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摘要:水利工程建设施工可以确保为我国居民创造更便利的生活条件,同时也是我国国家发展及现代化建设的重要基础工程之一,其建设质量对我国经济发展和人民生活水平提高有一定的意义。大坝施工是水利工程建设的重要环节,面对水利施工中经常会出现的渗漏问题,相关工作人员需要对工程中的防渗工作予以充分重视,这样才能有效促进水利工程建设质量提高,为我国国家发展建设做出贡献。坝基防渗是稳定水利大坝结构、提高大坝施工质量的重要因素,对我国水利事业发展而言意义重大。
关键词:水库大坝;坝基防渗;处理;施工技术
1水库大坝坝基渗漏的种类及原因
1.1水库大坝坝基渗漏的种类
水库的坝基施工建设是水库施工建设中十分重要的组成部分,坝基需要承载坝体以及水下压力,随着水位的加深,压力也逐渐增大,会给坝基带来严重的压力。施工过程中如果处理不当就会出现质量问题,坝基就可能会渗漏。坝基渗漏的种类是多样化的。
岩土透水性的差异可以将坝基渗透氛围三种:①孔隙性渗漏,主要是砂砾石的孔隙出现渗透,渗漏比较均匀。②裂隙性渗漏,是岩石中的节理裂隙出现渗漏,如果裂隙比较多,并且相互切割时,渗流几乎是均匀流动的,如果裂隙不规则,就会出现脉状流[1]。③管道式渗漏。是通过石灰岩和白云岩等溶洞出现的渗漏,溶洞的大小将影响渗漏的数量。
部位不同渗漏也分为三种:①坝体渗漏,这与施工质量有关,土石坝没有碾压设备施工时,坝体不够密实就会出现渗漏。②坝基渗漏,坝基的地质条件都比较复杂,需要挖掘和灌浆覆盖层,很多小型水库都没有进行工程地质勘测,根本没有坝基处理,结果导致渗漏现象比较严重。③坝肩渗漏,这主要是没有对坝肩进行勘测或者勘测不够造成的。
1.2水库坝基渗漏的原因
1.2.1坝基设计工作不够标准
当前我国水利工程建设时,工程施工与设计是一同进行的,这就使得很多工程设计图纸存在着不规范的现象,审核不够严格,在实际施工中就容易发生问题。很多工程项目设计中片面的追求速度,根据以往的经验进行施工,但是并没有对实际的施工条件进行细致的勘测,放水、泄洪等需要考虑不到位,随意进行坝下涵管,设计边坡等,使得水库的防渗体很小。还有一些水库没有在坝后做好反滤工作,出逸点比较高。
1.2.2地质先天存在问题
很多水库工程建设会受到期限等因素的影响,水库建设前没有对当地的地质情况进行勘查,一些水库的覆盖区比较深,在开工后也没有再次进行基岩的挖掘,甚至发现问题后也不及时采取措施进行维修,结果导致坝基出现渗漏。还有些水库的投资不足,风化的山包没有得到有效地处理就作为坝基中的一部分,导致出现渗漏问题。
2水库大坝坝基防渗处理施工技术
2.1高喷灌浆在水库坝基防渗加固中的应用
2.1.1高压喷射灌浆的分类
高压喷射灌浆作为钻孔灌浆的方式,存在单管灌浆、双管灌浆、多管灌浆等,通常应用到坝体、坝坡边缘的渗漏加固。其中单管灌浆是在20~25MPa压力下,使用高压泥浆泵进行旋转喷射,土层在喷射压力作用下会与泥浆液、水进行混合,并凝结成为硬度高、板状固结体。双管灌浆法也在20~25MPa压力下进行喷射,但其主要依靠压缩空气机、高压泥浆泵的相互作用,进行空气、浆液的喷射,从而改变土层中的物质含量的配比。多管灌浆包含高压水泵、泥浆泵、压缩空气机等施工工具,从多个施工机械中喷射出水、泥浆液和空气,泥浆液、水、空气在喷射过程中完全混合,并迅速凝固成为板状固体。
2.1.2高压喷射灌浆的施工方案
在对水库坝体进行高压喷射灌浆防渗加固过程中,可以运用高压喷射定喷、摆喷、旋喷方式,对坝体特定位置进行渗漏加固。安沟水库大坝壤土的粒径粗细适中,可采用旋转喷射,垂直提升,形成圆柱桩,起防渗抗渗作用。防渗墙轴线布置于坝顶轴线上,造孔桩号自0-050~0+204.50m,全长254.50m,共布孔255个。坝身造孔布置在坝顶,造孔自坝顶至基岩面以下1m,防渗墙采用单排旋喷桩连接,由于深度较大,考虑到孔斜的影响,孔距可定为1.00m,影响范围为1.10m,分两序进行旋喷灌浆施工。
2.1.3高压喷射灌浆的施工流程
利用合金喷嘴所开展的高压喷射灌浆施工,主要包括钻孔和排孔、喷射管浆液灌入、喷射提升、析水或冒浆分析、灌浆复喷等流程。在水库坝体完成钻孔后,将浆液输送至特定位置,再利用高压泥浆泵、水泵,对防渗位置土质进行破坏,并进行土粒、浆液、水之间的混合搅拌。在使用高压泥浆泵进行喷射灌浆时,需要对喷浆设备的喷射压力、单位时间内灌浆量进行控制。对于灌浆深度较大的喷射情况,应加大高压泥浆泵的灌浆量、喷射压力,降低其在摆喷、定喷、旋喷过程中的摆动和升降速度。但也要对钻孔灌浆的喷射速度进行适当控制,以免喷射浆液过多引起冒浆。最后按照一定的土浆质量比,对土层中的各种物质含量进行重新排列,浆液凝固后具有较高的强度与防渗性能。
2.2塑性混凝土防渗墙在水库坝基防渗加固中的应用
2.2.1塑性混凝土防渗墙施工方案
某水库工程采用构筑塑性混凝土防渗墙方案来完成既定的防渗加固任务,本工程坝体和坝基覆盖层厚度,最深可达51m多,可采用液压抓斗进行开槽成墙法和冲击钻机造孔成墙法构筑塑性混凝土防渗墙相结合方案,即坝顶至30m深度以内采用开槽成墙法构筑塑性混凝土防渗墙方案,超过30m深度的防渗措施采用造孔成墙法构筑塑性混凝土防渗墙方案。
2.2.2防渗墙槽段划分与成槽验收
在水库坝体、坝基防渗墙施工中,首先要根据区域土质、地下水位、施工高程等,进行施工场地、防渗墙中轴线等的确定。然后通过导墙构筑,进行挖槽精确度的控制,再进行防渗墙槽段的划分,液压抓斗能够将防渗墙分为多个不同槽段。每个槽段运用跳槽法进行槽板造孔、在槽段内按照主孔、副孔顺序,对具有相同间隔的成槽打孔。在完成槽段施工后,对成槽长度、宽度、深度等参数进行检测,并焊制适合成槽尺寸的矩形钢筋探笼,对成槽进行验收。
2.2.3防渗墙清孔换浆、泥浆护壁
在防渗墙泥浆搅拌站设置完成后,可以借助泥浆泵进行成槽孔位清理。其主要通过槽内泥浆液灌注,来进行槽板或成槽中渣滓的清除,直至泥浆密度达到1.20t/m3、含砂率控制在5%左右,之后使用膨润土、粘土混合而成的泥浆,进行壁面土体护壁操作。
2.2.4防渗墙导管下设与混凝土浇筑
导管下设主要作用于成槽内,不同槽段中可以下设多根导管,每根导管要间隔一定距离。之后进行塑性混凝土浇筑,在防渗墙浇筑中,需要考虑导管在墙体不同层级的下设深度,然后利用漏斗展开混凝土浇筑,要对浇筑速度、顶面高程进行控制。同时在混凝土顶面标高的测算过程中,应依次撤掉槽内导管,并对槽内浇筑深度、浇筑速度进行记录,还要控制混凝土坍落、泥浆扩散等状况,以保证塑性混凝土防渗墙浇筑施工的顺利完成。
3结束语
水库是我国水利工程中的基础性从建设,将直接关系到农民群众的利益,以及国家的经济建设。当前水库坝基渗漏问题比较严重。应采取有效的措施加以解决,保证水库坝基的施工建设质量,延长坝基的使用时间,使水库能够发挥出更大的作用和价值。
参考文献:
[1] 崔雅男.对水利工程坝基防渗工程设计与施工技术的探讨[J].中国科技投资,2016(2).
[2] 朱之春.水利水电枢纽中心坝基防渗工程施工要点[J].工程技术:全文版,2016(9):140.