徐震
镇雄县建安工程公司,云南省 昭通市657200
摘要:水利建设是我国基础建设的项目之一,而水库大坝作为重要水工建筑物在水利枢纽工程的作用尤为重要,特别是土石坝中防渗墙施工与设计是水库大坝建设中的重要一环,重视对水库大坝防渗墙混凝土加固施工作业及设计的优化,以体现技术竞争力。文章将对水库大坝混凝土防渗墙施工和设计的技术要点展开分析探讨,在后续工作过程中,望能够起到一定借鉴作用。鉴于此,本文对水库大坝混凝土防渗墙施工质量控制及实施效果进行分析,以供参考。
关键词:水库大坝;混凝土防渗墙;施工质量;控制效果
引言
水库大坝防渗墙的施工质量决定着水库整体能否正常运行,在新的时代发展背景下,我们更要明确大坝防渗加固工作,以保证大坝的稳定性与使用寿命。因此文章探讨了大坝的混凝土加固施工与防渗设计要点,分享给同行业相关人员,共同探索,共同进步。
1混凝土防渗墙概述
混凝土防渗墙是修建在松散透水层的防渗连续墙,通过连续造孔,并用泥浆进行固壁,向槽孔灌注泥浆用于防止槽壁发生坍塌,然后向灌注泥浆的槽内继续灌注混凝土,用于将其中泥浆进行置换,以此构建出连续墙体形成混凝土防渗墙。混凝土防渗墙主要适用于大型水利工程的防渗加固,具有极为广泛的适用性,最大建造深度可达100m,能够应对复杂的地质环境,施工过程较为安全,且在目前较为先进的槽孔接头施工工艺的支持下,其渗透系数可达10-7cm/s以内、允许渗透比降可达60~100的范围,但混凝土防渗墙也具有一定劣势,如施工速度相对较慢。
2防渗墙槽孔施工工法对比
2.1冲击式钻进法。
所谓冲击式钻进法,主要是指以曲柄连杆机构为基础,通过回转运动向反复运动的变化去完成钻头提升与下放的钻进手段。这项技术主要利用钻头提升之后自由下落的重力去达成对孔底土层进行冲击的目标,破碎土层,完成钻进,并且要利用一定浓度的泥浆形成护壁,孔壁在泥浆的压力作用之下,坍塌的可能性会更小,并且能够避免出现渗漏问题。在孔底的钻渣逐渐增加之后,要在掏渣后将抽筒放入,混凝土浇筑要在成孔后开始,一般可以利用水下直升导管法去完成。混凝土墙体可依靠混凝土重量与自流平特性去形成,为了连接墙段,可使用钻凿法去完成。在工程领域当中,冲击式的钻进法是最早采用的方法,这一方法在各类环境下,包括砾石、卵石、软硬岩及砂层当中,都能够适用,但是实际操作时工效相对较低。一般来说,钻进所使用的钻具,其结构包括钻头与抽筒两个部分,其中钻头可以分为十字、一字、圆钻头、角锥钻头及空心钻头等等,根据不同的施工需求灵活应用。
2.2射水法。
这一方法主要的运作原理是利用水泵送水,将水送至成形器当中的射水装置,进而形成高速射流,借助成形器与导水管的冲击力,以及下移动时成形器内刀片的切削等作用,能够对土层的整体结构进行破坏,在水土混合回流后,泥沙会溢出地面,利用卷扬机操作成形器,经过上下方向的不断移动,借助切削的方式可以完成孔壁整修,能够形成更加规则的槽孔,此外利用一定浓度的泥浆能够形成高强度的护壁。在成孔过程结束之后,开展混凝土浇筑工作可以利用水下直升导管的方法去完成,依靠混凝土的重量与自流平特性形成墙体,对于一期操控混凝土侧面可以利用成形器去完成侧向水喷嘴冲洗,这样能够保证一期与二期的混凝土连接更加紧密,进而提升防渗墙的强度。这种施工手段一般情况下在针对粒径不足10cm的粉土、黏土、砂土等地基更为适用,施工效率高且成本较低。
2.3两钻一抓法。
所谓两钻一抓法,是冲击式钻进与抓斗挖槽两类施工手段结合后的产物。其主要的运作原理是首先使用冲击反循环钻机或是传统冲击钻机去完成相邻两个主孔的钻进。在完成开孔后,再利用抓斗去对中间副孔进行抓取的施工方法。
在此基础上进一步改进,便衍生出了两钻三抓这一方法。两种方法各自有不同的适用范围以及优势。在对施工方法与设备进行选择时,为了保证适用性,应当主要考虑坝基、坝体填充料、坝肩地层、岩层特性、地质水文环境等要素的影响。除此之外,在实际开挖过程中,对于开挖的宽度、深度、强度,设备的适用条件等也要多加注意。为了真正满足实际施工需求,必须要做到针对性选择,才能够避免因施工手段不合理而阻碍施工。
3水库大坝混凝土防渗墙施工质量控制
3.1施工平台修建
施工平台修建主要是为了施工车辆及设备的通行、移动,所以在进行施工平台修建时需设置足够尺寸。由于此大坝坝顶最窄处仅6m,因此需将大坝高低调低2m左右的高度,以便于施工;为了有效避免不良影响发生,不可在大坝坝顶处布设泥浆池;施工平台的上游区域在用于道路通行作用下,其下游可作为施工作业区域使用。
3.2防渗墙接头质量控制
防渗墙接头是指水库大坝地基、堤岸、混凝土结构及墙体之间的连接部位,在水库大坝的基岩连接施工中,为更好地确保防渗墙接头能够垂直深入基岩面,需要确保接头管得到有效的连接安装,并且达到防渗墙在砂砾层中的修建厚度与墙体的厚度相一致。混凝土构建物中的防渗墙接头施工主要采用灌浆浇筑或高压喷射灌浆进行施工;施工过程中为了有效减少连接施工,应在各个墙段之间选择合适的槽段长短;为了更好地确保连接区域的施工质量,需根据挖槽方式不同选取相应的施工方式,如钻凿法、接头管法或软接头法等。
3.3接头管和导管铺设
接头管主要起到混凝土浇筑后能形成统一的整体,并在单元部位构成U型连接口。通过接头管还可增加混凝土墙体的防渗水平。在施工过程中,接头管是在成槽施工完毕后进行施工,落实混凝土浇筑期间,需要使用2套导管升至施工高度,之后便可借助吊机进行施工。
3.4质量检验及质量控制
心墙碾压完毕后质量检测方法主要有:现场C200核子密度仪无损检测密度,ZC-6型充气仪无损检测沥青混凝土的渗透系数,现场取芯检测和室内沥青混合料抽取及马歇尔击实实验检测。现场检测以无损检测为主,若发现填筑质量不合格,应取芯进行测试,芯样测试不合格需对不合格心墙部分进行处理。
结束语
用填筑于坝体中的渗透系数较低的材料防渗的土石坝,心墙材料可以用黏土、沥青混凝土等。大坝由心墙或斜心墙防渗,上下游坝壳支撑心墙保持坝体稳定,下游坝址设排水以排除坝体、坝基渗水,并可保护下游坝脚不受冲刷。已建成的大部分水库大坝多采用黏土心墙防渗,施工方便,施工受季节影响相对较小,当坝址附近有大量透水沙砾料、风化坝壳料和黏性土料,可采用黏土心墙防渗。当坝址附近黏土料缺乏、风化坝壳料储量质量满足大坝工程要求,可采用沥青混凝土心墙防渗,解决防渗土料缺乏地区的筑坝难题。沥青混凝土心墙延展性好,适应变性能力强,对基础要求不高,抗渗能力强[1,2]。
参考文献
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