水利水电防渗墙施工规范范例6篇

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水利水电防渗墙施工规范

水利水电防渗墙施工规范范文1

1 水利水电工程防渗处理施工技术应用的必要性

在近年来,虽然我国的水利水电工程获得了迅速的发展,但是因为其建设大多是沿用传统的施工方法。因此,在水利水电工程就很有可能出现一些问题,对水利水电工程的质量与使用功能都会产生严重的影响。且在水利水电工程的施工、运营中存在一定的问题。因此,就需要针对不同的问题,加强防渗处理施工技术,并能让严格控制防渗技术,降低渗漏问题发生的概率。

2 水利水电工程中的常见防渗处理施工技术

2.1 防渗墙施工技术的应用

多头的深层搅拌这一技术体系是防渗墙构建技术体系中的最为实用的一种。这一技术能够通过多个工头的搅拌机进行更为深入的搅拌,并且能够间接提升相应的搅拌效率,因此这一技术尤为实用,所以要大力拓展这一技术的实际应用范围,而这一搅拌技术的另一个优势所在紧实在搅拌的同时将水泥的浆液注入土中,避免了人工注入水泥浆的繁琐与复杂,同时还节省了相应的搅拌过程,从而直接形成坚实的水泥与土的混合工桩,进而从侧面保证了土坝的坚固性,并且在这一基础上,将这一经过处理的水泥桩相连接能够起到更好的防渗漏作用,从而提升整个土坝的坚固程度,而在此基础上而兴起的水利水电施工也能够得到更为稳定的进行。多头的深层搅拌技术的施工十分简单,并且具有污染小等优势所在,所以成为了在基于粘性土质的水利水电大型施工中常用的一种施工方式。

2.2 链斗防渗墙技术的使用

链斗防渗墙也是一种在实际的水利水电土坝施工的进程中常用的一种防渗漏处理方法,这一技术的具体应用需借助开槽机这一较为专业的基坝施工设备,通常开槽机会选用链斗式,这样便能在实际的运行过程中将自身的排桩装置加以切实利用,使排桩这一装置飞速的旋转起来,这样就能够将土块进行切开等操作,方便土料的获取,这也为相应的土坝建设节省了获取原材料的时间以及相应的过程所耗费的人力与物力。在取土完成之后,根据相应的测绘装置来对防渗墙的深度进行一定的测量,然后根据实际测得的数据来将排桩按一定的规格性标准来进行摆放。接着便可进行沟槽的具体开挖环节,这一部分需要借助切实的开槽机来实现,在挖好之后利用一定的泥浆对护壁的缝隙进行较为完善化的善后处理,从而实现土坝防渗的全方位处理。

2.3 锯槽防渗墙建设方案

锯槽防渗技术也是较为常见的一种防渗墙修筑技术,这一技术的工作原理较为简单,通过利用锯槽机中的刀装物来对相应的地质层进行较为细化的切割,而在切割的同时会自然产生一定的废渣,将渣滓进行一定的过滤后在系统地利用排渣装置井土渣全部倾倒至槽外,在没有土渣的时候便可以进一步进行接下来的泥浆善后工作,但这一工作的执行需要以保证防渗墙的质量与外观为基准,因此还应用质量较高的泥浆对防渗墙整体进行较为深入的塑形,但在实际的执行环节需要注意,因为地质层有不同的特性,因此在实际的切割环节就要根据地质层的特性来适当调整相应的施工方式。

2.4 薄型抓斗防渗墙施工技术的使用

在水利水电防渗处理施工中应用薄型的抓斗将土槽挖开技术,就是在施工用应用该方法对施工墙壁进行简单的护壁处理,然后再对其进行浇筑。在浇筑过程中使用的是防渗性能较强的塑性混凝土,在混凝土结构施工结束后逐渐形成防渗墙。在水利水电工程施工中一般将其应用于土层富含大量的粘土、沙土和沙粒成分的土层之中。

2.5 水枪的运用

在水利水电工程施工中应用该技术,通常需要在砼搅拌机、浇筑机和凿孔机共同运行完成。具体来说,就是在施工中能够应用高速水流枪对土层进行切割,将水枪作为凿孔的喷嘴,在施工中对孔壁进行切割修整就是通过运用水枪上下运动来实现的,然后应用泥浆对该切割土层进行保护。根据工程的实际施工需要,采取可以采用循环方式将其中的残渣滤出,然后在此基础上构筑防渗墙。

2.6 土坝坝体劈裂灌浆法

在水利水电工程的坝体工作区域在投入运营后往往有很多裂缝区域,通常是因为施工质量较差,施工设计不合理,都会导致水利水电工程的坝体出现裂缝,如果裂缝比较严重就很有可能导致一些会上下贯通裂缝的出现。针对该问题,可以使用土坝坝体劈裂式灌浆技术。具体来说就是施工时,借助一定的灌浆压力,将坝体劈裂至坝轴方向,再向裂缝内灌浆。该灌浆施工方式可适用于坝体应力分不规律。

2.7 卵砾石层防渗帷幕灌浆法

随着近年来水利水电防渗施工技术的不断发展,帷幕灌浆技术逐渐成为水利水电工程主要的防渗技术,从而能够使水利水电工程更加安全,不影响其使用功能。但是与岩石灌浆不同,卵砾石层防渗帷幕灌浆技术的施工要求更加严格,需要严格按照施工规范施工。在该灌注过程中钻孔时主要的施工步骤,在造孔成功后,将粘土作为主要材料进行灌注。

水利水电防渗墙施工规范范文2

关键词:防渗技术、混凝土防渗墙、质量控制、检测技术

中图分类号:TU375 文献标识码:A 文章编号:

混凝土防渗墙是关系到水利水电工程整体质量的重要建筑工程,然而,由于混凝土防渗墙具有隐蔽性的特点,造成了只能在施工过程中才能对其质量进行控制。因此,为了保障混凝土防渗墙的质量,必须在施工过程中采用科学的方法对其质量进行控制,从而提高混凝土防渗墙的质量。

一、影响混凝土防渗墙工程质量的因素

在施工过程中影响混凝土防渗墙工程质量的因素有很多,其中最主要的因素有以下几种:

施工用的泥浆

泥浆是建造混凝土防渗墙墙孔作业的必备材料,它具有巩固孔壁、净化孔底、及冷却钻具的功能。此外,泥浆质量的优劣还直接关系到墙段间接缝的质量、墙体的质量以及墙底与基岩接合处的质量。可以说,加强对造防渗墙孔泥浆质量的控制和检查是保证防渗墙质量的重要前提。而影响防渗墙造孔质量的主要因素有:泥浆的密度、泥饼厚度、粘度、含沙量和胶体率等。

混凝土与泥浆的密度差

由于泥浆与混凝土之间密度差越大,混凝土表面的流动性就越强,就越能推动泥浆流动,从而提高墙体混凝土结构的质量。因此,为了提高泥浆与混凝土之间的密度差,提高工程的质量,在建造混凝土防渗墙的过程中,要保证混凝土的密度大于2500kg/m³,而清孔粘土浆的密度要小于1300kg/m³。

3、原材料及混凝土拌和物的质量

由于混凝土防渗墙的混凝土浇筑是在泥浆下进行的,因此,浇筑工作可以自行挤实而不需振捣。因此,设计人员要根据防渗墙承担的具体任务和实际施工条件,结合混凝土防渗墙的施工经验来确定配合比。此外,在选用原材料和混凝土拌和物时要根据以下要求去选择:

在选用水泥时应当优先选用矿渣硅酸盐水泥。

在选择混凝土骨料时,应选择颗粒直径小于40cm的骨料,其中以优质的卵石为最佳材料。

在选择混凝土拌合物时应选用流动性、粘聚性、保水性良好的拌合物。

4、混凝土防渗墙孔的孔斜

孔斜是造孔作业中最容易出现质量问题的部分,如果孔斜的斜率过大,就很容易使相邻槽孔之间搭接不上,从而影响整个墙体的连续性。此外,混凝土结构的接头工艺技术难点也在于控制孔斜,而混凝土防渗墙的整体技术难点又在于混凝土结构的接头工艺。因此,孔斜是关系到混凝土防渗墙整体质量的重要因素之一。

导管之间的间距

经过观察统计发现,根据不同导管间距浇筑而成的混凝土墙面结构的夹泥效果有所不同。比如,当导管之间的距离小于3m时混凝土墙面的夹泥效果很差;当导管之间的距离在3-3.5m时混凝土墙面的夹泥效果会有所增大;而当导管之间的距离大于3.5m时混凝土墙面的夹泥效果将会显著增强。因此,在施工时要保证混凝土墙内的导管间距小于3.5m。

6、导管的埋深

导管的埋深程度是影响混凝土流动状态的重要因素。当导管的埋藏程度较浅时,混凝土会出现覆盖状态流动,从而造成混凝土表面的杂质被卷入混凝土内的现象;而如果导管的买深度太深,则会造成导管内外的压力差变小,从而影响混凝土的流动性,如果当管内外的压力相等的话,则会严重阻碍混凝土通过导管进入槽内。因此,在施工时必须控制好导管的埋深程度,在一般情况下导管埋入混凝土中的深度应该在1-6m之间。

浇筑混凝土的速度

当浇筑混凝土时,如果浇筑的速度过快,会使混凝土表面出现锯齿状的裂缝,导致泥浆等杂质从裂缝处进入混凝土结构中,从而影响混凝土结构的质量。此外,如果浇筑速度过快还会造成混凝土流动速度的加快,使增大相邻混凝土之间的拉力,从而造成斜向或水平的裂缝出现。但如果浇筑的速度过慢,则会因为混凝土出初凝的时间限制影响到导管的提升。因此,在施工过程中必须控制好混凝土的浇筑速度。在一般情况下,混凝土的浇筑速度应大于2m/h。

混凝土防渗墙施工过程中对常规质量指标的检测

一般情况下,在建造混凝土防渗墙时,质量检测人员要根据1996年国家水利部门的《水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范》中所规定的检测方法和标准来对混凝土防渗墙进行质量检测。其中,最主要的监测内容有以下几点:槽孔位置和轮廓尺寸的检测,孔底淤积厚度的检测,造孔泥浆的粘度、密度、含沙量以及稳定性的检测,混凝土的原材料计量、塌落度、扩散度以及搅拌时间的检测,泥浆下混凝土浇筑的导管布局、配置、埋深以及混凝土浇筑速度的检测,混凝土运输过程的检测等。

三、混凝土防渗墙建筑完成后的质量检测方法

现阶段,我国常见的质量检测方法有CT检测法和墙体破坏监测法。

1、CT检测法

混凝土防渗墙质量的CT检测技术是采用人为设置弹性波,使其穿过工程地质体来探测工程结构内部是否存在异常的一种质量检测技术。经过大量的研究实践表明,当混凝土的配比一定时,弹性波在混凝土建筑中的传播速度与混凝土建筑的浇筑质量成正比。这就表明,弹性波传播速度快的区域,混凝土结构的密度大、强度高、质量好;而那些弹性波传播速度慢的区域,混凝土结构的密度小、强度低、很有可能存在空洞等缺陷。因此,质量检测人员可以根据弹性波的传播速度来确定混凝土防渗墙建筑质量的好坏。

2、墙体破坏检测法

墙体破坏检测法又可以分为钻孔取芯法和墙体开挖法。

(1)钻孔取芯法

钻孔取芯法是现阶段准确度最高的混凝土防渗墙质量检测方法,其原理就是采用钻头在混凝土防渗墙上钻孔,并通过对钻孔的检测来获得墙体透水性资料的检测方式。但由于其检测结果是“一孔之见”,使得其检测结果的代表性较差。此外,由于钻孔会对混凝土防渗墙的墙壁造成一定程度的破坏,从而很可能会影响到混凝土防渗墙的质量。因此,在使用钻孔取芯法进行质量检测时,要严格按照规定的回填标准进行弥补。

墙体开挖法

墙体开挖法是指通过对混凝土墙体进行开挖,来检测混凝土强度、接缝质量、接缝垂直度、墙体厚度等方面质量的检测方法。但由于它对墙体的破坏程度较大,且又难以修补,因此,在现阶段很少使用。

结束语:混凝土防渗墙作为水利水电工程项目的重要组成部分,对整个工程的质量起着决定性的作用。近年来,虽然我国的混凝土防渗墙技术得到了快速发展,但还需要施工人员更加注意建造细节上的工作,只有这样才能保证防渗墙建筑的质量。我相信,随着科学技术的不断发展,我国的混凝土防渗墙技术会得到快速的发展。

参考文献:

[1] 金向红.多头小直径深层搅拦桩截渗墙施工质量的控制[J].安徽水利水电职业技术学院学报,2008(02).

水利水电防渗墙施工规范范文3

关键词:水利工程; 堤身; 堤基; 防渗处理

Abstract: through the embankment engineering project, design, construction, supervision to the construction of the running management of each link discuss the water conservancy project in the dam foundation seepage prevention dyke measures and principles.

Keywords: water conservancy projects; Cross-sectional; Foundation; Seepage prevention

中图分类号:TV 文献标识码:A 文章编号

1引言

沿河、湖、海等构筑的挡水建筑物就叫堤,它是水利工程中非常重要的一部分。堤身堤基防渗处理之所以重要,因为发生洪水时小的渗漏可能进一步发展为大的渗漏,大的渗漏可能会发展为管涌,管涌可能导致溃堤,而溃堤的后果有多么严重无需赘言了。由渗漏发展产生的破坏就是渗透破坏,渗透破坏的研究是水利科技中很重要的课题,本文不打算探讨渗透破坏的机理,而是着力探讨堤的防渗处理的措施和原则。

一般而论,堤的防渗不会仅仅是某一个环节的问题,而是需要从工程立项、设计、施工、监理一直到工程运行管理全方位全过程都重视的问题,换言之这是一个系统问题,解决系统问题需要使用系统工程学的观点来实现。系统工程学其实就是研究系统最优化的科学,如何在各个环节中最优化地处理堤身堤基防渗问题,是本文讨论问题的出发点和基石。

2工程立项、设计环节的防渗措施和原则

2.1 工程立项的原则

水利工程立项的重点是选择合适的方案[1],方案选择的依据应当是“风险最小”和“效益最大”的原则[2]。由于水利工程事关社会大众的利益,需要“长治久安”,来不得疏忽和失误,所以要做到风险最小;效益最大,既是要有最好的经济效益(工程项目造价合理,运行后经济效益显著),还要有好的社会效益(服务社会大众,体现出很好的公益效果)。因为堤的防渗效果决定了堤的使用寿命和抵抗汛期洪水的能力,所以项目立项时应当将堤的防渗能力作为关键指标来考察。

2.2 设计环节的措施和原则

2.2.1 堤身堤基防渗设计要点

《堤防工程设计规范》(下面简称设计规范)将堤身堤基的防渗设计要求做了详细的规定[3]:

1.堤基的防渗处理。堤基防渗处理的基本原则是:前堵、后排,降低堤后渗流位势[4]。设计规范在这方面有充分体现,它将堤基分为软弱性地基、透水性堤基、多层堤基和岩石堤基四类,每一类都有适合该类地基性质的防渗处理手段,即:

(1)软弱性地基(软粘土、湿陷性黄土、易液化土等构成的堤基)可采用铺透水垫层,再在堤脚外加压载,做垂直排水砂井排水,但在要求防渗部位不能造成渗流通道。

(2)浅层性透水堤基推荐采用铺盖防渗;深厚性透水堤基宜采用截渗墙防渗,截渗墙有高压喷射灌浆截渗墙、“射水法”混凝土防渗墙、板桩灌注防渗墙、固化灰浆防渗墙等。

(3)多层堤基宜采用减压井、盖重,或者两者结合使用。

(4)针对存在裂隙、风化的岩石堤基采用砂浆或混凝土封闭的办法。

2. 堤身的防渗处理。设计规范在堤身防渗上主要要求满足堤的渗透稳定性,而对渗流量只要不影响安全就不予控制。该规范推荐采用土工膜和土工织物做堤身防渗和排水材料,并且对材料抗老化性、拉伸强度、渗透性等提出了要求,同时要求表面加保护覆盖。沥青混凝土和混凝土防渗体在堤防中应用较少,如用时按其他相关规范处理。

2.2.2 堤身堤基防渗设计原则

针对具体的堤防工程,堤身堤基防渗设计主要体现在采用哪种防渗的方案,例如是前堵还是后排,是采用减压井还是压盖,使用截渗墙时是使用高压喷射灌浆截渗墙还是板桩灌注防渗墙,不一而足。设计方案的选优可以依据以下原则进行:

1.堤防工程防渗设计同样适合“风险最小”和“效益最大”的原则,这里的风险最小是指防渗能力上足够的安全裕度,效益最大是说造价合理,施工费较低。这两者有矛盾时需要平衡处理,但首先要满足风险最小的原则。

2.有多种方案可供选择时建议采用模糊层次分析法(Fuzzy Analytical Hierarchy Process)进行优选。模糊层次分析法针对多种难以精确预估权重的方案,以层次分析法区分定性定量指标,对不确定指标进行模糊处理,这种方法最大优势在于方便建立合适的数学模型,通过计算机处理,很容易获得优选的方案。基于模糊层次分析法的文献很多,“模糊层次分析法在方案优选方面的应用[5]”可供参考。

3.有多种方案可供选择但在经济效益没有明显差距时应优先采用本地区或本单位过去使用成熟的设计方案。

4.设计堤身防渗时应该将其看成与堤基防渗同属一个系统而统一设计(虽然两者还是有区别),这样在确定防渗结构和材料上更容易做到优化。

5.慎重选用新技术或新材料。由于水利工程在比较长的时期内才能看到效果,特大洪水发生年份又难以准确预估,新技术或新材料用于水利工程的时期往往较短,不足以完全验证其效果。“堤防工程施工规范 条文说明(修订版征求意见稿)”1.0.4条说“经现场工程试验、专家论证,且证明确实有效的” 就可以使用“新技术(含新材料、新工艺、新设备)”[6],笔者不完全同意,新技术或新材料的使用除了年限外,还需要“数量”的证明,根据概率论只有样本的数量足够大时才能证明试验结果是真实可靠的,笔者不反对在严格监控的条件下使用新技术或新材料,但对中小水利工程来说还是不要盲目使用新技术或新材料为好。

3 施工和监理环节的防渗措施和原则

3.1 施工环节的处理措施和原则

3.1.1防渗施工的基本要求

堤身堤基防渗施工应当按照《堤防工程施工规范》(下面简称施工规范)[7]5.3~5.6及6.6条款相关规定进行。防渗效果的好坏与施工的关系非常密切,下面这几点应该充分满足之后,才能从根本上保证施工的质量和效果:

1.施工方案是否经过严格审核论证;

2.施工工艺是否合理;

3.施工材料的质量是否合格;

4.施工设备、机具和工具是否符合要求;

5.施工人员的技术水平是否达到要求;

6.施工的组织是否协调和衔接流畅;

7.重要的关键节点或结合部的施工是否到位;

8.施工是否严格按照工艺和规范执行。

3.1.2防渗工程施工的主要形式

1.水平防渗,以铺、压、导为主,例如铺盖、土工布等;

2.垂直防渗,主要是构造防渗墙。

3.1.3防渗施工的质量控制

施工质量控制的关键是有没有建立完善的质量保证体系,以及严格的检测和抽检制度。虽然事后检验很重要,但有些隐蔽的缺陷并不容易检验出来,把握施工质量还是要靠施工全过程的工作质量和扎实的施工管理来实现的。

防渗施工的质量检验依照施工规范10.4.5和10.4.6进行。

3.2 监理环节的措施和原则

监理环节对保证防渗施工的效果和质量控制正发挥着越来越重要的作用,为了保证监理工作贯穿整个施工的全过程,需要重视以下几点[8] [9]:

1.监理部应在施工招标之前组建,以便更好地对施工单位进场的资质进行复核和对前期施工准备进行全面的监控和把握,防止工程一开始就失控。

2.选好总监,全面落实总监理工程师负责制。选择一个优秀的监理总负责人是实现监理工作重中之重,然后是组建好的监理团队。

3.理顺监理工程师的质量控制体系与施工单位的质量保证体系之间的关系。后者是前者的基础,监理工程师应在开工令之前检查施工单位的质量保证体系是否健全,不健全就不能开工。

4.处理好处理业主、监理、施工三方的关系及地方政府相关部门的关系。监理工程师监管整个施工体系的质量控制,业主应保证其工作的独立性。

3.3 工程验收环节的措施和原则

防渗效果的验收应按《堤防工程施工质量评定与验收规程(试行)》(简称验收规程)[10]执行。但是验收规程对防渗效果的验收缺乏物理指标的规定和检验方法,参考“长江重要堤防隐蔽工程质量检测及评价方法探讨” [11],检测方法如下:

1. 检测组成防渗体的各种原材料(例如水泥、膨润土、外加剂、砂、石、土工布等)的物理力学性能指标;

2. 检测防渗墙墙体材料的质量和检测墙体的完整性。检测防渗墙墙体材料的质量方法是现场取样然后室内试验,如果成墙后就用钻孔取芯的方法检测,钻孔后注水试验,测试墙体的连续性和渗透系数。墙体完整性的检测主要检查墙体是否连续、完整,包括墙体的厚度、垂直度、墙体的外观、接缝等,采取现场开挖,使防渗墙暴露一定的深度,再进行观测的方法。

上面的方法对防渗墙有一定破坏,无损的检测可以使用相控阵地质雷达等手段[12]。

4 工程运行管理环节的防渗措施和原则

4.1 工程运行之后的管理措施和原则

工程运行之后的管理应该按照《堤防工程管理设计规范》[13](简称管理规范)执行。

4.1.1渗漏观测项目主要有两点:

1.表面观察。观察裂缝、洞穴、隆起、翻沙涌水等渗透特征。

2.渗流观测。观察堤身浸润线,堤基渗透压和减压井排渗效果等,还可以测渗流量和检测水质。

4.1.2管理规范还规定了必要的机构组织建设,通讯、交通和其他维护设置等。

4.2 堤身的应急处理措施

在汛期洪水猛涨时遇到堤坝险情,常以以下方法处置[14]:

1.堤身漏洞。采用“前截后导,临重于背”的原则,在临水侧堵,背水侧疏导,并设围反滤井,阻止泥土流失。主要做法有塞堵和盖堵以及“软帘堵漏[15]”等。

2.堤基管涌。管涌多发生在背水侧,处理原则是反滤导渗。主要做法是反围滤井、反滤层压盖和蓄水反压等做法。

3.堤坡渗水。原则是“前堵后排”。

其实,上面几种险情处置的原则都是类似的,临水一侧可以利用水压达到堵的效果,背水一侧面临水压只能疏导,不能堵,堵则越堵水越大。

5 结束语

本文对堤身堤基防渗处理技术性措施的叙述较简,因为笔者认为大部分工程渗漏的问题如果单纯从技术角度观察并不是太复杂不能解决的,目前已有的很多方法都比较成熟可靠,也足以应对这些问题,比较难的是防渗其实牵扯到方方面面,这些需要从整个系统的角度来考虑它,并加以解决。笔者尝试提出一些观点,以期达到“抛砖引玉”效果,不妥之处还望有识之士不吝指正。

参考文献:

[1] 沈坚等. 水利工程项目全过程造价控制的途径研究[J]. 浙江水利水电专科学校学报,2009,21(4).

[2] 董哲仁. 试论生态水利工程的基本设计原则[J]. 水利学报,2004(10).

[3] GB 50286-98,堤防工程设计规范[S]. 北京:中国计划出版社,1998.

[4] 占洪波. 堤基防渗处理综述[J]. 治淮,2010(1).

[5] 陈欣. 模糊层次分析法在方案优选方面的应用[J]. 计算机工程与设计,2004,25(10).

[6] SL260-200X,堤防工程施工规范 条文说明(修订版征求意见稿)[S].

[7] SL260-98,堤防工程施工规范[S]. 北京:中国水利水电出版社,1998.

[8] 闫玉才. 中小水利工程施工质量控制[J]. 山西水利科技,2006,5(2).

[9] 王伟珍等. 提高水利工程质量与安全生产管理水平路径探析[J]. 浙江水利水电专科学校学报,2009,21(3).

[10] SL239-1999,堤防工程施工质量评定与验收规程(试行)[S]. 北京:中国水利水电出版社,2005.

[11]李家正等. 长江重要堤防隐蔽工程质量检测及评价方法探讨[J]. 中国水利,2002(12).

[12]肖柏勋等. 堤防防渗墙质量无损检测试验研究最新进展[J]. 中国水利,2002(12).

[13] SL171-96,堤防工程施工质量评定与验收规程(试行)[S]. 北京:中国水利水电出版社,2005.

[14] 《水利水电施工技术手册》编委会. 水利水电施工技术手册 土石方工程[M]. 北京:中国电力出版社,2002.

水利水电防渗墙施工规范范文4

关键词:塑性混凝土;防渗墙;配合比;渗透系数

Abstract: As a new type of plastic concrete diaphragm wall material, it is in the hole reservoir reinforcement engineering problems in construction of the diaphragm wall to be universal application. To meet the requirements of the project strength and elastic modulus, the permeability coefficient of such indicators of plastic concrete mixture ratio test, chooses the suitable for engineering construction requirements of the mixture ratio. Test results show that hole reservoir in the reinforcement engineering problems of plastic concrete wall all the indexes meet the design requirements. Plastic concrete with initial elastic modulus is low, limit deformed and the characteristics of low permeability coefficient, can adapt to the large deformation, seepage control to improve the stress state of the wall.

Key Words: Plastic concrete; Diaphragm wall; Mix; Permeability coefficient

中图分类号: TV543+.8 文献标识码:A 文章编号:

1工程地质条件

大坑水库位于惠阳区永湖镇东面4km处,南距惠阳区约21km,北距惠州市19km。大坑水库所在流域为淡水河右岸小流域,地处惠阳区永湖镇彩二村。是一座以灌溉为主,结合防洪等综合利用的中型水库。坝体填筑土一般为多年前填筑,就近取土加高培厚而成,主要为粉质粘土、砂壤土、壤土,部分堤段含有粉细砂、中细砂、碎石片、植物根茎等。填筑时压实程度不均匀,防渗性能差,极大地威胁着大坝的安全,必须采取防渗加固措施[1]。防渗加固的主体工程为塑性混凝土防渗墙。

2塑性混凝土的特点

塑性混凝土是一种水泥用量很少并加入了膨润土(有时掺加粘土、粉煤灰)的混凝土,其水泥胶结物的粘结力低,从而使其强度大大降低,塑性变大。塑性混凝土防渗墙具有弹性模量低、极限应变大的优良特性,大大提高了防渗墙的安全性[2]。塑性混凝土的优良l生能主要取决于它的以下特性:

(1)塑性混凝土具有极低的变形模量,而且可以人为控制其配合比,使其变形模量在较大范围内变化。

(2)塑性混凝土具有与土层形态非常相似的应力应变曲线,可以人为地选择与周围土层应力应变曲线相吻合的塑性混凝土配合比。

(3)塑性混凝土的极限应变值比普通混凝土大得多,普通混凝土的受压极限应变值为e=0.08%~0.3%,而塑性混凝土在无侧限条件下的极限应变超过1%,比普通混凝土大几倍甚至几十倍。

(4)在三向受力条件下塑性混凝土的强度有很大的提高,而且几乎与围压呈直线增大。这就意味着随着围压的增加,塑性混凝土的强度增加了,防渗墙的安全度得以提高。

3塑性混凝土的技术指标

抗压强度R28=2MPa;初始切线模量E0=300~600MPa(最大允许值E0=1000MPa);渗透系数K6.0h,终凝

4施工配合比试验研究

4.1主要原材料

(1)水泥:水泥为惠州市罗浮山水泥有限公司生产的“罗浮山”牌P.O42.5R号普通硅酸盐水泥,其主要力学指标符合GB175-2007标准。

(2)膨润土:试验使用湖南上饶膨润土厂生产的膨润土。主要物理力学性能见表1。

(4)外加剂:试验所用外加剂为广州外加剂厂生产的FDN440高效减水剂。

4.2试验配合比及结果

试验主要依据《水工混凝土试验规程》进行[3]。混凝土采用机械拌和,人工捶捣成型,静置48h后拆模,并移至标准养护室养护至试验龄期,进行混凝土试验,试验配合比见表4,新拌及硬化混凝土性能见表5。

由以上结果可看出:在其它条件相同时,随水泥用量增加,塑性混凝土的强度增大,弹性模量提高。塑性混凝土的这种性质,对于提高墙体强度,改善墙体应力和工作特性是十分有利的。同时,塑性混凝土具有较低的渗透系数,其值一般在10-7cm/s,能满足各种规模防渗墙的要求。

4.3确定最优的施工配合比

塑性混凝土的配制强度应根据混凝土的设计强度、强度保证率及离差系数等指标,依据SDJ207―82《水工混凝土施工规范》中的有关规定确定[4]。《水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范》中指出:一般认为泥浆下浇注的混凝土强度只有陆上浇注混凝土强度的70%左右。综合考虑以往塑性混凝土的使用情况,塑性混凝土的配制强度可由式(1)计算得

(1)

式中:R配为塑性混凝土的配制强度(MPa);R28为塑性混凝土的设计强度(MPa);t为混凝土强度保证率为95%时的概率度。取t=1.645;Cvo为混凝土抗压强度离差系数。

本次设计中,R28=2MPa,Cvo=0.15,代人式(1)计算得R配=3.2MPa。因此,试验确定的最优施工配合比编号为TS-02。

5应用情况分析

通过现场施工取样,进行了塑性混凝土坍落度、凝结时间、渗透系数、抗压强度、弹性模量等指标的试验。

5.1坍落度、扩散度

经现场量测,塑性混凝土坍落度一般在18~20cm之间,扩散度一般在38~40cm之间,全部满足设计要求。

5.2凝结时间

本次检测试样分别来自主1―17,副2―13,副1―08三个单元,其初凝时间分别为7.45h,6.00h,6.30h,终凝时间分别为≤22h,≤21h,≤21h,均符合设计要求。

5.3渗透系数

检测试样分别来自主1―17,副2―13,副1―08三个单元,其渗透系数分别为1.96×10-7cm/s,2.01×10-7cm/s,2.01×10-7cm/s,均符合设计要求。

5.4抗压强度

塑性混凝土抗压强度测定结果见表6。

5.5弹性模量

检测试样分别来自主1―17,副2―13,副1―08三个单元,其弹性模量分别为777,824,755MPa,均满足设计要求。

综上所述,塑性混凝土应用于大坑水库除险加固工程后,各项指标均达到设计要求。实践证明,塑性混凝土是一种理想的防渗材料,宜作为水库大坝加固工程及其它水利水电工程中的防渗墙墙体材料。

6结语

(1)大坑水库坝体填料主要为粉质粘土、砂壤土、壤土,土料质量较差,这就要求防渗体具有较强的适应变形能力。塑性混凝土的主要特点是弹性模量低,极限变形大,能适应较大的变形,因此可作为堤身防渗体的首选材料。它有利于改善防渗墙体内部的应力状态,大大提高了防渗墙的安全性,且节省了水泥,明显降低了工程造价。

(2)塑性混凝土具有很低的渗透系数,其值一般在101cm/s以下,能满足各种规模防渗墙的要求。

(3)塑性混凝土在水库大坝防渗加固工程中的成功应用表明,塑性混凝土是一种较好的防渗材料,可在水利水电工程中推广。

参考文献:

[1]马建华.适用于长江中下游干流堤防堤基垂直防渗的新技术[J].水利水电技术,2001,32(3):58―60.

[2]丛蔼森.地下连续墙的设计施工与应用[M].北京:中国水利水电出版社,2001.

[3]SD105-82,水工混凝土试验规程[S].

水利水电防渗墙施工规范范文5

关键词:水利工程;施工;防渗;灌浆

Abstract: The modern water conservancy and hydropower project Danger reinforcement, it can adopt anti-seepage, grouting method to effectively addressed. For the different characteristics and different types of water conservancy and hydropower project, take a different approach. Seepage control technology has small footprint, simple equipment, grouting high efficiency, low cost, small affects to the building, so to get a wider application.Key words: hydraulic engineering; construction; impermeable; grouting

中图分类号:F407.9 文献标识码:A文章编号:2095-2104(2012)02-

一、我国水利工程存在的问题

我国的小型水利水电枢纽工程为数众多,它们分布广,坝型多样,发挥着防洪减灾的重要作用,同时为农业灌溉生产和人民生活用水以及工业用水提供水源。然而,由于它们多属于特殊历史时期的产物,而且经过多年的运行,其中许多工程都不同程度存在一些病险问题,属于水利行业的重点关注对象。这些工程的主要病险有:

(一)防洪标准偏低,达不到现行有关规范,标准要求。

(二)坝体、坝基多有渗漏、渗透破坏等。

(三)工程建筑物老化失修。这些病险不仅造成水利水电枢纽工程不能正常运行,不能充分发挥其效益,而且还严重威胁到下游人民生命财产的安全,因此急需进行除险加固处理。

病险水利水电枢纽工程最主要的病征是渗透问题,有地基(包括坝肩)渗透和坝体渗透。根据不同的坝型、坝基和病因情况,应采取不同的处理方法。常用的是防渗墙和灌浆。

二、水利工程防渗的处理技术(一)防渗墙类型及其特点防渗墙一般要求墙体厚度小、渗透系数低、柔性强、耐久性好及单位面积造价低。防渗墙施工有多头深层搅拌水泥土、锯槽法、链斗法、薄型抓斗、射水法和倒挂井法等成墙工艺。1、多头深层搅拌水泥土成墙工艺多头深层搅拌桩机一次多头钻进,把水泥浆喷入土体并搅拌,使土体与水泥浆液混合固结成一组水泥土桩,桩与桩搭接形成水泥土防渗墙,目前最大成墙深度为22m,水泥土渗透系数0.3MPa。实践证明,多头深层搅拌水泥土防渗墙防渗效果明显,在地下防渗工程中质量可靠,投资最经济、最有效,具有一定发展前景。2、锯槽法成墙工艺在先导孔中,锯槽机的刀杆以一定的倾角一边作上下往复切割运动,一边以0.8~1.5m/h的速度(根据地层状况)向前移动开槽;被锯切割下来的土体可由反循环或正循环方式的排渣系统排出槽外,并采用泥浆护壁。浇筑塑性混凝土,形成宽度为0.2~0.3m的防渗墙体。锯槽机由行走底盘、动力及传动系统、刀杆及支架加压系统、排渣系统、起重设施及电气控制系统组成;传动方式有机械式与液压式2种。以不同规格的刀杆进行组合,开槽宽度可达0.2~0.5m、深度达到40m.3、链斗法成墙工艺由链斗式开槽机排桩上的旋转链斗取土,同时将斜放的排桩下放到成墙深度,开槽机前进开挖沟槽,并采用泥浆护壁,其浇筑混凝土方法类似锯槽法。链斗式开槽机的开槽宽度为16-50cm,深度可达10-15m。适应于粘土、砂土和粒径小于槽厚的、含量小于30%的砂砾石地层。4、薄型抓斗成墙工艺采用斗宽为0.3m的薄型抓斗挖土开槽,泥浆护壁,浇筑塑性混凝土或用自凝灰浆形成薄壁防渗墙,最大成墙深度可达40m。适用于粘土、砂土及卵石和砂砾的含量与粒径在一定范围内的土层。5、射水法成墙工艺射水法成墙设备主要由造孔机、混凝土搅拌机和浇筑机组成。成墙厚度为0.22-0.45m,深度可达30m.成墙垂直精度可达1/300,适应于粘土、砂土和粒径小于100mm的砂砾石地层.(二)灌浆类型及其特点土石坝坝体、坝基防渗处理中灌浆方法主要有均质土坝及宽心墙坝的坝体劈裂灌浆、高压喷射灌浆、坝基卵砾石层防渗帷幕灌浆等.1、土坝坝体劈裂灌浆土坝坝体劈裂式灌浆是运用坝体应力分布规律,用一定的灌浆压力,将坝体沿坝轴线方向劈裂,同时灌注合适的泥浆,形成铅直连续的防渗泥墙,从而堵塞漏洞、裂缝或切断软弱层,提高坝体的防渗能力,并通过浆、坝互压和湿陷,使坝体内部应力重分布,提高坝体变形稳定性。2、高压喷射灌浆高压喷射灌浆防渗是借助于高压水泥浆液射流冲击破坏被灌地层结构,使水泥浆液与被灌地层土颗粒掺混,形成壁状固结体而起防渗作用。根据被灌地层结构和防渗要求不同,又分为定喷、摆喷和旋喷.3、卵砾石层防渗帷幕灌浆卵砾石层的防渗帷幕灌浆大都采用粘土为主加少量水泥的混合浆液进行灌注,不同于在岩石中灌浆。卵砾石层灌浆难以形成自立的钻孔,故常采用套阀式灌浆、循环钻灌阀跟管灌浆、打管灌浆的方法。因受地质条件的限制,不能有效控制浆液的填充范围,为达到相对较高的防渗标准,常需采用3排以上的灌浆孔.4、控制性灌浆控制性灌浆是近年来提出的一种改进型灌浆工艺,是对传统灌浆工艺的一种调整,通过控制浆液压力和流量,在保证质量和效果的前提下,有效控制灌浆范围,节约时间和投资。

三、水利工程防渗防水材料的分类国内外经常使用的防水材料主要分为两大类:柔性防水材料和刚性防水材料。(一)柔性防水材料柔性防水材料又分为卷材和防水涂料两类1、卷材

常用的卷材有沥青质和高聚物改性沥青质卷材,三元乙丙橡胶类卷材、氯化聚乙烯类、氯丁橡胶类、聚氯乙烯类、氯磺化聚乙烯类卷材等。其中以沥青质卷材应用最多,它的原料来源丰富,价格低廉,但易老化,高温易流淌,低温易脆裂,热施工污染环境,在形状复杂部位不易施工,操作困难。新发展的防水卷材,如三乙丙橡胶类卷材,防水不成问题,但用于粘贴的胶粘剂耐水性、耐久性不佳,若基面比较潮湿,卷材就会与建筑物基体脱开,造成空鼓。2、防水涂料

以低档的沥青质涂料为主,使用较多的有聚氨酯煤焦油涂料,氯丁胶沥青防水涂料,再生胶沥青防水涂料等。防水涂料虽适用于形状复杂部位施工,但很多产品质量不稳定,耐久性差,在低温下不易施工。而且产品毒性较大,污染环境,危害人们身体健康,应用上受到一定程度的限制。(二)刚性防水材料刚性防水材料无毒无味,有利于环境保护,施工操作较简便。主要技术措施是在混凝土中掺入各种外加剂,如防水剂、减水剂、膨胀剂等。掺入防水剂、减水剂这两类外加剂可以显著降低混凝土水灰比,增加混凝土密实性,减少毛细孔数量或者使混凝土憎水,生成凝胶类产物堵塞毛细孔,因而可以改善混凝土的抗渗性和吸水性,从而达到防水之目的。但这两类外加剂都没有解决混凝土收缩开裂这一要害。但是,膨胀剂大多限用在地下工程,主要是因为地下工程温度变化小,湿度大,混凝土干燥收缩和热胀冷缩小,因此防水效果较好,而用于地上则效果不甚理想。

水利水电防渗墙施工规范范文6

关键词:混凝土防渗墙;水利工程;稳定发展

中图分类号:TV331文献标识码: A

引言

混凝土防渗墙是基础和地球保护层大坝项目的主要防渗措施,它使用特殊孔机械设备施工时段,充满泥浆和槽内,以防止孔壁坍塌,并最终与导管槽充满泥浆浇注混凝土和位移的泥巴,建造一堵墙。连续墙施工技术广泛应用于水利工程地基加固,更广泛应用于水利水电工程地下连续墙,而且它是一种有效的防渗水的措施。

1、水利工程简述

水利工程项目和其他施工项目在建设过程中表现出来的特点有很大的不同,其在建设过程中具有各自的特色,但是,无论是何种施工项目,都一定要保证其施工质量。在水利工程建设中,应用防渗处理技术能够提高水利工程的施工质量,保证水利工程在使用中的效果。要想更好的在水利工程中应用防渗处理技术,一定要对相关的技术进行必要的了解。在水利工程施工前,要对施工地点的水的位置进行控制,水利工程建设大多在河流、湖泊或者是其他的地方,为了避免水对整个工程进行影响,要先采取必要的措施对水流进行控制。

水利工程在建设过程中,一般都是开放型的建筑施工,因此,在施工过程中受到的外界影响因素比较多,在强风暴雨或者是严寒天气下进行施工会导致工程的质量受到很大的影响,因此,施工中要采取必要的措施对天气变化情况进行应对。在施工中,对工程质量要求很高,因为水利工程投资非常巨大,在施工建设中的工期比较馋,因此,对工程质量要求更高,水利工程在建设完成以后对当地的人民生命财产安全也有很大的影响,因此,国家对各类水利工程质量的要求都非常严格。水利工程施工中,要进行基础施工部分的准备工作,因为很多的水利工程项目都是在一些高山、峡谷以及交通不便利的地方,因此,在进行施工前,要做好施工地点和外界的连通施工,这样能够在施工中更好的保证工期。

2、混凝土防渗墙在水利工程中的应用

2.1混凝土防渗墙的施工准备

工作在混凝土防渗墙施工之前,要预先做好一系列准备工作:收集并分析设计图纸、相关文件资料和技术要求及标准;制定施工细则和施工组织方案;做好施工现场准备工作,保证场地平整,水、电、道路畅通;确定防渗墙的中心线和准确的定位点、导墙沉陷监测点以及水准基点;修筑完成施工平台、导墙、混凝土系统、泥浆系统的辅助设施;对泥浆和墙体材料进行试验,确定混凝土配合比;补充进行地质勘查;如果防渗墙的中心线位置具有已探明或的大块孤石,在修建施工平台和导墙前要予以爆破或清除。

2.2混凝土的类型

从混凝土防渗墙的类型来说河以将混凝土防渗墙分成四个种类:(1)槽板式防渗墙槽板式防渗墙的横截面为槽型使用泥浆和其它方法进行固壁然后在合适的位置进行凿孔开凿再使用混凝土在槽孔中进行回填构成防渗墙通常槽孔的长度为6~9m,这种防渗墙根据单元槽不同的连接形式河以分成连锁型和搭接型两种类型。(2)桩柱式防渗墙柱桩式防渗墙的横截面为圆孔使用套管或泥浆护壁,使用混凝土回填到大直径的钻孔中然后形成连续防渗墙根据打桩孔的连接类型,混凝土的防渗墙的布置形式是不同的,比如,为了使土石坝地基防渗墙达到防渗的要求,一般使用连锁形和搭接形两类。(3)泥浆槽防渗墙泥浆槽防渗墙是挖掘出宽度为1.6~3.0m的沟槽,然后使用泥浆固壁的方法来使孔壁维持在直立的状态,在将槽孔挖掘到设计的深度后使用没有经过压实的砾石、砂、粘土的混合料进行回填,从而构成一道防渗墙。(4)板桩灌注防渗墙使用桩边焊有小管的钢板打入到地基中,在打到合适的深度时,缓慢拔出钢板桩然后利用桩自身把防渗材料使用小管塞入到桩身拔出后留下的空隙构成连续防渗薄墙。

2.3泥浆护壁施工

混凝土防渗墙中的泥浆具有重要作用,能够避免槽壁塌陷,泥浆会渗透至地层,在槽壁表面产生泥皮,从而抵抗地层的水土压力,避免地下水渗入孔槽;同时能够避免孔槽中的泥浆漏失,保证施工进度,在护壁施工完成后,泥浆渗入带、泥皮和防渗墙能够同时实现防渗漏效果。从大坝基体的黏土墙中挖掘出来的黏土,由于包含水泥结块或其他杂质,所以并不能确保制浆的数量和质量。在制浆过程中,首先需要进行化学成分分析、物理试验和矿物鉴定。如果施工场所位于漏失地层、砂砾石层或松散土层等透水性能良好的地区,应该选取那些相对密度较大、黏度较高的泥浆,有利于增加阻力、保证槽孔稳定、避免漏失。此外,在进行护壁施工时,要先排除泥浆所含细砂颗粒,并根据实际施工情况添加适量处理剂,例如,加重剂、增黏剂或防漏剂等,确保孔壁稳固,并做好泥浆堵漏的准备工作。

2.4浇筑墙体

混凝土浇筑混凝土前要先确定浇筑施工方案。对槽段清底实施换浆时,在验收达标后需要立即使用直升导管的方法浇筑墙体混凝土,导管直径在200~250mm范围内。混凝土防渗墙中的槽长度控制在6m~8m之间,如果槽段长6m,则要布置两根直径为250mm的导管,采用胶圈密封接头,并用钢丝绳键槽将其连接。同时,要在每个导管顶部安装漏斗,便于混凝土经过混凝土输送泵直接被送至漏斗;浇筑混凝土前,要在导管中放入悬浮隔离球或其他隔离物质;先缓慢注入少量泥浆,然后注入足量混凝土将隔离球挤出并掩埋导管底部;浇筑混凝土的过程中,严格控制导管埋入深度在2m~5m;确保混凝土匀速上升,其上升速度为2m/h,严格控制高差不应大于500mm;每30min测量一次孔槽中的混凝土深度,每隔2h对导管内混凝土深度进行测量,及时填绘浇筑墙体混凝土指示图,以便核对浇筑方量;浇筑砂砾石层后,要严格核算其加密测量,有助于塑性混凝土对普通混凝土的替换。

3、混凝土防渗墙的发展

3.1水泥粘土的取代和形成的一种新型墙体材料

墙选择粘土混凝土具有良好的经济,可以节省建设项目的成本。因为技术是合理的,粘土混凝土具有良好的变形和抗裂性、渗透性能优异,耐久性,与此同时,截水墙具有良好的变形稳定、渗透率和安全,可以避免不必要的重建、修复工作,效率储蓄、防洪、经营效益显著增加。

3.2施工方法和技术的改进

传统钢丝绳冲击钻能适应各种地层,简单维护、价格低廉等优点,仍被广泛使用,持续改进。主要改进:增加反循环渣系统,变量使用烟管连续渣反循环连续渣浆的使用,增加电机功率,提高钻头的形式,由以前的1增加钻压、钻压。5吨增加到3~5吨;改善机械结构,延长的生命脆弱的部分,提高综合机械性能。由于这些改进,增加钻机和耐久性的影响,钻井效率显著提高。

3.3建筑技术进入成熟阶段

多年来,我国水利水电混凝土防渗墙技术,从头逐步发展到目前为止,我们已经解决在不同的工程设计和施工的要求和不利的自然条件成功地完成了防渗墙技术,可在各种特殊地层、构造各种混凝土截水墙的使用,一些最大的墙深度可以接近100米。作为一种成熟的施工技术,国内外在这一领域几十年的探索和实践,具体截水墙施工技术可以有效地解决许多大中型水电工程坝体和坝基的渗流问题,基本组成部分在市政工程的土壤保持轴承的问题,如此,形成一个完整的系统的规范。

结束语

在水利工程施工中,防渗处理技术具有非常重要的地位,其能够提高水利工程的建设水平,同时对其使用效果有直接影响,对我国水利事业发展具有很大的影响。在水利工程建设中,采取防渗措施一定要非常的科学合理,这样才能达到事半功倍的效果。

参考文献

[1]刘志红.浅谈塑性混凝土防渗墙在水利水电工程中的应用[J].水利技术监督,2000,03:22-25.