水利水电工程中混凝土防渗墙施工技术的应用构建

水利水电工程中混凝土防渗墙施工技术的应用构建

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摘要:随着水利水电事业的迅猛发展,工程施工中技术的应用也越来越广。就经济发展的角度而言,水利水电工程的进步一方面是提升了我国水力资源的利用率,实现了能源紧张问题的缓解,为经济的发展提供了必要的能源支持,另一方面是通过工程建设,可以有效的增加社会就业岗位,为就业矛盾的解决贡献一份力量,所以说水利水电工程的建设对于经济的促进作用较为明显。其中混凝土防渗墙施工技术因其自身特性而在水利工程防渗加固中应用广泛。防渗强的质量直接决定了工程的质量和经济效益,所以深入的分析水利水电工程混凝土防渗墙施工技术对于提升其质量而言意义重大。

关键词:水利水电工程混凝土防渗墙施工技术应用管理

1防渗墙技术发展简介

混凝土防渗墙施工技术,广泛用于水利、水电工程中,在我国的应用已有40余年。为适应堤防加固垂直防渗工程的需要,已开发出多项混凝土防渗墙施工新技术,如射水法、锯槽法抓取法等。现此项技术除在堤防上广泛应用外,在水库的除险加固和水库防渗等方面也广泛使用,且取得了良好的效益。

2混凝土防渗墙的类型

混凝土防渗墙根据其施工以及形状的不同,可将其分为四个类型:第一是槽板式防渗墙。这种防渗墙的横截面为典型的槽形,主要利用泥浆和其他方法进行固壁。此种类型的防渗墙,根据槽孔的不同搭配形式,可以分为连锁型和搭接型。第二种是桩桩式防渗墙。此种防渗墙的横截面为典型的圆形,护壁方式往往采用泥浆或者是管壁,具形式也分为连锁和搭接两种。第三种是泥浆槽防渗墙,这种防渗墙需要挖掘出具有固定宽度的沟槽,然后利用泥浆固壁的方式维持孔壁的直立。第四种是板桩灌注防渗墙。这种防渗墙主要是在地基的固定深度进行焊有小管的钢板注入,然后形成防渗墙。

3混凝土防渗强施工的基本特征

混凝土防渗墙的施工有两个特别突出的特征:第一是在施工的过程中,使用到的临时设施较多。基于这个特征,在进行施工准备的时候,要进行设施的多方面考虑,以备施工不时之需。第二是混凝土防渗墙施工的风险和难度较大。因为防渗墙的施工是一项地下工程,所以隐蔽性较强,存在的安全风险也较大,因此会有大量的不稳定因素存在,对其安全造成威胁。

4施工设备及工艺

4.1施工设备

钻孔机械是防渗墙施工的主要设备。仿苏式钢绳冲击钻机其钻孔原理是利用钻头对地层进行反复冲击破碎,直至地层碎屑被破碎到能被泥浆悬,用抽砂筒提出孔外,因而功耗大,工效低。冲击式反循环钻机,改抽筒断续出渣为泵吸连续出渣,避免了钻头对地层颗粒的重复破碎,工效提高,但需要有泥浆净化机配套分离钻渣。抓斗挖槽机,抓斗无须以泥浆为介质,完全利用斗齿切割,破碎土层,直接抓出渣土。按工作原理可分液压抓斗和钢绳抓斗。

4.2造孔工艺

钻劈法,适用于一般砂卵石地层。施工时墙轴线划分不同长度的槽段,相邻两个槽段分一、二期先后施工。使用钢绳冲击钻机或冲击式反循环钻机,分主、副孔钻进,当相邻两个主孔钻进一定深度后,再劈打副孔接存劈落的石渣并提出孔外。抓取法,在粒径较小的砂卵石层或粉土层中修建防渗墙,可用抓斗直接挖掘成槽,可大大地提高工效。钻抓法,在紧密的地层中造槽或施工深槽孔,即采用冲击钻和抓斗联合施工,冲击钻钻进主孔漂卵石层及基岩,两主孔之间的副孔用抓斗抓掘。根据槽孔的大小,可采用两钻一抓或三钻两抓。

4.3其他关键工序

(1)导墙的作用。是为开挖机具导向,保护槽口、承重等。由于防渗墙每一槽段的施工周期较短,为降低工程成本,应尽量使用可周转使用的钢结构导墙,如使用混凝土导墙时其断面尽量缩小,一般为高×宽=50×30cm的矩形。(2)在成槽过程中,为保持槽壁稳定,应采用泥浆固壁,现多使用膨润土制浆,其主要指标是密度1.04g/cm3左右,马氏漏斗粘度32~50s。泥浆可重复使用,但需用泥浆净化机除砂。(3)防渗墙一般采用一级配塑性混凝土为墙体材料,这种材料强度和变形模量均很低,适应地基变形的能力强,抗渗性能好,渗透系数小于1×10-6cm/s渗透破坏比降可达300以上。(4)混凝土浇筑采用直升导管法,导管内径20cm左右。视施工现场条件可选取用罐车或泵输送混凝土。(5)墙的连接多采用“接头管法”,也可采用“切削法”或其他方法,墙段连接是该项技术的难点之一。

5混凝土防渗墙的施工难点

5.1漏失、松散地层成槽的方法在混凝土施工的时候,有时会遇到槽口较为松散的土体。这种土体由于填筑的质量不好,所以在进行挖槽的过程中往往会出现坍塌或者是劈裂的情况,这种情况会严重影响到施工,所以需要做好三方面的工作来进行此情况应对。第一是所要将槽口的长度划小,而对于导墙以下4至7米深处的土体,要利用粉喷桩等进行加固。第二是要将固壁泥浆面的高度进行降低,如果出现了坍塌和劈裂,则要利用水泥土液浆进行处理。第三是在进行操控开挖的时候,可以利用跳挖的形式。

5.2处理槽内漏失地的方法

在防渗墙施工的时候,槽内漏失地的处理也是一个难点。槽内漏失地主要指的是在进行挖槽工作的时候,会遇到中强漏失层或者是覆盖层。在这种强狂下,泥浆会出现迅速流失的情况,而泥浆流失带来的后果便是孔壁的坍塌。在处理漏失地层的时候,主要是进行迅速的土料回填,并对槽内进行搅拌和挤压,之后可以在进行开挖。如果是遇到漏失较为严重的地层,需要利用水泥膨润土浆液进行地层的预灌。

5.3嵌岩的方法

嵌岩也是防渗墙施工中需要解决的重点难题。一般在嵌岩的时候,需要注意三个方面的问题:第一是当在槽孔开挖过程中遇到坚岩石的时候,可以利用重凿进行破碎处理,将岩屑和岩块捞出后可以行深度的预测。第二是在利用钻孔法进行成槽的时候,可以先将整个槽孔的覆盖层进行挖取,然后在进行后续的作业,这样可以避免槽壁稳现象的产生。第三是要注意重凿的操作。因为重凿的操作不合理会导致岩石的过度破碎,所以对其冲击点数以及次数等要进行控制。

6未来发展前景展望

我国的水能资源开发程度仅为15%左右,远远低于发达国家水平。我国的水资源时空分布很不平衡,旱涝灾害频繁。随着国民经济的快速发展,水利建设、水能资源的开发都面临着极大的机遇。我国的城市化进程任重道远,老城改造、新城建设、交通、环保工程等等,都需要建设大量的混凝土防渗墙和其他地下连墙。可见,混凝土防渗墙技术有广泛的市场需求,其发展前景看好。

7结束语

水利工程在目前经济发展中的作用无可替代,而防渗墙作为水利工程施工中的重要内容,深化其技术认识,并对技术措施的利用进行有效的管理,可以提升技术利用的合理性,进而提升其价值。这对于水利水电工程的质量安全具有重要的意义。

参考文献:

[1]魏永利.刍议混凝土防渗墙技术在水利水电建筑施工中的应用[J].黑龙江科技信息,2016(04):209.

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