防渗墙技术在水库除险加固工程中的应用分析

1、防渗墙技术在水库除险加固工程中的应用分析No.9,2011现代商贸工业ModernBusinessTradeIndustry2011年第9期防渗墙技术在水库除险加固工程中的应用分析牛新中(安徽水利开发股份有限公司,安徽蚌埠233000)摘要:随着社会及水利事业的发展,早期时用于农业灌溉及发电的水库,受历史条件限制,其工程质量较差,经过多年运行,部分设施老化并受到破坏,其防洪标准已无法满足目前的防洪要求,对其进行除险加固是必须的.详细介绍了防渗墙技术,并简要阐述了其在除险加固工程中的主要流程及施工注意点.关键词:防渗墙技术;水库;除险加固;工艺流程.中图分类号:TU文献标识码:A文章编号:167

2、23198(2011)09026402l前言我国已兴建各型水库近十万座,给社会创造效益的同时也出现了许多的病险情况,有的甚至发生溃坝,给人民生命财产带来严重的损失.为充分发挥工程效益,实现国有资产的保值增值,总结和推广土石坝加固技术显得十分必要.防渗墙技术引入我国近半个世纪,设计理论和施工方法都在不断改进与探索,运用范围也由水利工程推广到城市建设,交通航运部门,成果显着.详细介绍了防渗墙技术的原理及常见的几种技术,并讲述了混凝土防渗墙在应用中的主要工艺流程.2水库防渗墙技术简介2.1防渗墙工作原理防渗墙是利用各种挖槽机械,借助于泥浆的护壁作用,在地下挖出窄而深的沟槽,并在其内浇筑适当的材料而形

3、成一道具有防渗功能的地下连续墙体.具体的原理如下:(1)通过钻头向下的冲击运动破碎坝土,砾石,卵石,漂石和基岩.常用的钢绳冲击钻的重量为10001300kg,钻进深度为120150m.通过钻头的冲击作用成槽,同时对槽孔两壁的松散层起挤压,密实作用.(2)在泥浆固壁松散的地基中挖出一条窄而深的长槽,由于泥浆的作用使槽孔保持稳定而不坍塌.,(3)防渗墙的混凝土是靠导管内混凝土面与导管外泥浆面之间的压力差和混凝土本身的良好的和易性和流动性,不断填满原来被泥浆充满的空间,而形成地下连续防渗墙.(4)在冲击钻造孔成槽过程中,钻头对周围土体的挤压,密实作用,泥浆形成泥皮以及渗入松散坝土,地基中的或钝角,穿

4、过屋面的管道周边,要用细石混凝土浇捣密实,以防止根部渗漏.(3)屋面流水坡向设计正确,坡度应当符合设计的要求,水落El周围直径500mm范围内应做成不小于5的坡度,并用防水涂料或密封材料进行密封,其厚度不小于2mm,水落口杯与基层接触处,应当留出宽20mm,深20mm的凹槽填嵌密封材料.(4)变形缝处金属盖板应顺水搭接,做咬口处理后,还应当用锡焊接密封,侧面固定牢固;缝内垃圾清理干净,然后填泡沫塑料或沥青麻丝,上部填放衬垫材料,并用防水卷材封盖;屋面防水施工完成后,按要求进行屋面蓄水实验,检验屋面是否渗漏水,一般蓄水时间不得少于48h.3.3卫生间防渗施工措施(1)穿过地面的塑料排水管应每层设

5、置伸缩节,并埋置于混凝土板内,其高度为上口露出地面40rmm左右.采暖管在穿过地板处设置套管,套管与管道之间用石棉油麻封堵.在做水泥砂浆找平层时,在管道周围50mm内做高出地面为2O一30ram的水泥砂浆档水台,防止水从管道处渗漏.(2)在浴盆上口200mm处至地面,全部用1:2.5水泥砂浆打底,浴盆口墙面用1:1水泥砂浆抹灰,压光.为防止浴盆处地面积水,浴盆下地面除采取上述做法外,还应当进行找坡,水流向浴盆排水管一侧,并通过浴盆排水检修门流人室内地漏.(3)严格按照操作规程施工,确保混凝土浇捣密实.模板拆除时,混凝土强度应符合施工规范的要求,在施工中不超载;如出现由于施工原因造成的混凝土板裂

6、缝,应当剔除周围的混凝土,严格按施工缝做法重新进行浇筑.(4)地面施工完成后,应进行两次蓄水实验.首先在补修好管道,地漏,排水管周围混凝土后,进行一次蓄水实验,以检查排水坡度排水是否畅通及有无渗漏;在全部工程完-264-工后,再做一次蓄水实验,以彻底根除渗漏因素.3.4地下室防渗施工措施(1)设计上预防.明确重要部位的受力状态,进行抗裂验算.使裂缝小于规范允许值,以达到从源头控制渗漏的发生.地下室外墙采取小规格配筋,缩小钢筋间距,距离宜在12O一150mm;特殊情况下,增加暗梁,暗柱等对薄弱部分的抗裂防渗有利.(2)原材料控制.水泥的相对密度,湿度,强度,细度,凝结时间,安全性等级,均应达到国

7、家标准,验收合格后,方可使用堆放环境应做到防潮,防雨,时间要严格控制;砂石料经级配,本身的强度,坚固性,形状均应到达规范要求.粗骨料一般用二级配,最大料粒径为30mm.(3)施工上防治.地下室剪力墙混凝土的施工裂缝处是薄弱环节;应尽最一次浇筑完毕,减少留置施工缝;底板混凝土不得留置施工缝;必须留置时一般应在高于底板2O一30cm部位留置,设置钢板止水带,对于新旧混凝土结合处采用微膨胀混凝土,表面必须清洗干净,上107胶和水泥浆结合面一道;为防止大体积混凝土底板混凝土内外温差超过限值而产生裂缝,必须掌握基础内部实际温度变化情况,必须测试混凝土入模温度,确保混凝土中心温度与表面薄膜下温差不宜超过2

8、5,超过时必须采取保温措施,浇水养护和覆盖双层麻袋来降低内外温差.参考文献13熊影,姜军.房屋工程卫生间渗漏原因及预防措施J.福建建材,2000,(2).2陆建城.常见房建工程渗漏质量通病预防浅析J.成铁科技,2007.33刘志忠.浅议房建工程施工阶段的质量控制J.科学之友,2009.No.9,2011现代商贸工业ModernBusinessTradeIndustry2011年第9期泥浆凝结,三者共同起到防渗作用.2.2主要的防渗墙技术(1)混凝土防渗墙技术.其机理是使用专用机具,在已建成的坝体或覆盖层透水地基中建造槽型孔,以泥浆固壁;并利用高压泵将泥浆压人孔底,携带岩渣,再从孔底回流到地面,

9、然后采用直升导管,向槽孔内浇筑混凝土,形成连续的混凝土墙,起到防渗目的.主要优点:适用性较广,实用性较强,施工条件要求较宽,比较安全,可靠.(2)高压喷射灌浆防渗技术.其机理是按设计布孔,利用钻机钻孑L,将喷射管置于孔内,由喷射出高压射流冲切破坏土体,同时随喷射流导入水泥浆液与被冲切土体掺搅,喷嘴上提,浆液凝固,在地基中按设计的方向,深度,厚度及结构形式与地基结合成紧密的凝结体,起到防渗作用.其优点是不需对地基进行开挖,即可在地基的某一深度建造符合设计要求的防渗体;施工速度快,机具磨损少,钻具消耗低.(3)倒挂井防渗墙技术.是在土石坝均质坝和心墙坝的防渗体中用人工开挖井孔.先在坝顶井口浇筑锁口

10、梁,以固定井口位置,然后由上向下逐段开挖,逐段浇筑混凝土圈,采用单井开挖,先挖主井,后挖副井,相互搭接,可构成整体混凝土防渗墙.其优点是单井施工,土拱作用,土压力小,施工安全度高.(4)射水造孔浇注混凝土防渗墙技术.利用高压水泵及成型器中射流的冲击力破坏土层结构,水土混合回流泥沙溢出地面.同时利用卷扬机操纵成型器不断上下冲动,进一步破坏土层,切割修整孔壁,造成有规格的槽孔,且用一定浓度的泥浆固壁,随后采用常规的水下混凝土浇筑,建成混凝土或钢筋混凝土防渗墙.3混凝土防渗墙在除险加固工程中的施工工艺3.1混凝土防渗墙加固施工流程施工程序主要为:坝基淤泥土层加固一测量放线,划分槽段一施工平台,导墙修

11、筑一开挖槽段一清孔换浆一导管下放一水下混凝土浇筑一墙体质量检查.3.2混凝土防渗墙的施工(1)混凝土原材料及配合比.混凝土原材料配合比设计本着寻找各种材料最经济的组合,使混凝土各项指标达到设计要求的原则进行,要尽量提前做好施工配合比,以免开始施工时受此制约.(2)导墙施工.先进行防渗墙中心线测量放线,再划分槽段并确定槽段接头位置和数量,在其面上放出导墙边线,然后绑扎导墙钢筋,架立固定模板,当模板架立结束后用经纬仪调直,水准仪找平;接着混凝土拌制,运输及浇筑.最后混凝土拆模,养护,土方回填,防止泥浆渗出,此过程中要特别注意回填土的密实,防止碾压不实出现不均匀沉陷.施工达到设计强度后,就可以制备护

12、壁泥浆进行防渗墙槽孔开挖.(3)护壁泥浆.在制浆过程中要注意泥浆比重变化必须控制在最小范围内,制备好的泥浆存放于储浆池中,储浆池的储浆量应满足一个槽孑L连续施工所需泥浆量.为避免泥浆沉淀,储浆池需经常用泥浆泵抽排,使泥浆保持流动性,均匀性.由于使用抓斗开槽,泥浆采用静止方式.在同一槽段钻进中,为适应不同土质情况,防止塌方,应注意调整泥浆的性能和配合比.(4)挖槽及施工控制.挖槽施工:为保证成槽质量及墙体竖直度,施工工艺选用"抓取法"成槽.该抓斗是用钢丝绳悬吊在履带式起重机上进行作业的,具有自动纠偏,挖掘能力强,闭斗力大等特点,故能保证高质量,高效率地挖槽.该项施工的关键在于

13、防止孔壁坍塌.清孑L换浆:将孔内含有大量砂粒与岩屑的泥浆更换成质量合格的泥浆,还要把孑L两端已浇混凝土表面附着的岩屑和泥皮刷洗干净,以保证墙体混凝土,相邻两墙段的竖直接缝,墙底与基岩接触带的质量.清孔换浆常用的机具有压缩空气吸泥器,砂石泵,钢丝刷子钻头等.成槽验收:成槽验收分为终孔验收和清孔验收两项.终孔验收包括槽宽,槽深,孔位,垂直度,基岩岩样与槽孑L嵌入基岩深度等内容;清孔验收包括孔内泥浆性能,孑L底淤积厚度和接头孔壁刷洗质量等内容.(5)混凝土浇筑.混凝土浇筑是施工的最后一道工序,也是防渗墙施工的主要工序,因此混凝土浇注施工必须满足下列质量要求:外型尺寸,浇注高度,技术性能指标必须满足设

14、计要求;墙体要均匀,完整;不得存在夹泥浆,夹泥断墙,孑L洞等严重质量缺陷.开始浇筑时,同时拉开两组储料斗阀门,混凝土料连续进人漏斗冲开漏斗活板,沿导管冲人孔底,全部储料进人槽孔后,应立即测量槽内混凝土顶面高程,核对计算混凝土量与实际上升高度是否吻合.浇注结束时,应及时拔出导管,清理并冲洗干净导管,漏耳,储料斗等浇筑设备.3.3混凝土防渗墙的质量控制(1)应严格按规范要求对混凝土防渗墙钻孔定位,孑L位允许偏差不大于±3,孔斜率不大于0.5,套接孔的孔位中心在任一深度处偏差值不大于设计墙厚的1/3.(2)施工单位应有专门的地质人员,能准确测定基岩面高程,保证设计要求的人强风化岩深度,岩样应顺序装箱,妥善保管.(3)孔底淤泥厚度不大于10cm;含砂量不大于1O%,粘度不大于30s;浆液密度不大于1.045g/m3.(4)钻孔检查主要包括对混凝土墙取芯进行试验,了解材料强度,弹性模量和抗渗强度,评价混凝土墙体质量.4总结防渗处理有许多种处理