水利工程防滲處理施工技術應用的探析
我(wo)國的(de)小型水利水電樞(shu)紐工程為數眾多(duo)(duo)(duo),它(ta)們(men)分布(bu)廣(guang),壩(ba)(ba)型多(duo)(duo)(duo)樣,發揮(hui)著防(fang)洪減災的(de)重要(yao)作用(yong),同(tong)(tong)時為農業(ye)(ye)灌(guan)溉生(sheng)產(chan)和(he)(he)人民生(sheng)活用(yong)水以及工業(ye)(ye)用(yong)水提供水源。然(ran)而,由于(yu)它(ta)們(men)多(duo)(duo)(duo)屬(shu)于(yu)特殊歷史時期的(de)產(chan)物,而且經過多(duo)(duo)(duo)年的(de)運(yun)行,其(qi)中許多(duo)(duo)(duo)工程都不(bu)同(tong)(tong)程度存在(zai)一些(xie)(xie)病險(xian)(xian)(xian)問題(ti),屬(shu)于(yu)水利行業(ye)(ye)的(de)重點關(guan)注對(dui)象(xiang)。這些(xie)(xie)工程的(de)主要(yao)病險(xian)(xian)(xian)有(you)(you):(1)防(fang)洪標準偏(pian)低,達不(bu)到現(xian)行有(you)(you)關(guan)規范,標準要(yao)求。(2)壩(ba)(ba)體、壩(ba)(ba)基多(duo)(duo)(duo)有(you)(you)滲(shen)(shen)(shen)漏、滲(shen)(shen)(shen)透(tou)破壞等。(3)工程建筑物老化失修。這些(xie)(xie)病險(xian)(xian)(xian)不(bu)僅造成水利水電樞(shu)紐工程不(bu)能(neng)正(zheng)常(chang)運(yun)行,不(bu)能(neng)充分發揮(hui)其(qi)效益(yi),而且還嚴重威脅到下游人民生(sheng)命財產(chan)的(de)安全,因此急需進行除險(xian)(xian)(xian)加固處(chu)理(li)。病險(xian)(xian)(xian)水利水電樞(shu)紐工程最主要(yao)的(de)病征是滲(shen)(shen)(shen)透(tou)問題(ti),有(you)(you)地基(包括壩(ba)(ba)肩(jian))滲(shen)(shen)(shen)透(tou)和(he)(he)壩(ba)(ba)體滲(shen)(shen)(shen)透(tou)。根據不(bu)同(tong)(tong)的(de)壩(ba)(ba)型、壩(ba)(ba)基和(he)(he)病因情況,應采取不(bu)同(tong)(tong)的(de)處(chu)理(li)方(fang)法。常(chang)用(yong)的(de)是防(fang)滲(shen)(shen)(shen)墻和(he)(he)灌(guan)漿。
一(yi)、防滲(shen)墻類(lei)型及其特點
防(fang)滲(shen)墻一般要求墻體厚度(du)小、滲(shen)透(tou)系數(shu)低、柔性強、耐久(jiu)性好及單位面(mian)積造價(jia)低。防(fang)滲(shen)墻施(shi)工有多頭(tou)深層(ceng)攪拌水泥土、鋸槽法(fa)、鏈斗法(fa)、薄(bo)型(xing)抓斗、射水法(fa)和(he)倒掛井法(fa)等成墻工藝(yi)。
(一)多頭深層攪拌水泥土成(cheng)墻工藝
多頭(tou)深層攪(jiao)拌樁機一(yi)(yi)次多頭(tou)鉆進,把(ba)水(shui)泥(ni)(ni)漿噴入土(tu)(tu)(tu)體并(bing)攪(jiao)拌,使土(tu)(tu)(tu)體與水(shui)泥(ni)(ni)漿液混合固結成一(yi)(yi)組水(shui)泥(ni)(ni)土(tu)(tu)(tu)樁,樁與樁搭接形(xing)成水(shui)泥(ni)(ni)土(tu)(tu)(tu)防滲(shen)墻(qiang),目前最(zui)大成墻(qiang)深度為(wei)22m,水(shui)泥(ni)(ni)土(tu)(tu)(tu)滲(shen)透系數(shu)<10cm/s,抗(kang)壓(ya)強度>0.3MPa。其優(you)點是施工簡便、無泥(ni)(ni)漿污(wu)染、造價較低,適(shi)用于粘土(tu)(tu)(tu)、砂(sha)土(tu)(tu)(tu)、淤泥(ni)(ni)和(he)砂(sha)礫層(砂(sha)礫直徑小于5cm)。實踐證明,多頭(tou)深層攪(jiao)拌水(shui)泥(ni)(ni)土(tu)(tu)(tu)防滲(shen)墻(qiang)防滲(shen)效果明顯(xian),在地下(xia)防滲(shen)工程中質(zhi)量可靠,投資最(zui)經濟、最(zui)有效,具有一(yi)(yi)定發展前景。
(二)鋸槽法成墻工藝(yi)
在先導孔(kong)中,鋸槽(cao)(cao)(cao)機的(de)(de)刀桿以(yi)一(yi)定(ding)的(de)(de)傾角一(yi)邊(bian)作上下(xia)往復切割運動(dong),一(yi)邊(bian)以(yi)0.8-1.5m/h的(de)(de)速(su)度(du)(du)(根據地層狀況)向前移動(dong)開槽(cao)(cao)(cao);被鋸切割下(xia)來(lai)的(de)(de)土(tu)(tu)體可(ke)由(you)反循(xun)環或正循(xun)環方式的(de)(de)排渣系(xi)統(tong)(tong)排出槽(cao)(cao)(cao)外,并采用泥漿(jiang)護(hu)壁。澆筑塑性混凝土(tu)(tu),形(xing)成(cheng)寬度(du)(du)為0.2-0.3m的(de)(de)防(fang)滲(shen)墻體。鋸槽(cao)(cao)(cao)機由(you)行走底盤(pan)、動(dong)力及傳動(dong)系(xi)統(tong)(tong)、刀桿及支(zhi)架加壓系(xi)統(tong)(tong)、排渣系(xi)統(tong)(tong)、起(qi)重設施及電氣控制系(xi)統(tong)(tong)組成(cheng);傳動(dong)方式有(you)機械(xie)式與液壓式2種。以(yi)不(bu)同(tong)規格的(de)(de)刀桿進行組合,開槽(cao)(cao)(cao)寬度(du)(du)可(ke)達0.2-0.5m、深度(du)(du)達到40m。鋸槽(cao)(cao)(cao)法的(de)(de)優點是(shi)連(lian)續成(cheng)槽(cao)(cao)(cao)、工效高(gao)、墻體連(lian)續、質量好,并且成(cheng)墻深,適應于粘土(tu)(tu)、砂土(tu)(tu)和(he)卵石粒(li)徑(jing)小(xiao)于100mm的(de)(de)砂礫石地層;還可(ke)以(yi)采用自凝灰漿(jiang)、固(gu)化(hua)灰漿(jiang)形(xing)成(cheng)不(bu)同(tong)強度(du)(du)和(he)抗滲(shen)指標的(de)(de)防(fang)滲(shen)墻。
(三)鏈斗法成墻工藝
由(you)鏈(lian)(lian)斗式(shi)開(kai)槽(cao)機(ji)排樁(zhuang)上的(de)旋(xuan)轉鏈(lian)(lian)斗取(qu)土,同(tong)時(shi)將(jiang)斜放的(de)排樁(zhuang)下放到成墻(qiang)深度(du),開(kai)槽(cao)機(ji)前進開(kai)挖溝槽(cao),并(bing)采用泥漿護壁,其澆筑混凝土方法類似鋸(ju)槽(cao)法。鏈(lian)(lian)斗式(shi)開(kai)槽(cao)機(ji)的(de)開(kai)槽(cao)寬度(du)為16-50cm,深度(du)可達(da)10-15m。適應(ying)于(yu)粘(zhan)土、砂土和粒徑小(xiao)于(yu)槽(cao)厚的(de)、含量小(xiao)于(yu)30%的(de)砂礫(li)石(shi)地(di)層(ceng)。
(四)薄型抓斗成墻(qiang)工藝(yi)
采用(yong)斗寬為0.3m的薄(bo)型抓斗挖(wa)土開槽,泥漿護壁,澆筑塑(su)性(xing)混凝土或(huo)用(yong)自凝灰漿形成薄(bo)壁防滲墻,最大成墻深度(du)可(ke)達40m。適用(yong)于(yu)粘土、砂土及卵石和(he)砂礫的含量與(yu)粒徑在一定范(fan)圍內的土層。
(五)射水法(fa)成墻工藝
射水法(fa)成(cheng)(cheng)墻(qiang)設(she)備主要(yao)由造孔(kong)機、混(hun)(hun)凝土(tu)攪拌機和(he)澆筑機組成(cheng)(cheng)。利用造孔(kong)機成(cheng)(cheng)型(xing)器內的噴嘴,射出高速水流來(lai)切(qie)割土(tu)層(ceng),成(cheng)(cheng)型(xing)器上下運動切(qie)割修整(zheng)孔(kong)壁,采用泥漿(jiang)護壁,正循(xun)環或(huo)(huo)反(fan)循(xun)環出渣。槽(cao)孔(kong)形(xing)成(cheng)(cheng)后(hou),澆筑水下混(hun)(hun)凝土(tu)或(huo)(huo)塑性混(hun)(hun)凝土(tu),形(xing)成(cheng)(cheng)薄壁防(fang)滲墻(qiang)。成(cheng)(cheng)墻(qiang)厚度(du)為0.22-0.45m,深度(du)可(ke)達(da)30m.成(cheng)(cheng)墻(qiang)垂直精(jing)度(du)可(ke)達(da)1/300,適(shi)應(ying)于粘土(tu)、砂土(tu)和(he)粒徑小(xiao)于100mm的砂礫(li)石地(di)層(ceng)。在1998年歷史罕見的特大洪水過后(hou),在長江、贛(gan)江、鄱陽(yang)湖等國內重(zhong)要(yao)堤防(fang)加固工程中,射水法(fa)得到廣泛采用,取(qu)得了(le)較好的社會經(jing)濟效益。
二、灌(guan)漿類型(xing)及其特點
土石壩(ba)(ba)壩(ba)(ba)體(ti)、壩(ba)(ba)基(ji)防滲處理中(zhong)灌漿方法(fa)主要有均質土壩(ba)(ba)及寬心墻壩(ba)(ba)的壩(ba)(ba)體(ti)劈(pi)裂灌漿、高(gao)壓噴射灌漿、壩(ba)(ba)基(ji)卵礫石層防滲帷(wei)幕灌漿等(deng)。
(一)土壩壩體劈裂灌漿(jiang)
土壩(ba)(ba)(ba)(ba)壩(ba)(ba)(ba)(ba)體(ti)(ti)(ti)(ti)劈裂(lie)(lie)(lie)式灌(guan)(guan)漿(jiang)(jiang)(jiang)是運用(yong)壩(ba)(ba)(ba)(ba)體(ti)(ti)(ti)(ti)應(ying)力分布規(gui)律(lv),用(yong)一定的(de)(de)(de)灌(guan)(guan)漿(jiang)(jiang)(jiang)壓力,將壩(ba)(ba)(ba)(ba)體(ti)(ti)(ti)(ti)沿壩(ba)(ba)(ba)(ba)軸(zhou)線方(fang)向劈裂(lie)(lie)(lie),同時灌(guan)(guan)注合適的(de)(de)(de)泥漿(jiang)(jiang)(jiang),形成(cheng)鉛直連續的(de)(de)(de)防(fang)滲泥墻(qiang),從而堵塞漏洞(dong)、裂(lie)(lie)(lie)縫(feng)或切斷軟弱層,提高壩(ba)(ba)(ba)(ba)體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)防(fang)滲能力,并通過漿(jiang)(jiang)(jiang)、壩(ba)(ba)(ba)(ba)互壓和(he)濕(shi)陷,使壩(ba)(ba)(ba)(ba)體(ti)(ti)(ti)(ti)內部應(ying)力重分布,提高壩(ba)(ba)(ba)(ba)體(ti)(ti)(ti)(ti)變形穩定性。針對裂(lie)(lie)(lie)縫(feng)的(de)(de)(de)局(ju)部灌(guan)(guan)漿(jiang)(jiang)(jiang),在可能有裂(lie)(lie)(lie)縫(feng)的(de)(de)(de)區域,均勻布置類(lei)似固結灌(guan)(guan)漿(jiang)(jiang)(jiang)的(de)(de)(de)灌(guan)(guan)漿(jiang)(jiang)(jiang)孔群;對壩(ba)(ba)(ba)(ba)體(ti)(ti)(ti)(ti)施工質量(liang)差,甚至出(chu)現上下游貫通的(de)(de)(de)橫(heng)縫(feng),一般應(ying)做(zuo)全線的(de)(de)(de)劈裂(lie)(lie)(lie)灌(guan)(guan)漿(jiang)(jiang)(jiang)。我國廣東(dong)省寶(bao)樹水庫用(yong)土壩(ba)(ba)(ba)(ba)壩(ba)(ba)(ba)(ba)體(ti)(ti)(ti)(ti)劈裂(lie)(lie)(lie)灌(guan)(guan)漿(jiang)(jiang)(jiang)技術來解決(jue)土壩(ba)(ba)(ba)(ba)壩(ba)(ba)(ba)(ba)體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)滲漏問(wen)題,結果表明灌(guan)(guan)漿(jiang)(jiang)(jiang)后壩(ba)(ba)(ba)(ba)體(ti)(ti)(ti)(ti)密實度(du)得到提高,滲透系(xi)數降(jiang)低,背水坡濕(shi)潤(run)滲水現象消(xiao)失,壩(ba)(ba)(ba)(ba)體(ti)(ti)(ti)(ti)滲流量(liang)減少(shao)70%以上。
(二)高壓噴射灌漿
高(gao)壓(ya)噴(pen)(pen)射灌漿(jiang)(jiang)防滲(shen)(shen)(shen)是(shi)借助(zhu)于高(gao)壓(ya)水泥漿(jiang)(jiang)液射流沖擊破壞被灌地(di)(di)層(ceng)結(jie)構(gou),使水泥漿(jiang)(jiang)液與被灌地(di)(di)層(ceng)土顆(ke)粒摻(chan)混,形(xing)成壁(bi)狀固結(jie)體而起防滲(shen)(shen)(shen)作用。根據(ju)被灌地(di)(di)層(ceng)結(jie)構(gou)和防滲(shen)(shen)(shen)要求不(bu)同,又(you)分為定(ding)噴(pen)(pen)、擺噴(pen)(pen)和旋(xuan)噴(pen)(pen)。高(gao)壓(ya)噴(pen)(pen)射灌漿(jiang)(jiang)防滲(shen)(shen)(shen)處理的優(you)點是(shi):設備(bei)簡單、工效(xiao)高(gao)、料(liao)源廣、造價(jia)低,搭接防滲(shen)(shen)(shen)的效(xiao)果好。缺點是(shi):機具較(jiao)多、對地(di)(di)質(zhi)條件的要求較(jiao)高(gao),控制不(bu)好易在較(jiao)大(>200mm)顆(ke)粒背后形(xing)成漏噴(pen)(pen)現(xian)象。
(三(san))卵礫(li)石層防滲(shen)帷(wei)幕灌漿
卵(luan)礫(li)石(shi)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)防(fang)滲(shen)(shen)帷幕灌(guan)(guan)漿(jiang)大都采用(yong)粘土為主加少量(liang)水泥的(de)(de)(de)(de)混合漿(jiang)液進行灌(guan)(guan)注(zhu),不(bu)同于在巖石(shi)中灌(guan)(guan)漿(jiang)。卵(luan)礫(li)石(shi)層(ceng)灌(guan)(guan)漿(jiang)難(nan)以形成自(zi)立的(de)(de)(de)(de)鉆孔(kong),故常(chang)采用(yong)套閥式灌(guan)(guan)漿(jiang)、循(xun)環鉆灌(guan)(guan)閥跟(gen)管(guan)灌(guan)(guan)漿(jiang)、打(da)管(guan)灌(guan)(guan)漿(jiang)的(de)(de)(de)(de)方(fang)法。因受地質條件的(de)(de)(de)(de)限制,不(bu)能有效控制漿(jiang)液的(de)(de)(de)(de)填充(chong)(chong)范圍(wei),為達到(dao)相(xiang)對較(jiao)高的(de)(de)(de)(de)防(fang)滲(shen)(shen)標準(zhun)(zhun),常(chang)需(xu)采用(yong)3排以上的(de)(de)(de)(de)灌(guan)(guan)漿(jiang)孔(kong)。隨著防(fang)滲(shen)(shen)墻技(ji)術的(de)(de)(de)(de)日益成熟,目前較(jiao)少采用(yong)該方(fang)法,僅(jin)用(yong)于當灌(guan)(guan)漿(jiang)作為補(bu)充(chong)(chong)勘探的(de)(de)(de)(de)手段,同時兼顧防(fang)滲(shen)(shen)處(chu)理,可以更加準(zhun)(zhun)確地針對發(fa)生集中滲(shen)(shen)漏的(de)(de)(de)(de)地點,通過少量(liang)的(de)(de)(de)(de)灌(guan)(guan)漿(jiang)使問題得到(dao)解決的(de)(de)(de)(de)情(qing)況下。
(四)控制性(xing)灌漿
控(kong)制性灌漿(jiang)是(shi)近(jin)年(nian)來提出的一種改進型(xing)灌漿(jiang)工藝,是(shi)對傳(chuan)統灌漿(jiang)工藝的一種調(diao)整,通過控(kong)制漿(jiang)液壓力和(he)流(liu)量,在保證質(zhi)量和(he)效(xiao)果的前提下(xia),有效(xiao)控(kong)制灌漿(jiang)范圍(wei),節約時(shi)間和(he)投資。
三、結論
綜上(shang)所述,小型水(shui)利水(shui)電(dian)樞紐工(gong)程除險加(jia)固,多可(ke)以(yi)采用(yong)防滲、灌漿的(de)方(fang)法得到(dao)有效處理。針對小型水(shui)利水(shui)電(dian)樞紐工(gong)程的(de)不同特(te)點(dian),采取不同的(de)方(fang)法。高壓噴射灌漿技術具有開挖(wa)量小、占(zhan)地少、設備簡單、灌漿工(gong)效高、造價低、對臨近建筑物影(ying)響小的(de)特(te)點(dian),應用(yong)較(jiao)廣。
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”
