病险水库大坝防渗加固技术方案及质量控制

发表时间:2020/12/3   来源:《建筑实践》2020年23期   作者:王连会
[导读] 在我国进入21世纪的新时期,市场经济在快速发展

         王连会
         吉林省磐石市黄河水库灌区管理中心    吉林  130000
         摘要:在我国进入21世纪的新时期,市场经济在快速发展,社会在不断进步,水库除险加固是水库建设的一项重要工作,这项工作完成的如何对于水库大坝能否安全运行有着决定性的影响。结合工程实例,针对水库大坝的工程特点,采用坝体全段高压旋喷桩防渗、两坝肩坝基帷幕灌浆方案进行加固,大坝防渗加固后,工程运行状况良好,有效改善了水库大坝的渗漏及不稳定性。
         关键词:水库大坝;防渗加固;技术方案
         1大坝渗漏的基本类型
         (1)坝身施工中所用的材料质量欠佳,或是均匀度不足,导致坝身在使用后发生壤土沙化现象,部分区域伴有裂缝或孔洞。从壤土的组成来看,以沙壤土和粉细砂居多,由于此类材料的性质特殊性,导致其易出现散浸漏洞等问题,不利于大坝的正常使用。(2)坝基与坝身的接触带存在质量问题,主要与筑坝方法不当有关,由于未全面做好基础处理工作,导致该处掺入大量杂物,使坝基和坝身难以有效接触。(3)受地基内的砂层或沙壤土的影响而导致大坝发生险情,具体与此类材料的透水性不合理有关。大坝风险种类较为丰富,其中以渗透发生概率最高且危害最大,在大坝结构产生裂缝后易发生渗漏现象,且裂缝会对结构的完整性造成严重的影响。
         2病险水库大坝防渗加固技术方案及质量控制?
         2.1劈裂式灌浆技术
         坝身部位出现渗漏问题可采用劈裂式灌浆技术,通过裂缝渗漏的形式,让泥浆在结构裂缝中凝固,起到防护作用。在正式施工前,需调查大坝曲直度,之后进行钻孔施工,主要分为直线钻孔、梅花形钻孔。大部分工程都是采用直线钻孔方案,沿着纵向轴线在坝顶部位钻孔,钻孔与坝外肩保持1.5m间距、与孔洞保持3m间距,根据大坝高度确定钻孔深度。灌浆要由上到下进行,避免一次性灌注量过多,以少量多次为主。灌浆施工前要提高泥浆稠度,注浆压力逐渐提升,控制泥浆用量,时刻关注是否出现冒浆、鼓包、串浆等问题,出现问题应及时解决,保证灌浆质量。劈裂式灌浆施工可在大坝轴线部位形成防水帷幕,从而提升大坝坝身的整体防渗性能。
         2.2吹填盖重
         吹填盖重的设计方法包括计算吹填的宽度与厚度和复耕两个方面。由于吹填盖重设计方法的工程量巨大且耕地的占压太多,所以该设计方法相较于垂直薄防渗墙应用次数较少。吹填的宽度和厚度是根据勘探得到的剖面图进行计算,以及规范推荐的透水盖重计算式,从而算出宽度和厚度值。针对复耕设计方法,为了解决吹填占地占压耕地和影响环境的问题,建议在吹填前将一定深度原耕土剥离并推铲至指定区域,待吹填至完成后,再将该土平铺其上以利于复耕。这里关键的问题是复耕土的厚度如何确定,通常以农作物的根系深度以及当地的工作条件来考虑,但水稻田不太一样,一般情况来说最有效的复耕土厚为四十厘米到五十厘米。
         2.3防渗墙处理技术
         (1)高压喷射方法:施工单位利用高压喷浆机械设备,通过高压喷嘴喷射水泥浆,利用高压冲击力扰动大坝基部的覆盖物,在喷射阶段,在大坝根基灌入水泥浆,同时有利于搅拌砂砾和土,凝结水泥浆之后,在大坝根基部位形成防渗墙。在水库工程时间中,高压喷射方法应用范围比较广泛,我国不断提高科技水平,也进一步创新发展高压喷射方法。这项技术的应用难度比较低,同时可以节省施工成本,提高整体防渗效果。

[3](2)自凝灰浆法:自凝灰浆法的发展时间比较短,相关技术还不够成熟,施工单位将缓凝剂掺入到水泥和膨润土中,凝固了自凝灰浆之后,可以形成防渗墙。在实际施工阶段,如果施工单位需要造孔,施工单位需要在自凝灰浆凝固之前完成造孔工作,避免造孔工作影响到防渗墙的性能。(3)水泥搅拌桩法:在水库工程大坝建设过程中利用水泥搅拌桩法,施工单位利用搅拌机充分搅拌水泥,通过搅拌工作,水泥会产生化学反应,充分融合水泥和土,通过凝结形成防渗墙。施工单位利用水泥搅拌桩可以填充土质地基,保障防渗墙的施工效果。在大坝工程中广泛利用水泥搅拌桩法,可以保障整体防渗效果,同时可以提高地基基础施工质量。
         2.4灌浆防渗技术
         (1)速凝式低压灌浆法。此法在高位水位下方出现管涌现象时具有较好的应用效果,应准确掌握管涌的具体位置,根据实际情况配套相应的设备(30型钻机或50型钻机),从而开展钻孔作业,再将具有进水膨胀特性的材料注入孔内(为确保材料注入效果,要求压力达到50kPa),再将速凝剂注入其中,实现对钻孔的有效封堵。(2)填充式高压灌浆法。此法在大坝出现溶洞病害或是坝基基础质量欠佳的情况下具有较好的应用效果,例如在大坝基础管涌中,基于该此方法的应用可有效解决问题。施工所用设备为50m工程钻机,确定需要灌浆的区域,于该处的顶部开始向内部钻孔,各孔的间距控制在1.5~2.0m较为合适,为保证应用效果,钻入砂层的深度应达到1.5m。(3)灌浆加固法。此法是浆砌石重力坝防渗加固中较为典型的方法,如应用在支墩坝、拱坝中。当结构形成缝隙或漏洞后则对该处采取填充处理措施,并兼顾到大坝的上游面,于该处灌浆固结,基于此方法的应用大坝的防渗能力较以往有显著的提升。
         3工程质量控制
         3.1单管高压旋喷
         1)钻孔利用水平尺对机身的平稳性进行控制,孔位偏差需控制在1cm~2cm以内。钻孔伸入坝基1.0m.钻孔全过程需要记录完整,孔斜率需要控制在0.1%以内。2)下喷射管在下喷射管的阶段,将喷射管下放到设计深度,下管与钻孔两道工序可合二为一。为避免出现喷嘴堵塞的情况,可以以低压送浆并下管的方式进行处理。
         3.2坝坡整修
         在灌浆防渗处理后,则需要对大坝坝顶、上游、下游的坝坡进行整治、美化处理,在实际操作与处理的过程中,利用M10的砂浆进行勾缝处理。排水设施及坝肩采用M7.5浆砌块石,坝顶夯实整平并培土加厚50cm。在进行美化与整治的过程中,需要清除背水坡杂草,并根据原坡进行夯实整治。背水坡则是采用铺设草皮的方式进行护坡。
         结语
         水库工程建设可以促进社会经济发展、为人们提供服务,这就需要充分发挥水库工程的综合效益,保证大坝的防渗性、耐久性、使用寿命,避免产生病害等问题。因此,须掌握大坝的主要病害及其产生原因,并科学选择防渗加固技术,以综合防渗施工方案为主,整体提升大坝的防渗性能,保持大坝长期平稳运行。
         参考文献
         [1]陈洋,王立彬,王旭东.病险土石坝除险加固防渗方案的比选[J].水库科技与经济,2010(02):21-24.
         [2]焦一峰.中小型水库大坝除险加固技术方案优选研究[J].中国水运(下半月),2017(6).
         [3]雷瑞丽.川岩水库除险加固设计方案优选研究[J].湖南水库水电,2019,220(02):10-12.
        
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