塑性混凝土防渗墙在水库除险加固中的应用和分析
塑性混凝土防渗墙在水库大坝除险加固中的应用
(作者单位:常德市水利局建设管理站)塑性混凝土防渗墙在水库大坝除险加固中的应用◎匡毅一、引言近年来,水库大坝除险加固中,塑性混凝土防渗墙的运用越加广泛。
与普通混凝土防渗墙相比,塑性混凝土防渗墙弹性模量和强度较低,抗变形能力较强,减少了周边沉降对墙体的破坏,且具有较强的防渗能力,还能减少水泥用量,降低工程造价,施工过程更为简易,加强相关研究具有重要意义。
二、塑性混凝土防渗墙概述塑性混凝土作为一种新型混凝土,主要是在传统的混凝土中添加了一定量的粘土和膨润土等材料,进而改善普通混凝土的性能,大幅提升混凝土的极限变形能力,实现防渗墙与周围土体材料之间的变形匹配性,提高防渗墙的耐久性。
同时,塑性混凝土还具有成本低,施工工艺简单的优势,因此在水利工程建设中得到日益广泛的应用。
塑性混凝土防渗墙可以弥补普通混凝土防渗墙的不足,其抗变形能力强,弹性模量低,能承受较大范围的墙体变形,降低应力,避免墙体损坏。
特别是在地震等自然灾害高发地区,塑性混凝土防渗墙可作为水利水电工程的永久性防渗结构。
目前,塑性混凝土防渗墙主要运用于大坝加固、水库除险、围堰施工等领域。
本文主要从水库大坝除险加固角度出发展开分析,浙江长潭水库、江西竹坑水库、辽宁大河水库、山东日照水库等水库均采用塑性混凝土防渗墙对大坝进行加固,并取得了很大的成功。
三、水库大坝除险加固中塑性混凝土防渗墙的应用下文围绕某水库大坝除险加固工程,详细探讨了塑性混凝土防渗墙的应用情况。
1.工程概况。
本文以某小(一)水利工程为例展开分析,此水库总库容达316.3万m 3,塑性混凝土心墙风化料坝,坝高最大48.5m。
此水库大坝地质复杂,裂隙较发育,坝址基岩板全~强风化为软质岩,填筑料采用的是全风化土料,渗透系数不满足防渗要求。
为实现大坝除险加固,经综合分析后决定采用塑性混凝土防渗墙进行防渗处理。
2.塑性混凝土防渗墙设计。
本项目混凝土防渗墙设计参数如下表1所示,采用混凝土强度等级C25、12号三级钢筋,间距、保护层分别为200mm、30mm。
水库大坝塑性混凝土防渗墙加固设计探讨
水库大坝塑性混凝土防渗墙加固设计探讨摘要:各类水库的加固工程广泛使用塑性混凝土防渗墙,因其具有极好的防渗性、适应性,本文结合实践工程介绍了塑性混凝土防渗墙在水库大坝加固工程中的设计。
关键词:塑性混凝土;防渗墙;设计;施工该水库堤坝存在的主要问题有:坝基清基不彻底、坝体心墙土体质量较差、心墙中部顶高程低于正常蓄水位,坝基、坝体渗漏严重,大坝下游左端一级至三级平台之间坝坡塌陷严重。
现就如何解决相关问题进行分析。
1、防渗加固方案选择经现状渗流、稳定计算,现大坝坝体下游浸润线较高、下游最大逸出坡降及坝坡稳定安全系数不满足规范要求。
鉴于大坝目前存在的实际问题及大坝现状渗流、稳定计算结果,设计采用了性混凝土防渗墙方案。
2、塑性混凝土防渗墙设计2.1 防渗墙布置该水库大坝心墙顶宽10m.两侧为厚3.0 m的砂砾石过渡带,考虑到混凝土防渗墙轴线如布置在砂砾石过渡带会给施工带来困难,本次将混凝土防渗墙布置在大坝坝顶沿坝轴线偏上游2.0m处,混凝土防渗墙轴线与大坝轴线平行,混凝土防渗墙从大坝左坝肩至右坝肩全范围布置,布置轴线长度为170m。
根据大坝水文地质剖面图,大坝中部54 m长坝底为弱风化基岩。
防渗墙底缘深入至坝底弱风化基岩面0.3m;大坝其他部分坝底为强风化基岩,防渗墙底缘深入至坝底强风化基岩面0.8m。
根据地质钻孔资料分析计算,防渗墙最大深度61.2 m。
防渗墙底部均接坝基帷幕灌浆。
2.2 防渗墙厚度确定根据工程地质勘察大坝下游最低水位水320.5m,水库校核洪水位为379.42m。
经渗流计算。
防渗墙上下游水位最大水头差为38.10m。
2.3 防渗墙渗流计算3.3.1 计算工况渗流分析计算根据规范要求按以下工况进行:①上游正常蓄水位,下游无水;②上游设计洪水位,下游相应水位;③上游校核洪水位,下游相应水位;④上游1/3坝高库水位,下游无水。
⑤上游校核洪水位速降至死水位,下游相应水位。
2.3.2 计算方法及计算参数大坝加固后坝体渗流分析计算,采用北京理正软件设计研究所的《渗流分析软件》有限元法计算。
塑性防渗墙在水库除险加固中的应用
塑性防渗墙在水库除险加固中的应用摘要:塑性混凝土防渗墙通过严格的材料选控,在高效地组织和精心施工下,有效解决了水库的防渗问题,也证实了塑性混凝土防渗墙这项技术的应用和发展前景,只要严格把控质量,塑性混凝土防渗墙将为水利工程创造更好的效益。
关键词:水利工程;混凝土防渗墙;应用分析1工艺流程施工准备(含建设施工平台、浇筑混凝土导墙、确定塑性混凝土配合比等)→安装钻机→对准孔位→冲击钻钻主孔→取芯确定基岩面位置→冲击钻继续钻进达到设计要求高程→验收(孔深、孔斜检测)→副孔钻孔及小墙处理→清孔换浆→混凝土灌注→接槽段处理→下一槽段施工。
2防渗墙施工方法2.1成槽方法防渗墙槽孔按照设计图纸要求分为两期槽孔,槽孔按间隔布置、依次按序施工,Ⅰ期槽孔先行施工,待相邻一期槽孔均完成后,Ⅱ期槽孔方可施工,使混凝土防渗墙成为连续墙而达到防渗要求。
槽段成槽使用CZ-30型冲击钻成孔,在钻孔时采用粘粒含量不小于45%的黏土加工的泥浆来护壁,护壁泥浆能稳定槽壁、提高冲孔速度、减少钻头磨损、保证混凝土质量;基岩段施工采用挂重锤的方法重凿穿越;成槽施工过程中均采用黏土泥浆固壁。
每个槽段长度为6m,共有主孔5个、副孔4个,主孔宽度为80cm,经钻主孔劈副孔成槽。
钻孔过程中,为确保钻孔、孔斜质量可靠,在主孔钻机对位、开孔、进钻、进入基岩取芯、终孔基岩鉴定、副孔钻机对位劈孔等操作中,必须严格按照施工规范要求进行。
在确定槽段终孔深度时,对比实际取样鉴定结果与设计深度相结合的方法进行。
在具体施工中,可呈设计基岩面以上1~2m开始采取岩样,经工程技术人员共同讨论分析以确定强弱风化层顶面、基岩面。
2.2清孔换浆清孔换浆使用3PNL型泥浆泵反复吸取不合格泥浆来完成清孔,先利用钻头将孔底淤积层持续不断的搅动,之后将排渣管安放至距离孔底30cm处,开启砂石泵吸走孔底含砾泥浆,然后注入新拌制的黏土泥浆,泥浆比重控制在1.1~1.2g/cm3,粘度控制在18-22s,含砂量不大于5%,将孔内不合格泥浆全部置换。
浅析塑性混凝土防渗墙在水库除险加固工程中的应用
1 工 程 概 况
水库枢纽工程 由大坝 、 溢洪道和输水涵洞等建筑物组成。下部 凝土浇筑 2 4 h 后开始套打接头孔 。防渗墙造孔质量控制标准如下 : 坝体为水力冲填土坝 , 填筑高程为 1 8 3 2 . 1 4 m, 上部 为后期采 用拖 拉 ( 1 ) 孔位偏差不大于 3 0 mm; ( 2 ) 孔斜 率不大于 0 . 4 %; ( 3 ) 孔 形 良好 , 机碾压配合人工夯实方式填筑的均质土坝 。 竣工后 的大坝坝顶高程 不存在美化孔和小墙 ; ( 4 )接头孔 的两次孑 L 位 中心在任一深度的偏 为1 8 4 0 . 2 0 m, 坝高 3 3 . 3 m, 坝顶宽 5 . 0 m, 坝轴线长 1 7 3 m; 控制径流面 差值不得 大于设计墙厚 的 1 / 3 。清孔换浆采 用抽 筒法 , 清孔结 束 1 h 积2 7 . 9 k m z , 总库容为 1 7 6 万 m, , 属于小型水库。 由于施工质量原 因 , 后对 清孑 L 质量进行检验 , 合格标 准为 : 孔 底淤积厚度不 大于 1 0 e a; r 竣工后坝体 、 坝基渗漏严重 , 对大坝进行了防渗灌浆处理 , 灌浆后效 槽 内泥浆 密度不大于 1 . 1 5 m , 马 氏漏斗黏度为 3 2 ~ 5 0 s , 含砂率不 果不 明显。 由于坝体及左岸绕坝渗漏加剧 , 又对坝体及坝基采用高 大于 6 %, 取样位置距孑 L 底0 . 5 ~ 1 . 0 m。I I 期槽清孔换 浆结束 之前 , 用 压摆喷灌浆进行了防渗处理 , 但处理效果仍不理想 。 钢丝刷钻头清晰接头孔混凝土壁面上 的泥皮 。
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2 4 8 ・
工 程科技
塑性混凝土防渗墙在水库防渗加固中的应用
J p —— 防渗 墙 的 允许 水 力梯 度 ,
我 已 建 大 部 分 塑 性 混 凝 土 防 渗 墙 的
土石 坝 防渗墙 开 槽施 T 丁艺主 要 锯 槽 法和挖 掘 法 。锯 槽 法主 要有 往 履 射流 式开 槽 、链 斗 式开 槽 、液压 式 开
分析计算 ,防渗墙最大深度 2 1 . 7 m。
2 . 2 防渗墙厚 度确定 参 考 《塑性 混 凝 土 防渗 墙 》 ,根 据 防渗墙 破 坏时 的水 力梯 度 和安 全系 数来就算 防渗墙 的厚度 B,即
B= H/ J p
导向槽 是在 地 层表 面沿 地 下 连继
防渗墙 轴线 方 向设 置 的临 时构筑 物 。
槽 ;挖 掘 法 主 要 有 冲击 钻 法 、 抓 斗法 、
允许水 力悌度 均小 于 6 0 ,参考水 库施 r技 术水 平及 本T 程 安全运 行 ,本 丁
程取 6 0×7 0 %= 4 2 , 、
2 防渗 墙 设 计
本] _ 程 的主要 任 务是解 决水 J 芊 运行 中 现 的渗 漏 问题 ,使 得水 库 能
0 + 0 0 0 ~ 0 + 1 8 0 ,防 渗 加 同 长 度 1 8 0 m。
S:
( 4 ) 渗透系数 K 2 0≤ 1 . 0 ×1 0 — 6 e m /
( 5 1 粗骨料粒径 1 0 ~ 3 0 a r m。
1 工 程 概 况
某水 库集雨 面积 3 . 9 2 k m2 ,总库容 1 7 6万 m 3 ,是 一 宗 以 防洪 、灌溉 、供 水 为 一体 的小 ( 1) 型 水库。水 库大坝 为均质 土坝 ,最大坝高 2 0 . 5 m,坝顶离
塑性混凝土防渗墙在水库土坝防渗加固中应用
塑性混凝土防渗墙在水库土坝防渗加固中的应用摘要:本文在分析水库病险的情况下,采取了混凝土防渗墙施工方案进行除险加固,对塑性混凝土防渗墙在水库土坝防渗加固中的应用进行了论述,对其施工工艺进行了介绍。
质量检测表明:塑性混凝土防渗墙的应用达到了预期的防渗效果。
关键词:水库;渗漏;混凝土防渗墙;施工工艺;质量检测中图分类号: tv697文献标识码:a 文章编号:随着运行时间的增加,水库暴露出来的安全隐患也日益明显,其中最大的质量隐患就是渗漏问题的出现。
为了确保水库的安全运行,必须对病险水库进行除险加固。
塑性混凝土是用黏土和膨润土取代普通混凝土中的大部分水泥形成的一种柔性工程材料。
与普通混凝土相比,塑性混凝土弹性模量低、极限应变大、能适应较大变形、抗渗性能好,同时还具有节约水泥、降低造价、施工方便等优点。
因此,在水库防渗加固中被广泛用作防渗墙墙体材料。
下面,就结合实例,对塑性混凝土防渗墙在水库土坝防渗加固中的应用进行了介绍。
1 水库概况某水库是以防洪灌溉为主,结合供水、灌溉,兼顾发电、养殖综合利用水库总库容427.5万m3,大坝为风化料均质土坝。
投入运行以来,水库一直存在渗漏问题,虽作过两次帷幕灌浆,但仍存在渗漏问题,下游坝坡大面积潮湿漏水,两坝肩山体结合部及基础均有渗漏,总渗漏量偏大,虽然渗水不带泥沙,但大坝渗流仍然不正常。
2 水库治理方案混凝土防渗墙技术的原理是用专乌卡斯钻机,在已经建好的坝体或者覆盖层的透水地基中建设槽型孔,同时用泥浆护壁,然后利用高压泵把泥浆压入到孔底,泥浆携带岩渣从孔底返回至地面,再使用直升导管等向槽孔内部浇筑混凝土,这样就可以形成一道连续的混凝土墙来起到防渗的目的。
塑性混凝土防渗墙与普通混凝土防渗墙相比,除了具有普通混凝土防渗墙的适应地质条件广泛、施工方法成熟、质量可靠、防渗效率高等特点外,还具有:低弹模,塑性混凝土的变形模量一般不超过2000mpa;高抗渗性,塑性混凝土渗透系数k一般为(10-7~10-8)cm/s;和易性较好,便于浇筑;经济效益明显,由于塑性混凝土配比中用粘土替代了部分水泥,减少了水泥用量,节约了工程成本。
塑性混凝土防渗墙在水库除险加固工程中的应用
浅析塑性混凝土防渗墙在水库除险加固工程中的应用摘要:无论是在建筑工程中还是在水利工程中,裂缝、渗水等问题是工程中最为常见的质量通病,尽管如此,其带来的影响却非常严重。
混凝土防渗墙技术是目前水利工程中运用最为广泛的施工方法。
本文以某工程为例,主要阐述了混凝土防渗墙技术在水库除险加固工程中的应用,以供同行参考。
关键词:混凝土;水库;除险加固;防渗墙水库主要是为了解决城市居民用水以及工、农业生产用水而建设的一项工程。
由于工程长期与水接触,以致于水库出现渗水的情况。
随着社会的发展以及技术水平的提高,水库建设的施工技术也有了一定的发展,为了保证水库的正常运作,消除存在在水库中的风险,就需要施工人员采用混凝土防渗墙施工技术来对水库予以加固,从而保证水库工程的质量,消除其各种安全隐患。
下文主要以某工程为例,简要阐述了混凝土防渗墙技术在水库工程中应用,分析了该技术的施工要点以及注意事项,以供大家参考。
1 工程概况某水库除险加固工程对主坝坝体防渗选用薄壁抓斗塑性混凝土防渗墙技术,防渗墙轴线位于坝轴线处,全长2704m,墙顶高程578127m,墙体有效厚度o130m,进入基岩110m。
塑性混凝土防渗墙平均深8m,最深达1218m,本工程共建混凝土防渗墙22455m2。
混凝土防渗墙的主要设计指标为:90d龄期砼强度达到5mpa,抗渗指标为w6,进入不透水层1l0m,设计墙体厚为013m,塑性砼墙配合比采用一级配,水泥采用4215mpa普通硅酸盐水泥。
2 塑性混凝土防渗墙施工工艺在水利工程施工中,防渗工程是最为重要的施工环节,是整个工程施工的重点环节,在施工过程中我们需要保证防渗工程的质量,缩短整个工程的工期、降低经济成本、提高工程的经济效益,这样才能够保证整个工程的质量。
事实上,防渗墙施工技术所涉及的范围极为广泛,所以在防渗工程施工过程中,施工人员必须要掌握相关的知识,并且采用先进的技术及设备进行严格施工,这样才能够从根本上保证防渗工程乃至整个工程的质量。
塑性防渗墙技术在水库施工中的应用研究
塑性防渗墙技术在水库施工中的应用研究塑性防渗墙技术是一种常用的水工结构施工技术,用于防止水库渗漏现象的发生。
本文将以塑性防渗墙技术在水库施工中的应用为研究对象,探讨其在水库施工中的优点、缺点以及应用范围,以期为今后的水利工程建设提供参考。
一、塑性防渗墙技术的定义和原理塑性防渗墙技术是一种利用塑料材料制成的防渗设施,用于阻止水库或其他水工结构中的水渗漏。
其原理是通过堆砌或注塑塑料材料形成一道封闭墙体,使其与水库周围土体形成无渗透的隔离层,从而达到防止水渗漏的目的。
1. 抗渗性能好:塑性防渗墙利用高性能塑料材料制成,具有良好的抗渗透性能,能有效防止地下水或水库水体的渗漏。
2. 施工方便快捷:塑性防渗墙可以根据设计要求进行堆砌或注塑,施工灵活便捷,比传统的混凝土或砖石防渗墙施工周期短,效率高。
3. 成本较低:塑性防渗墙材料的成本相对较低,施工及维护的费用也相对较低,能够降低水利工程的建设成本。
4. 环保性好:塑性防渗墙所使用的塑料材料无毒、无害,不会对周围环境造成污染,具有较好的环保性。
1. 抗压能力较弱:塑性防渗墙整体结构相对较薄,因此抗压能力较混凝土或砖石防渗墙较弱。
在某些水库施工中,会受到一定的压力影响,需要额外增加加固措施。
2. 使用年限较短:塑性防渗墙的使用年限相对较短,一般约为20-30年,需要及时检修和更换,增加了一定的维护成本。
3. 必须配合其他防渗措施:塑性防渗墙不能单独使用,需要与其他防渗措施配合使用,如折叠防渗墙、混凝土防渗墙等,以提高整体防渗效果。
塑性防渗墙技术主要用于水库、水厂、污水处理厂等水工工程的渗漏防护,适用于土体较软、渗透性较大的地区。
在水库施工中,塑性防渗墙可用于削减水库渗漏量,增加库容,提高水利工程的稳定性和耐久性。
五、结论塑性防渗墙技术在水库施工中具有一定的优点和应用范围,可以有效地防止水渗漏现象的发生。
由于其抗压能力较弱以及使用年限较短等限制因素,需要与其他防渗措施配合使用。
塑性混凝土防渗墙在莲塘水库除险加固中的应用
面 以下 5 1m' 风化上 部透水率最大达 2 .L , 中等透水带 ~0 j 虽 1 u属 5
下部透水率小于 5 u属弱透水带 。可见其岩石中等透 水层 埋藏 L。 浅。 厚度薄 。
2 主坝填筑土质量及坝基岩体工程地质
主坝剖面可分 为 5个区, 根据分 区试验数据. 该坝 总体上是
实。
坝址 区出露有上泥盆系佘 田桥组 ( 和第 四系堆积物 。库 D)
坝区位于湘 南骑 田岭北侧泗洲 山背斜 西翼之缓倾角 褶皱带 , 区 域 内除大 义 山花 岗岩体浸入 外 ( N W 向) 尚有三条 小断层 呈 N ,
() 3 坝基 表层 岩体 中有 5 1I ~ 0n的岩 层渗透 性为 中等 , q 其
276 相应死库容 4 0万 r 。该水库是一座 以灌溉为主, 7 .m, 2 n 3 兼有
防洪、 电等综合利用的中型水利工程 。 发 莲塘水库枢 纽工程 由主 坝、 副坝、 放水涵洞及溢 洪道等主要建筑物组成 , 主坝 为均质土 坝, 最大坝高 4 m, 0 坝顶高程 3 26m, 0. 0 坝顶 轴长 24 8 m。经近 4 0 年 的运行 , 主坝外坡 出现渗漏 ,0 1 l 2 0 年 2月, 水库被评 定大 该
均质土坝。 I区: 以砾质 粉质粘土为主 次是砾质粘土 , 其 存在橡
3 大坝坝体 目前存在的主要问题及处理建议
() 1 填筑土质 差且不均 , 如其天然含水量平 均值 大于 3 %, 0 最小值为 2 .%, 28 最大值 为 4 .%; 密度 平均值为 1 6  ̄ m , 07 干 . 3c3 3
皮土 , 致使大ห้องสมุดไป่ตู้产生较大深 度的沉 陷; 区: I 以砾质重粉质壤土为 I
塑性混凝土防渗墙在水库除险加固工程中的应用
塑性混凝土防渗墙在水库除险加固工程中的应用
商品混凝土防渗墙技术已广泛用于病险水库土石坝的防渗加固, 本文通过该技术在新疆阿勒泰地区阿克达拉水库除险加固工程中的应用, 介绍了薄壁液压抓斗法商品混凝土防渗墙的成槽方法、施工技术要点及注意事项。
1 工程概况
新疆阿勒泰地区阿克达拉水库位于阿尔泰山前额尔齐斯河南岸, 农十师183 团南东17km处, 北西距北屯镇38km , 行政区划隶属福海县。
水库为引水注入式
平原水库, 是一座以调蓄、灌溉为主兼顾养殖的中型水库。
设计库容 3 000 ×104m3 , 死库容320 ×104m3 ,坝顶高程579113m , 正常蓄水位577138m , 死水位573163m , 灌溉下游地区一农场及福海县25 ×104 亩农田。
水库主要由入库陡坡、大坝、放水涵洞及下游渠道 4 部分组成。
坝体为碾压砂砾石均质土坝, 沥青玻璃丝布斜墙防渗, 全长4 000m , 其中主坝长 3 600 m , 副坝长400m ,坝顶宽7m ,主坝上游坝坡1∶4 , 上游土护坡1∶8~1∶10 不等, 下游坝坡1∶215 。
库盆由天然的构造剥蚀洼地构成, 形状不规则, 总体上呈NW - SE 向, 与区域构造线方向基本一致。
库盆地层岩性主要由第四系冲洪积的粉土质砂、粘砾土、亚粘土、砂砾石组成, 构成库盆基底的最基本岩层为第三系泥岩, 下伏灰白色砂岩,二者呈互层状。
水库在多年运行后主坝多处出现裂缝, 坝基、坝体渗漏严重, 部分坝段出现明显的渗漏积水, 坝后土壤次生盐碱化、沼泽化严重, 直接威胁大坝安全和正常效益的发挥,被水利部列为病险库。
塑性混凝土防渗墙在兴业县红江水库除险加固工程的应用分析
1 前 言
实践证 明, 无 论 是 小 型水 库 还 是大 型水 库 , 在 促 进 国家 经 济 发展上均具有非常重大的作用 。分析我国当前存在的、 仍然运营 的大多数水库发现, 很多水库建设时间非常久, 大 多是 在 一 些 比 较 特 殊 的时 期 中 建起 来 的 , 而 由于 年 久 失 修 , 很 多水 库 已经 破 败 得 很 严 重 ,无 法 促 建 社会 经济 发展 的 同 时还 给 人 们 的 生 活 带 来
效益的发挥 , 更是在很 大程度上浪费国家财产。 因此 , 对一些建设时 间和运营时间都 比较 长的水库 , 管理单位应该尽可能 对水库进行除险加 固施工 , 延长其使用寿命 , 促进其效益的发 挥, 为增加 国家财政税 收做 出应有贡献。
关键词 : 兴业县 ; 红江水库 ; 除险加 固; 有塑性混凝土心墙
2 工 程 概 况
粘土, 由于普 通 混 凝 土 防渗 墙 主 要 是 使用 刚性 较 大 的水 泥 作 为 主 具 红 江 水 库 位 于 广 西 玉 林 市 兴 业 县 ,距 离 兴 业 县 县 城 大 约 要材 料 , 因此 塑性 混 凝 土 防 渗墙 相 对 普 通 混凝 土 防渗 墙 而 言 , 模块弹性 比较 小、 使用起来也 比较方便和快 6 0 k m,水 库坝 址 位于 郁 江水 系 上 ,该 水 库 的洪 水 设 计高 位 有更大的防渗效果、 其 工 程 造价 也 比普 通 防渗 墙 要 低 出很 多 的优 点 。 另外 , 该 类 型 1 8 9 . 6 6 m, 设计 标 准 为 5 0年 一 遇 大 型洪 水 。该 水 库 的 集 雨面 积 和 捷 , 因 此 具有 极 强 的变 形 能力 。在 引水 集 雨 面 积 分 别 为 8 . 4 0 k m 2 和3 8 . 3 k m 2 , 从建设至今, 该 水 库 的 防 渗 墙 由于 主 要 是 柔性 材 料 组 成 , 平 均 降 雨量 为 1 6 5 0 m m, 多年 平 均 来 水 量 为 7 6 2 - 3 万r n 3 。 由于 该 实际工程中能够最大 限度防止地基变形而导致墙体开裂或者脱 1 l 。 基 于 这 些 的特 点 , 塑性 混 凝 土 防渗 墙 相 比于普 通 混 水 库所 属地 区 的气 候 为 亚 热 带 季 风 季 候 ,因 此 有 明显 的春 夏 大 落 现 象产 生_ 降 雨 时期 。该 水 库 的所 在 区域 为 华 南板 块 活 动 带 , 属 于 中低 山地 凝 土 防渗 墙 来 说 更 加适 合 运 用 在 水库 除险 加 固 工作 中 。 貌, 整个地区海拔 为 1 9 3 . 0 ~ 2 0 2 . 5 m, 地貌相 对平稳 , 山 坡 坡 度 也 4 . 2 设 计 要 求 比较小 ,坡度从均在 4 0  ̄ 以下 。整个主坝下河道 高程为 1 4 7 . 0 塑性 混 凝 土 防渗 墙 设 计 内容 主 要 包 括墙 的 高度 、 厚 度 以及 材 料 配 合 比 三 个 方 面 。一 般 情 况 下 , 防渗 墙 的 高 度 要 求 ≥洪 水 + 1 4 4 . 7 m。且整个 山区除了存在一些小的崩塌之外, 其他大型地质 灾 害均 不存 在 。该 区 域 的 构 造线 方 向主 要 是 以 东 向为 主 _ l 1 。整个 区域存在的断裂层均 属于蒙山一 林垌断裂 中的一个组成部分 , 断 裂 带 与 水库 工 程 距 离 大 于 5 k m。由于 属 于活 动 带 , 因此 该 地 区 的 地 震 烈 度 比较 大 , 经 过 测 试 确 定其 基 本 烈 度 为 Ⅶ度 。红 江 水 库 的 坝 基 主 要 组 成 土 质 为坡 残 积 粘 土 质 砂 土 和 弱 风 化 花 岗岩 组 成 , 属 于 非 常 常 见 的 南 方 山地 形 地 质 。 大坝 的两 肩 主 要组 成 土 质 同 样 为 坡 残 积 粘 土 质 砂 和 风 化花 岗 ,其 中坡 残 积 粘 土质 砂 土 层 厚 约7 - 1 2 m, 弱 风 化 花 岗岩 的厚 度 约 为 0 ~ 2 5 m。大 坝 的整 个 坝 体 基 0 . 3 m。 墙 底 部深 入 地 下 不 透水 层 长 度 大 约 为 2 m; 防渗 墙 的厚 度 一 般要按照 : B = H / J p , 这个公式进行计算, 公式 中 H和 J p分 别 指 的 是 最 大 水 头和 最 大 水 力 梯度 。 计 算 出 的 防渗 墙 厚 度 应该 能够 满 足 结构高强度 、 高水平耐久力、 高变 形 承 受 力 以 及 高 强度 抗渗 能 力 的需 求 ; 防渗 墙 材料 的配 合 比如 表 1 威 胁 。因此 , 对 水库 进 行 除 险 加 固工 作 势 在 4 塑 性 混 凝 土 防渗 墙 简 介 必 行 。本 文 以 兴业 县 洪 江 水 库 除 险加 固工 程 为例 , 探 讨 塑 性 混 凝 4 . 1 总 特 点 土 防渗墙在水库加 固工程中的应用概况, 具体 内容如下分析 : 塑 性 混 凝 土 防渗 墙 的主 要 组 成 材 料 为柔 性 较 大 的膨 润 土 和
塑性砼防渗墙施工技术在除险加固工程中的应用
塑性砼防渗墙施工技术在除险加固工程中的应用摘要:塑性混凝土是用黏土和膨润土取代普通混凝土中的大部分水泥形成的一种柔性工程材料,与普通混凝土相比塑性混凝土弹性模量低极限应受大,能适应较大变形,抗渗性较好,特别适用于地震较频繁地区和周围介质(地基上)为砂石的地基,塑性砼防渗墙具有在低强度和低弹性模量下运应地基应力变化的特点;同时具有节约水泥、降低造价、施工方便等优点,因此,在国内外被广泛用作防渗墙墙体材料。
【关键词】塑性混凝土防渗墙、膨润土、施工技术1、塑性混凝土简介国外从20世纪60年代末开始采用塑性混凝土防渗墙,而我国是在80年代后期才首次应用成功的。
这种材料的特点是抗压强度不高,一般可控制在R28=0.5~2MPa,弹性模量较低,一般可控制在E28=100~500MPa,渗透系数K =1 ×10-6~1×10-7cm/s。
塑性混凝土与我国早期防渗墙采用的黏土混凝土有本质的区别:黏土混凝土仅是在配合比中加入了少量的黏土,水泥用量并未大幅度降低,掺加黏土的目的仅为了改善混凝土的和易性和便于钻凿接头孔,并无降低弹性模量的目的。
塑性混凝土防渗墙具有在低强度和低弹性模量下适应地基应力变化的特点,确保墙体不被外力破坏,而不需提高混凝土的等级或增加钢筋笼,故能大大节省工程投资。
2、工程概况信阳市大石桥水库出险加固工程坝体为粘土心墙砂壳坝,坝址分布地层岩性为无左界斜大角闪片岩,斜地白云石英片岩等,强风化带厚度较大,存在不均匀风化现象。
岩体较破碎,具有透水性,其下的弱风化带岩体为弱元微透水性,坝体填筑料为低液限粘土及风化砂含有草根,填土干密度偏低,具弱至中等透水性,局部物理学指标如干密度、渗透系数不能满足规范要求,大坝除险加固防渗设计采用50cm厚塑性混凝土防渗墙,最大深度32m,总长200m,截水面积3500m2。
3、造孔机械本工程采用QUY50A液压槽机开槽,液压抓斗“三抓”成槽方式,这种机械不仅运用于一般的软弱地层,亦可适用于砾石、卵石和岩基,且结构简单、技术成熟,易于维护,液压抓斗成槽和清孔速度快,容易控制槽孔的垂直度。
水库除险加固工程中的塑性混凝土防渗墙应用
水库除险加固工程中的塑性混凝土防渗墙应用发布时间:2022-07-24T07:17:36.909Z 来源:《建筑设计管理》2022年5期作者:谭鸿家[导读] 目前,我国水库除险工程中塑性混凝土防渗墙是借用液压抓槽机挖入槽内,谭鸿家兴业县马坡水库水电管理处摘要:目前,我国水库除险工程中塑性混凝土防渗墙是借用液压抓槽机挖入槽内,进而用塑性混凝土浇灌地下连续墙,达到以阻止地下水渗透,进而实现水库加固的目标,在水库除险工程中混凝土防渗墙技术多数被使用在危险水库土坝的防渗加固中,是科学混凝土施工技术使用于水库建设的集中方式。
文章对水库除险加固工程的塑性混凝土技术防渗墙在实际工程中的应用了进行分析,并对该水库存在的问题以及相应的塑性混凝土防渗墙开槽方法、施工技术关键和着重关注事项进行了分析,希望能给相关专业人员提供参考和借鉴。
关键词:混凝土;水库;除险加固;防渗墙引言建立水库的关键的目标是为了可以为农业生产和城市运转有关节水用水的情况加以高效的处理。
这种项目本身因为长时间与水接触,进而就很容易发生渗水、开裂等危险问题,为了确保水库的平稳运作,解决水库中的危险问题,水库加固就会成为一分有位突出的总做。
而塑料混凝土防渗墙本身抗渗性能高、弹性模量不大、极限应变大、施工方便等特征。
大量使用在水库除险加固工程中。
使用塑性混凝土防渗墙,水库除险加固施工技术必须科学的施工设计和施工工艺达标。
为了保证实际施工的截墙满足工程的质量标准,将其做好,能够足够展现,进而确保水库工程质量,解决其不同安全隐患,进而实现满意理想的防渗解决效果。
1、水库除险加固工程中塑性混凝土防渗墙工程特点 1.1塑性混凝土防渗墙的优势塑性混凝土防渗墙的关键组成部分是膨润土、黏土,它特有的柔性能够取代普通混凝土材料,高效的减少混凝土质量隐患,在防渗墙的防渗能力得到保证。
与传统的塑料混凝土施工技术做对比,混凝土防渗墙具备弹性模量小、极限应变大、抗渗性能好优点,而且,其成本少,节省材料,可避免壁材断裂,土壤变形等情况。
塑性混凝土防渗墙技术在小江水库除险加固工程中的应用
塑性混凝土防渗墙技术在小江水库除险加固工程中的应用赵珏龙(广西海河水利建设有限责任公司南宁530023)【捕蔓】广西台浦小江水库除险加固工程中成功采用了掺加膨润士与黏土混合料的塑性混凝土防渗墙技术。
在满足施工质量、防渗效果的前提下.降低了造价。
[美键词]塑性混凝士防渗墙试验应用1小江水库概况小江水库位于广西博自县和浦北县交界,距合浦县城80kin,水库集雨面积919.8k舒,总库容10.25亿rfl3,是一座灌溉、防洪为主,兼有发电、供水等综合效益的大(一)型水库。
小江水库始建于1958年,1960年基本建成,1980年曾进行过培厚加固。
水库存在防洪标准不足、坝体施工质量差、渗漏严重等隐患,如2000年10月心墙施工前主坝坝脚渗流量达7.734L/s:属“三类”病险工程。
主坝位于南流江北岸小江支流河口,坝轴线长890m,最大坝高42.2m,最大挡水高度(包括防浪墙高度)43.2m,为均质土坝,属I等I级建筑物。
主坝河床为横向河谷,两岸有I.5~3nl厚的残坡积层。
原筑坝土料均采用风化的砂石等。
粒径过大,碾压不实,造成了坝体渗漏的后果。
坝区出露地层为志留系粉砂质泥页岩、板岩和泥质粉砂岩夹泥质砂岩,为海滨相碎屑岩系,风化深。
坝区构造为华复系,后经新华复系改造,印支期侵入,构造复杂。
混凝土防渗墙设计墙厚0.6m,墙深入岩(微风化层)深度不小于0.5m,塑性混凝土心墙轴线长714.2‰主坝段心墙轴线与旧坝轴线平行,并偏向下游2.25m。
主河床段心墙有1~35j共35个槽孔;一坳坝心墙有85--1034共19个槽孔:二坳坝心墙有61~84。
共24个槽孔;三坳坝心墙有36~60-共25个槽孔。
2施工方法防渗墙槽孔采用cz型钢绳冲击钻孔建造,混凝土泵浇筑混凝土。
2.1槽孔的期分施工时,分一坳坝、二坳坝、三坳坝、主河床段四个部分进行施工。
一坳坝桩号为:o+745.1~0+880.1,二坳坝桩号为:0+545.6~717.6,三坳坝桩号为:0+365~0+545.6,主河床段桩号为:0+005~0+219.8。
塑性混凝土防渗墙施工技术在水利工程中的应用
塑性混凝土防渗墙施工技术在水利工程中的应用随着我国科技水平的飞快发展与提高,水利工程的建设也得到显著成就。
作为一项在水利工程中防渗处理新兴技术,塑性混凝土防渗墙在各个中小型大坝的除险加固工程中,起到不可或缺的作用,在此领域已受到高度的重视与广泛的应用。
本文根据已建工程的施工技术经验,并结合科学的理论知识,探讨了塑性混凝土防渗墙施工技术在水利工程中的应用,以及分析施工过程中常见的问题及解决措施。
标签:塑性混凝土;除险加固;漏浆塌孔;质量控制我国目前水工程技术发展较为成熟,塑性混凝土防渗墙在大坝加固中的地位也越来越重要。
为了使其满足防渗墙的设计,安全等要求,对施工技术的规范性,技术性也有了更加严格的标准。
想要保证施工的质量,就要做好在各个施工流程中质量控制工作。
1、塑形混凝土防渗墙的应用及特点1.1 塑形混凝土防渗墙在大坝除险加固中的应用实例。
某水库是一座以灌溉的为主,结合渔业,防洪等综合效益的中型水利工程。
于2009年5越正式开工,2009年6月完成主体工程,2014年1月竣工并投入使用。
水库的主坝为粘土木板心墙坝,坝基础受力岩层为石英砂岩夹页岩。
全长500米,坝宽15米,最高坝高57米,坝顶高程138.5米,粘土心墙高程138米。
由于水库因施工质量不合格,主坝的粘土木板心墙厚度不达标且不连续,坝基及左坝肩渗漏严重,存在安全隐含,必须进行加固。
针对大坝的渗漏特征,要对大坝进行防渗处理,通过采用塑性混凝土防渗墙进行防渗处理是有效的手段。
塑性混凝土防渗墙由于自身的特性,能够在一定程度上防治因地震等造成的墙体开裂等现象,从而可增强大坝防渗墙的防渗效果。
1.2 塑形混凝土防渗墙的介绍。
防渗墙是在修建土石大坝时起到防渗作用的地连续墙,,塑性混凝土防渗墙作为防渗墙的一种,其材质为塑性混凝土,是一种水泥用量相对较低,并添加粘土,膨润土等材料的混凝土。
该类型的材料由于强度低,应变大,因而有特别强的适应变形的能力。
塑性混凝土防渗墙施工技术在尖山水库除险加固工程中的应用
工辅助修坡 。混凝土浇筑采用人工撮
筑仓 位。
五、 防渗 墙 施 工 程 序 及 施 工 工 艺
2孑 口导 向墙墙 基基 础应修建在 料入仓 ,混凝土泵车运混凝土料到浇 .L
1 . 防渗墙施 工程序 。 按照施工总体布
置, 防渗墙 分段施 工 , 按槽 段划分 , 单号
凝土防渗墙范围为 0 02 + 8 坝 + 6 0 35
3 m。 41
l 工平台。布置原则既要 满足 过规 定指标时 , 施 作废浆处理 , 废浆应集 中 2导向槽及 倒浆平 台施工 。为提 水 质需符合 J J3 8 . G 6— 9第 3 . . 4条规定 。 0 高混凝土早期强度 ,使混凝土防渗墙 储浆 池内的现象 。
3推行涡河防洪工程 “ . 三个管理”
层所 在工程管理 上承担 同等责任 , 与 所给予相应惩罚 ,有效 推动了涡河 防洪 基层所一样 , 每月接受工程管理考核 , 河道管理工作 的顺利开展■
( 者单位 : 作 安徽 省 蒙城县 淮河河道
23 0 ) 3 50
四 、 壁 泥 浆 固
4在 造孔 过程 中 , 内泥浆 面始 浆沟 、 . 孔 浆管 、 水管 。 在造孔过程 中,为保证槽 孔壁 的稳 定性 ,槽孔 内要保证有 足够的泥浆 以支
等 ,大坝西侧 山体岩性 为云母石英片 终保 持在导 墙顶 面 以下 5 0~10 m, 0c 岩 、 闪片岩等 , 角 夹石英 岩脉 , 呈强风 严防塌孔 , 若孔 内地质较好 、 塌孔不严 化 ~弱风化状态。 表层岩体破碎 , 隙 重 , 裂 可不用泥浆 。 发育 , 透水 率 为 1.L , 中等 透水 6 u呈 2 性, 经鉴定存在渗漏等不稳定因素。
塑性混凝土防渗墙在台上水库除险加固工程中的应用
塑性混凝土防渗墙在台上水库除险加固工程中的应用本文以嵩县台上水库除险加固工程为例,就工程中实际应用的塑性混凝土防渗墙在设计、施工及墙体质量检查等各阶段的特点进行了分析。
标签塑性混凝土防渗墙;施工平台;导墙;槽孔建造;泥浆护壁1 工程概况台上水库位于黄河流域伊河一级支流沙沟河中游,坝址位于河南省嵩县纸房乡台上村,始建于1970年3月。
水库控制流域面积6.8km2,水库总库容102.7万m3,其中兴利库容59.5万m3,死库容10万m3。
设计洪水标准为50年一遇,校核洪水标准为300年一遇,是一座集防洪、灌溉、养殖等综合效益的小(Ⅰ)型水库。
大坝为粘土心墙砾石坝,最大坝高29.5m,坝顶宽4.0m,坝顶长160m,坝顶高程546.0m。
上游坝坡自上而下分别为1:2.038、1:2.714,在高程540.24处设10.6m宽平台;下游坝坡自上而下分别为1:2.123和1:2.133,在高程538.85m、522.0m处各设5.0m、21.6m宽平台。
粘土新墙高37m,顶宽3.0m,底宽15.0m,坝基础以下高7.5m,底宽5m。
台上水库建成至今,在防洪、灌溉方面发挥了显著效益,但由于渗漏严重,时常处于干枯状态,养殖效益无法发挥,同时也极大地影响到其它效益。
2 设计方案通過多个方案的比较论证,并经有关专家审查后,确定台上水库坝体防渗采用塑性混凝土防渗墙结构。
2.1 防渗墙工程布置工程范围自桩号0+000.0~0+168.0,采用塑性砼防渗墙,防渗墙中心线布置在坝轴线处,顶部高程为546.0m,底部深入基岩1.0m,设计最大墙深37.7m。
2.2 防渗墙厚度确定防渗墙的厚度应满足墙体抗渗性、耐久性、满足墙体应力和变形的要求,同时根据地质情况及施工设备等因素,由允许水力坡度确定防渗墙厚度。
防渗墙厚度由下式计算:T=H/J式中:T—防渗墙的厚度;H—最大设计水头,为29.65m;J—塑性砼的允许渗透比降,一般为60~80,计算取75。
浅析塑性混凝土防渗墙在水库除险加固工程中的应用
( 2 ) 混凝土入槽时的坍落度为1 8  ̄ 2 2 c m, 任何情况下不得低于1 5 c m; 扩散 度为3 4 ,  ̄ 4 0 c m; 混凝土的初凝时 间不小于6 h , 终凝时间不大于2 4 h 。 ( 3 )水泥选择布尔津水泥厂生产的屯河牌4 2 1 5 MP a 普通硅酸盐水泥 , 混 凝土骨料选择在1 8 3 团料场购买, 粘土选用 1 8 4 团粘土料 场土料 , 膨润土选用 1 8 4 团膨润土厂的产品。 2 . 4墙体混凝土浇筑成槽后 , 采用之声导管法于泥浆下浇筑 混凝土 ( 1 ) 砼拌和及运输。砼拌和 由铲车上料 , P L 一 1 5 0 0 搅 拌机 出料 , 进料 由电 子秤控制 。 为保证浇筑正常连续工作, 在浇筑前应周密制定混凝土制备及运 输的应急补救措施。 ( 2 ) 混凝土浇筑。浇筑 导管沿槽孔轴线布置,相邻导管的间距不大于 3 1 5 m, I 序槽孔两端 的导管距孔端控制在 1 1 0 " - 1 1 5 m, 1 I 序槽孔两端 的导管距 孔端控制在0 1 5 —1 l O m。 安装 导管时, 导管底部 出口与孔底板距离不得大于 2 5 c m, 并不大 于1 1 5 倍导注塞 的直径 , 如孔底高差大于2 5 c m, 则将 导管 中心 放在该导管控制范围内的最低处。 浇筑前, 每个导管均下入可浮出浆面 的导 注塞 , 堵塞导管底 口
3结语 通过对水库工程采取除险加固技术 ,可以有 效的改变水库下游 的沼泽 情况 。在施工之前 , 沼泽区的地面相对 比较干燥, 并且还 出现了大面积 的盐 碱情况; 而在施工之后, 大坝 的浸润情况有 了明显的改善 , 由此看出, 防渗墙 的修建能够 有效地防止水库的渗透 , 使其具有防渗能力 。 塑性混凝土在 防渗
塑性防渗墙技术在水库施工中的应用研究
塑性防渗墙技术在水库施工中的应用研究水库是一种重要的水利工程,对于水库的防渗是非常重要的,因为防渗技术的不足可能导致水库渗漏,对周围的环境和人们的生活产生不利影响。
在水库施工中,塑性防渗墙技术被广泛应用,它能够有效地阻止水的渗透,保护水库免受渗漏的影响。
本文将对塑性防渗墙技术在水库施工中的应用进行研究。
一、塑性防渗墙技术概述塑性防渗墙技术是一种通过使用具有一定塑性的材料(如聚乙烯薄膜、聚氯乙烯膜等)构建防渗层的技术。
这种材料具有较好的弹性和塑性,能够有效地抵抗水的渗透,防止水库的渗漏。
在施工中,首先需要在水库的基底上铺设一层塑性防渗材料,然后进行堆土进行填埋,最后形成一层能够有效阻止水的渗透的防渗层。
塑性防渗墙技术具有施工简单、成本低、效果好等优点,因此在水库防渗工程中得到了广泛应用。
1. 施工简单塑性防渗墙技术的施工过程相对简单,不需要大量的专业设备和技术人员,只需一些简单的施工工具和人员即可完成。
这为水库工程的施工提供了很大的方便,大大减少了水库工程的施工周期。
2. 成本低相比传统的混凝土渗透防治方法,塑性防渗墙技术的成本更加低廉,因为使用的防渗材料价格低,施工过程简单,不需要大量的人力和物力资源,所以整体成本更低。
3. 效果好塑性防渗墙技术在防渗效果上非常出色,它能够有效地防止水的渗透,保护水库不受渗漏的威胁。
所以在水库工程中使用塑性防渗墙技术能够保证水库的安全和稳定,为周围环境和人们的生活提供了更好的保障。
三、塑性防渗墙技术在水库施工中存在的问题与解决办法虽然塑性防渗墙技术在水库施工中具有诸多优点,但在应用过程中也存在一些问题,为了更好地发挥塑性防渗墙技术的效果,需要解决这些问题。
1. 技术推广还不够目前,塑性防渗墙技术在水库施工中的应用还不是非常普及,很多施工方和水利工程设计师对这种技术并不十分了解,因此在实际施工中往往会选择传统的混凝土渗透防治方法。
为了更好地推广和应用塑性防渗墙技术,需要加强对这种技术的推广和宣传,提高相关人员对塑性防渗墙技术的认知度和了解度。
塑性混凝土防渗墙在新庄水库达标加固中的应用
塑性混凝土防渗墙在新庄水库达标加固中的应用塑性混凝土是在普通混凝土中加入黏土、膨润土等掺合材料,大幅度降低水泥掺量,达到了降低弹性量的目的,使塑性砼与周围介质的弹性模量接近,使墙体适就变形能力大为提高,墙体内应力大为降低,能适应地基应力变化,同时也使施工成本大大降低。
本文通过对新庄水库基本情况的介绍,分析大坝渗漏和选择塑性混凝土防渗墙处理原因,以及塑性混凝土防渗墙施工方法及质量控制。
标签:塑性混凝土防渗墙;施工方法;质量控制在水库达标加固中应用塑性混凝土防渗墙是一项十分有效的提高工程质量的措施。
不仅能有效提高工程质量,也对企业的社会效益和经济效益有着一定的提高。
基于此,笔者结合自身工作实践,以位于花都区花东镇境内的铜鼓坑上游的新庄水库的实际为例,做出以下几点仅供同行参考与交流的浅见。
一、工程概况新庄水库位于花都区花东镇境内的铜鼓坑上游,库区集雨面积6.23km2,设计总库容为608万m3;兴利库容538.2万m3;死库容10万m3,是一座以灌溉为主兼有防洪效益的小(1)型水库,水库建于1958年2月,主要建筑物有主坝、副坝、溢洪道和放水涵,在1979年和1996年分别对水库进行过加固改造,主坝渗漏问题一直没有得到有效的处理,并且在2008年经安全鉴定为三类病险水库工程,因此需要对水库进行达标加固。
二、主坝渗漏的原因主坝坝址中间沟谷内的冲积土层分布范围较大、厚度不均,残积土层及两岸山体的残积土层厚度大,冲积土层中有粉质粘土属弱透水性,粗砂属于强透水性,残积土层主要由粉土组成,多呈密实状,为弱透水体,坝基下基岩的全风化带和中风化带为弱透水岩体,强风化带由于节理裂隙发育,透水较大,呈中等透水性,水库主坝存在坝下严重渗漏问题,粗砂层为主要的漏水通道,因此彻底解决主坝对渗透性等级属于强、中等透水性的岩土层采取相应的防渗处理。
本次主坝采用塑性混凝土防渗墙防渗,混凝土防渗墙的厚度为0.4m,混凝土防渗墙沿坝项轴线方向,起点是ZB0+005,截止桩号为ZB0+211,共计防渗长度206m。
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塑性混凝土防渗墙在水库除险加固中的应用和分析【摘要】以狮子山水库为案例,针对水库大坝、溢洪道等存在的渗漏问题,分析了砼防渗墙施工应用和工程加固的相关措施。
同时提出,要加强对水库大坝的日常管理和养护。
【关键词】水库;塑性混凝土;防渗墙
1 工程概况
狮子山水库位于临海市江南街道紫砂岙村,距离市区5km。
水库枢纽主要建筑物有大坝、溢洪道、放水隧洞、引水渠道及虹吸管等。
水库坝址以上集雨面积2.7km2,引水面积0.65km2,总库容130.65万m3,水库主要功能为防洪、供水及灌溉,影响下游人口400人,灌溉面积200亩。
水库大坝为岩基粘土心墙坝,坝顶高程为109.70m,长126m,顶宽4.0m,最大坝高25.5m,坝顶设浆砌块石防浪墙,墙顶高程110.20m;大坝上游坡为干砌块石护坡,自上而下坡比为1:1.9、1:2.4、1:1.30;坝顶及下游坝坡无护砌,下游坝坡自上而下坡比为1:1.8、1:2.0、1:2.78。
溢洪道位于大坝左岸,由山体开挖而成,开敞侧槽宽顶堰形式,堰顶高程为106.20m,堰长45m,堰体为浆砌块石;泄槽段底宽约8.0m。
引水渠道位于溢洪道左岸,总长227m,底部及内侧为山体岩基,外侧为浆砌块石砌体。
放水隧洞位于大坝右侧山体内,隧洞断面型式为城门洞型,断面尺寸为1.8×1.8m,进口底高程87.57m。
2 水库渗漏问题
据现场勘测,水库大坝坝脚处湿润,杂草丛生,左坝头与侧堰连接处存在明显漏水现象。
根据坝体填筑土现场注水试验,坝壳土①-2层含砾砂粉质粘土渗透系数在4.79×10-3~1.06×10-4cm/s,属中等透水性。
心墙土渗透系数在2.94×10-3~2.54×10-5cm/s,属中等~弱透水性,其中坝顶以下深度约10m以上部分渗透系数基本上为10-3,属中等透水性,渗漏问题比较突出;深度约10m以下部分渗透系数为或接近10-5,属中等偏小~弱透水性,防渗性能较好。
大坝渗流安全性级别为b级。
3 防渗施工方案比选
针对大坝心墙存在的渗漏问题,本次除险加固需要对大坝心墙进行防渗处理,降低坝体浸润线。
防渗处理方案由套井回填和砼防渗墙进行比选。
3.1 套井回填方案
套井回填是土体置换成墙的一种处理方法,利用冲抓钻机造孔,然后进行粘土回填。
套井的优点是使用机械设备简单,施工方便,在粘土回填的同时,对井壁土层进行挤压,使井孔周围土体密实,能较好的解决坝体土防渗系数不满足要求的状况,对均质坝能有效降低浸润线;缺点是不能对坝基含泥砂砾石进行彻底处理,施工时受库水位影响较大,容易出现塌孔等现象。
大坝心墙防渗采用套井回填方案,在坝顶新坝轴线上游0.8m处打一排套孔,孔径为110cm,孔距为78cm,有效厚度为78cm,两坝
肩套孔打至强风化下限,其余坝段套孔打至坝底基岩,套孔回填粘土要求渗透系数不大于1×10-5cm/s;套井施工平台高程为
108.50m,平台宽度不小于5m。
大坝套井回填、左坝头粘土回填、头墙砼贴面及帷幕灌浆形成一道封闭的防渗系统。
按本工程防渗需要,大坝套井回填共需3263m,每米单价为224.38元,投资为73.22万元。
3.2 砼防渗墙方案
砼防渗墙是利用专门的造槽机械设备营造槽孔,并在槽孔内注满泥浆,以防孔壁坍塌,最后用导管在注满泥浆的槽孔中浇注混凝土并置换出泥浆,筑成墙体。
混凝土防渗墙优点是适用性广,适用于各种地质条件;施工条件要求简单,施工时噪音低、震动小,可在较复杂条件下施工,不受库水位条件限制。
大坝心墙防渗采用c15砼防渗墙,防渗墙轴线布置在坝顶新坝轴线上游0.5m处,墙厚80cm;防渗墙全断面底部至弱风化基岩面以下0.5m,防渗墙与左坝肩头墙砼贴面采用c25混凝土衔接,衔接长度为0.5m;防渗墙施工范围为坝0-001.00~坝0+119.00段共15个槽段,每个槽段长度8m,坝0-006.00~坝0-001.00段1个槽段,槽段长度5m。
砼防渗墙施工平台高程为108.50m。
大坝砼防渗墙、c25砼衔接墙、头墙砼贴面及帷幕灌浆形成一道封闭的防渗系统。
按本工程防渗需要,大坝砼防渗墙共需
2651.55m2,每平方单价为1058.89元,投资为280.77万元。
3.3 方案比选
综上所述,上述两种方案均适用本工程的防渗处理,施工技术要求均较简单;投资方面差别比较大,砼防渗墙方案较套井回填方案要大207.55万元;但方案一套井回填对回填土料要求较严格,施工过程中较难控制,回填土量需求较大,工程附近无适合土料场,且施工过程中要求水库放空。
故本阶段推荐c15砼防渗墙方案来处理大坝心墙的渗漏问题。
4 防渗墙施工
4.1 施工导流
本工程在枯水期施工,以利于工程施工,在工程施工期间采用放水隧洞和虹吸管导流;隧洞进口施工过程中,由虹吸管导流,待隧洞进口施工完毕后,方可拆除虹吸管,由放水隧洞导流[1]。
4.2 砼防渗墙施工
防渗墙项目是施工的关键点,根据其它工程的施工经验,水库水位降至高程98.00m运行;降低坝顶高程,形成施工面。
主要施工方法如下:
(1) 施工场区布置:将现状大坝拆除到108.50m高程,作为施工平台,满足施工要求。
防渗墙划分为主槽孔和横向接头槽孔,根据施工需要布置好施工作业区。
(2) 槽孔的开挖施工:槽段长度为8m,共划分为16个槽段。
采用两钻一抓成槽法施工。
(3) 固壁泥浆制备:该系统由制浆、储浆、振动除砂滤浆、压力供浆四个部分组成。
制浆、储浆和滤浆系统布置在下游坝脚,通
过供浆管使泥浆与防渗墙孔组成一个完整的固壁泥浆系统。
在施工期间须特别注意环保要求,防止泥浆流向下游。
(4) 砼浇筑:采用直升导管法,导管为厚壁钢管,导管顶部安一漏斗,砼泵直接将料泵入漏斗,使砼经导管进入槽孔底部,导管内径应不小于0.15m;导管应布置在槽孔中部,距离孔段0.5m~1.0m;开浇前,导管底口距槽孔底应控制在0.15~1.0m;导管埋入砼的深度不得小于1.0m,不宜大于6.0m;砼面上升速度不应小于2.0m/h;严禁不符合质量要求的砼浇入槽孔内;砼面应均匀上升,高差不应大于0.5m。
4.3 溢洪道防渗处理
溢洪道位于大坝左岸,由山体开挖而成,开敞侧槽宽顶堰形式,堰顶高程为106.20m,堰长45m,堰体为浆砌块石[3];泄槽段底宽约8.0m,平均坡度为10.6%,底板开挖后未进行砼衬砌,大致平整,表部岩体多呈弱风化状,完整性较好,抗冲刷能力较强。
最大泄流量为113m3/s,过水深度为1.18m。
1988年进行保坝工作,溢洪道进口长度从32米加至45米,2006年对溢流堰防渗处理,但目前水库高水位时溢洪道侧堰有渗漏现象,且渗漏量较大。
本次对现状溢流堰进行防渗处理,不改变溢洪道规模;开挖溢流堰上游面至基岩,在原溢流堰上游砼贴面底部浇筑c25砼基础,基础宽度不小于1.5m,高度为0.8m。
c25砼基础与原溢流堰上游砼贴面接触缝采用橡胶止水带,使它们形成溢流堰上一道由基础至顶部的防渗体系。
同时在c25砼基础上设计单排帷幕灌浆,灌浆孔深
7m,分两序钻灌,一序孔距为4m,终孔孔距为2m。
4.4 引水渠道防渗处理
引水渠道总长227m,底部及内侧为山体岩基,外侧为浆砌块石砌体。
经多年运行,浆砌体表层风化严重,局部已无砂浆。
本次仅对渠道损坏地段进行修复,采用15cm厚c25砼衬砌。
5 水库大坝的日常管理与养护
加强对水库大坝的日常养护管理,严禁在大坝管理范围和保护范围内进行爆破、采石、挖沙、取土等危害大坝安全的活动,坝区范围内有白蚁活动现象时,应按土坝防蚁要求进行治理。
坝顶出现局部裂缝、坑凹,应及时填补,发现堆积物应及时清除。
同时,应加强大坝的监测,尤其是梅雨季及汛期,管理人员应加强观测,注意坝体有无裂缝、凹坑等,同时加强坝肩、坝基及坝体结合部位的渗水情况观测,发现异常情况立即向上级汇报并采取相应措施。
6 结束语
通过防渗处理,大坝含泥砾砂允许出逸的渗透坡降为0.48~0.64,大坝下游坝脚溢出点高程均低于下游石渣堆积体顶面,相当于级配良好的反滤层,坝基为岩基,不存在渗透破坏。
大坝非稳定渗流期的上游坝坡最大逸出点的渗透坡降为0.32在安全范围之内。
同时,必须加强对水库大坝的日常管理和养护。
参考文献:
[1]黄亮.浅析提高防渗墙槽壁稳定性的措施[j].中国城市经
济,2010年12期
[2]尚夏,姚雷生,王宁.塑性混凝土防渗墙在某水库大坝中的应用[j].平顶山工学院学报,2006年04期
[3]赵建锋,王展.浅谈多头小直径水泥土搅拌桩截渗墙施工质量控制[j].成功(教育),2010年09期。