固的工作原理是根據(jù)設(shè)計(jì)要求的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)通過碾壓試驗(yàn)取得施工參數(shù)后,利用現(xiàn)代化先進(jìn)施工設(shè)備對(duì)粘土進(jìn)行運(yùn)輸、攤鋪、整平和碾壓,使其達(dá)到要求的各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo),同時(shí)根據(jù)粘土鋪蓋主要是水平防滲,滲流方向?yàn)樯舷率降奶攸c(diǎn),有針對(duì)性的提高縱橫接縫面的處理質(zhì)量,既保證工程質(zhì)量滿足庫底防滲要求,又合理利用資源,降低成本,縮短工期。
水平鋪蓋施工要點(diǎn):鋪蓋下臥沖積層內(nèi)滲透坡降不能超過沖積層土沙的允許滲透坡降,達(dá)到地基滲透穩(wěn)定;通過鋪蓋的滲透坡降不能超過鋪蓋土的允許坡降,達(dá)到鋪蓋填土滲透穩(wěn)定;下游滲流出逸處的剩余水頭,不至于產(chǎn)生滲透破壞,達(dá)到滲流出口滲透穩(wěn)定;滲流量小于允許損失量,達(dá)到滲流損失量最小。鋪蓋厚度與密度應(yīng)滿足鋪蓋本身的滲透穩(wěn)定的要求,而不到于被水頭滲透力穿破。一般采用碾壓施工時(shí),鋪蓋前端厚度為0.5—1.0m,末端與壩體接合處厚度為1/6——1/10水頭,均質(zhì)壩體可稍薄些。如土料透水性較大,密實(shí)度較低還應(yīng)加厚。鋪蓋透水愈小,厚度愈大,防滲作用愈好。一般應(yīng)是地基的幾百分之一,甚至上千分之一。鋪蓋加固應(yīng)嚴(yán)格控制質(zhì)量,特別是接觸部位,更要保證質(zhì)量。鋪蓋與地基接觸處,如地基透水性大、級(jí)配差的砂礫石層,則應(yīng)加鋪反濾層,以免水庫蓄水后,加固的鋪蓋重復(fù)發(fā)生裂縫、塌坑等。在加固鋪蓋時(shí),應(yīng)采用碾壓法施工。在特殊情況下,如不能放空水庫時(shí),也可利用水中倒土、深水拋土等方法,但只能作為加固的輔助手段。
結(jié)束語
針對(duì)水利工程存在的滲漏問題,在施工過程中合理應(yīng)用各種防滲施工技術(shù)具有重要的意義。尤其是對(duì)地基以及壩體等部位的防滲處理中,可以采用多種技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用的方法,進(jìn)而達(dá)到比較理想的防滲效果。
參考文獻(xiàn):
[1]毛地衛(wèi),戴建龍.水利工程中幾種常用的堤防防滲施工技術(shù)[J].今日科苑,2010(6).
[2]劉佳云.水利工程建設(shè)施工技術(shù)的探討[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品,2010(4).