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摘 要 :本文结合笔者多年的工作经验,介绍水利水电工程坝体沥青混凝土防渗墙施工技术和坝基灌浆施工技术的各个环节,施工工艺及施工质量的控制,并对坝体、坝基防渗处理效果及其对水利工程中防渗施工处理技术的处理方法进行了分析.

目前,我国小型水利水电枢纽工程为数众多,但这些水电枢纽工程大多是在很早以前建造的,随着运行年份的增加,其中的许多工程都存在着不同程度上的安全隐患,包括渗透破坏、滑坡、开裂和没治,其中以渗透破坏为主.渗透破坏主要表现为:①堤身物质组成的不均匀性和填筑密实度的不均匀性造成的,如部分堤段堤身壤土为粉细砂、砂壤土或存在孔洞、裂缝等,②筑堤时未清基,堤身堤基接触带物质较混杂,存在透水性较强的砂层、砂土层,导致坝基渗漏、渗透破坏等.对于不同的坝型、坝基和险病情况,需要采取不同的处理方法.

一、沥青混凝土防渗墙技术

混凝土防渗墙近几年发展起来的一种垂直防渗技术,目前已成为粒状地层的主要防渗手段.其主要优点是能有效地控制墙厚,墙段之间结合紧密,安全可靠.具体施工技术如下:

1)混凝土截水墙浇筑.该工程采用锯槽法成墙工艺,在先导孔中,锯槽机的刀杆以一定的倾角一边做上下往复切割运动,一边以0.8~1.5m/h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.

2)混凝土面处理.混凝土基础面和沥青混凝土结合面的控制是工程的关键.与沥青混凝土相接的混凝土防渗体面,采用人工凿毛配合高压风枪处理,将表面的浮浆、乳皮、废渣等全部清除干净,并保证混凝土表面的清洁干燥.在干燥清洁的混凝土面上人工涂刷两遍冷底子油,涂刷均匀,无遗漏空白.待冷底子油凉干后,至少≥12h,涂抹1~2cm厚沥青玛蹄脂,沥青玛蹄脂控制温度为180℃~200℃.沥青玛蹄脂用量小时采用人工拌制,用量大时采用拌和站拌制,避免浪费.

3)测量放线.通过布设测量导线或测量控制网,精确施放防渗墙轴线控制点,定出防渗墙轴线.先导孔一般采用地质回转钻机配合金钻头钻进套管固壁,钻取地层芯样,探明地层界线,确定防渗墙线.

4)模板架立.模板采用4m的钢板制作,单块模板长125cm,高50cm.钢模板之间用U形卡固定连接,上、下层模板用Φ12圆钢加工的L形插销连接,上下层模板的竖缝相对应,安装时采用内撑外拉的方法.站筋、围檀采用Φ50钢管,通过对拉螺栓并用Φ50钢管作支架来保证模板的强度、刚度和稳定性.由于两侧要预先平起填筑过渡料,在立模上,为了解决基础层热、软模板下沉问题,决定采用垫钢筋的办法.钢筋长50cm,两端有10cm放在压实的过渡料上,且在中间30cm的两端焊有长5cm的挡筋,防止两侧过渡料回填压实时模板发生位移和变形,确保沥青混凝土心墙的设计宽度.

5)两侧过渡料填筑.模板安装完成验收合格后,用人工配合装载机在外侧2m范围内进行过渡料铺填.过渡料每层压实厚度为40cm,采用2.8t自行式振动碾碾压8遍.采用16t振动碾骑缝碾压过渡料与堰体回填料接缝部位,使料粒结合紧密,以减小压缩变形.


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6)沥青混凝土浇筑.沥青混凝土原材料主要有沥青、骨料、填料,特殊情况下需要添加掺料.填料是矿料中粒径<0.074mm的矿粉,它与沥青共同组成沥青胶结料,将骨料黏结成整体,并填充骨料的空隙.骨料应尽量选用碱性岩石加工的或天然的碱性骨料,使沥青与骨料结合良好.浇筑时根据模板高度采用分层浇筑,每层浇筑厚度0.4m,从最低处开始向上逐层浇筑.为了避免混凝土入仓后离析,将沥青混凝土仓面进行分段浇筑,用钢板制作隔挡,分段入仓.

7)拆模.沥青混凝土入仓浇筑后,待沥青混凝土表面温度降至110℃左右时脱模.两边模板同时垂直提升,提升时将黏在模板上的沥青混凝土及时清理铲掉.

二、灌浆施工技术

2.1高喷灌浆施工工艺

高压喷射法就是利用工程钻机钻孔至设计处理的深度后,用高压泥浆泵,通过安装在钻杆(喷杆)杆端置于孔底的特殊喷嘴,向周围土体高压喷射固化浆液,同时钻杆(喷杆)以一定的速度边旋转边提升,高压射流使一定范围内的土体结构破坏,并强制与固化浆液混合,凝固后便在土体中形成具有一定性能和形状的固结体,能起到防渗抗渗的作用.其施工工艺可以分解为以下几个作用过程:①检查喷水角度:摆喷前将喷水角度调整到设计角度,将注浆管调整到设计高程,保证水、浆、气管道及喷嘴通畅,然后提升摆喷.②调浆:严格控制浆液比重,每班4~5次,当相对密度误差超过1%应停喷,调整水灰比.③破坏地层:在泵压力作用下,形成高速水流,对地层形成强大的动压力以及沿高压孔隙作用的水力劈裂力,连续喷射成的土体强度疲劳,使地层结构破坏.④升扬置换:根据试验适当提高喷射切割长度,压缩空气在水束周围形成气幕,减少水束摩擦力,聚集水流力量,在喷射切割长度的末端,各种气体、奖液、水与切割下来的颗粒成分混合,形成混合液,强大气流使混合液沿孔壁喷射出来时呈沸腾状态,增强升扬挟带能力,带出地层中的细小颗粒,使地层结构更坚固整合.⑤注入浆液搅混:浆液沿水、气射流切割掺搅范围充填,使浆液对原地层产生充填挤压作用,形成液浆良好的平整密度,控制注浆过程的有效进行.⑥渗透凝结:在静压灌注作用下,浆液向周围土体孔隙渗透,形成凝结体,凝结体的形状和性能可根

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据工程状况和灌液材料确定,形成浆液渗透凝结过渡层,从而达到良好强度的防渗功能.

2.2帷幕灌浆施工工艺

帷幕灌浆是把一定配合比的具有流动性和胶凝性的浆液,通过钻孔压入岩层裂隙中,经胶结硬化后提高岩基的强度,改善岩基的整体性和抗渗性.卵砾石层的防渗帷幕灌浆大都采用黏土为主加少量水泥的混合浆液进行灌注,不同于在岩石中灌浆.卵砾石层灌浆难以形成自立的钻孔,故常采用套阀式灌浆、循环钻灌阀跟管灌浆、打管灌浆的方法.因受地质条件的限制,不能有效控制浆液的填充范围,为达到相对较高的防渗标准,常需采用3排以上的灌浆孔.帷幕灌浆孔宜采用回转式和金刚钻头钻进.孔位与设计孔位的偏差不得>10cm,孔深应符合设计规定.采用自上而下分段灌浆法或孔口封闭灌浆法进行帷幕灌浆.采用自上而下分段灌浆法时先导孔仍应自上而下分段进行压水试验.各次序灌浆孔在灌浆前全孔应进行一次钻孔冲洗和裂隙冲洗.除孔底段外,各灌浆段在灌浆前可不进行裂隙冲洗和简易压水.一排相邻的两个次序孔之间,以及后序排的第一次序孔与其相邻部位前序排的最后次序孔之间,在岩石中钻孔灌浆的高差不得<12cm.

2.3应用效果

灌浆属隐蔽工程,必须在施工过程中强调质量,竣工后要认真检查,灌浆结束28d后,应在灌浆区钻孔检查,做压水试验,观察岩芯胶结情况,鉴定质量.通过多种途径取得数据,互相来印证,不能单凭压水试验取得吸水率作为唯一的标准.评价灌浆质量,只有蓄水后,灌浆效果才能受到考验.通过高喷灌浆与帷幕灌浆结合方案应用的检验,所得结果均符合设计规定的吸水率数值,为灌浆符合防渗要求.

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三、结束语

综上所述,水利水电枢纽工程的防渗施工可以采用多种方法,针对不同工程应具体问题具体分析,采用合适的防渗方法.在除险加固的同时坚固施工便捷高效、工程寿命长、成本低廉及水泥污染少等方面进行全面分析,确定适宜的防渗加固方案.

参考文献:

[1]韩旭光.水利工程防渗处理施工技术应用探析[J].中国新技术新产品,2010


本篇论文 http://www.svfree.net/moban/435892.html

[2]张伟.水利工程中防渗施工工艺探讨[J].科技风,2010

[3]覃振朝.水利工程防渗处理施工技术[J].中国新技术新产品,2010

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