坝基防渗施工范文

坝基防渗施工范文（精选8篇）

坝基防渗施工 第1篇

水利工程是我国近年来大力发展的工程, 其对于我国社会经济的发展以及人们生活水平的提升都具有非常重要的意义。而对于水利工程来说, 由于其大多数都建造在河流位置处, 这就使其坝基会存在渗漏的危险。对此, 就需要在水利工程建设的过程中做好水利工程坝基的防渗工作, 从而以防渗设施的建立来保障整个水利工程的良好运行与发展。

2 坝基防渗工程的设计与施工

根据我国目前的河流以及水利工程建设的情况, 坝基混凝土防渗墙是一个较好的选择, 而对于混凝土防渗墙的施工则主要通过以下几个步骤进行:

2.1 施工导墙以及槽孔划分

在工程实际开始建设之前, 首先需要对施工导墙进行建立。在混凝土防渗墙建设中, 其导墙以及平台通常都为钢筋混凝土结构, 而在我们实际开展施工时, 也应当能够及时的联系防渗墙上下水游等条件对导墙顶的施工高程参数以及导墙平台结构进行确定。而在对结构以及参数确定完毕之后, 则可以进行槽段以及槽孔的划分。在墙段连接方面, 可以使用接头管法, 在初期浇筑的过程中以两端头孔下设的方式接入头管, 并随着浇筑过程中混凝土面的不断上升, 则可以根据情况及时的拔起头管来使两端头孔保证为空, 从而使其能够快速的成为二期槽段的端部主孔。

2.2 施工工艺流程

在施工工艺方面, 如果面对的是同一个槽孔, 我们则可以使用冲击钻以跳打法的方式进行施工:首先, 我们需要对槽段的主孔进行钻凿, 并在主孔钻凿完毕之后钻凿副孔。而在对副孔钻凿的过程中, 则需要及时的将主副间所具有的障碍物比如小墙打掉, 并在两个孔都完成之后再正式进入到施工的后续工序。而由于在实际施工过程中, 不同槽孔都需要依次的穿过其中的砂层以及洪积层等, 对此, 就需要在实际施工的过程中多准备部分接砂斗来协助施工, 从而更好的保障施工的顺利开展。

2.3 清孔换浆

当对终孔进行验收并合格之后, 则可以正式开始清孔换浆的工作。在方式的选择上, 我们选择了抽筒的方式, 即首先将抽筒沉入到孔的底部来抽取其底部的沉渣, 并在抽取的同时向孔内以持续不断的方式注入浆液, 并保证施工过程中的总换浆量为槽孔内泥浆总量的三分之一至一半。而当二期槽孔换浆工作完成之前, 我们也需要通过刷子钻头的使用以分段的形式对一期槽孔的低层残留物以及泥皮等等进行洗刷, 并在洗刷直至刷子钻头位置不存在泥屑、且孔底位置的淤泥不再增加为止。

而在我们处理该步骤的过程中, 需要注意的一点是由于我们之前对于浇筑导管、预埋管等等所消耗的时间往往比较长, 而为了能够在此情况下也保证孔内部的淤泥不会在这个安装的时间内大规模的增加、保证槽壁的稳定, 就需要在开展清孔换浆工作之后能够保证孔内具有充足的粘度以及密度, 并保证其中的含沙量被控制在一定的数值之内。

2.4 预埋灌浆管下设

在对于灌浆管进行下设的过程中, 通常都需要保证孔底节的长度要控制在6m以内, 并在实际设置之前对其中的不同节点进行调整, 从而能够根据情况在接口位置处树立几根具有等间距的钢筋来对其进行焊接以及固定。而在下设过程中, 也需要借助吊车的使用在孔口位置处对其进行焊接、并以整体的形式下设。在实际对接的过程中, 也需要通过水平尺的使用对两节之间的垂直情况进行校核, 从而使整个预埋管工作的铅直度能够得到保证。

2.5 混凝土浇筑

在混凝土浇筑的环节, 所使用的是泥浆下直升导管法进行浇筑。在实际浇筑之前, 各项的准备工作需要做好, 比如浇筑器具的准备、施工记录以及相关的仪器等等, 并需要重点对浇筑导管自身的长度、质量以及布置情况进行设置, 从而以此来保障相关设备器具能够满足实际技术要求。而在浇筑的过程中, 则需要在对水泥砂浆进行搅拌时对于每一套导管都做好下料以及注浆工作, 并当储料槽中的混凝土达到一定量时正式开展浇筑工作。在浇筑过程中, 需要保证工作人员能够严格根据相关技术规范进行, 并重点对混凝土浇筑过程中的上升速度以及导管拆卸方面进行管理。

2.6 接头管下设与起拔

在本次混凝土防渗墙施工过程中, 使用了接头管的方式同墙段进行连接。在初期槽孔清浆工作结束之后, 我们在槽孔端头下设了一定数量的接头管, 并在浇筑过程中根据混凝土浇筑的初凝情况通过液压拔管机的使用对这部分接头管进行逐步的起拔, 并以此将初期施工的槽孔端头都逐渐形成为圆弧形接头孔。

3 结束语

总的来说, 水利枢纽工程是我国未来经济建设以及社会发展的重要一环, 需要我们能够对其引起充分的重视。在上文中, 我们对于水利枢纽工程坝基防渗工程设计与施工方式进行了一定的研究, 而在实际操作过程中, 也需要我们能够充分联系工程实际, 从而以更具针对性的方式做好防渗工程的建设工作。

参考文献

[1]李永庆, 杨光.新立城水库坝基防渗高压摆喷灌浆参数试验[J].吉林水利, 2011 (03) :10-13.

[2]冯娟霞, 陈保泉.高压喷射灌浆防渗墙施工技术[J].水利建设与管理, 2011 (02) :27-29.

坝基防渗施工 第2篇

关键词：水利工程；坝基防渗施工；重要性

1、引言

在对水利工程施工的过程中，一定要注意坝基防渗施工的质量，如果坝基防渗施工工作做得不到位，就会严重影响到水利工程整体建设的质量，从而对水利工程的使用寿命造成严重的缩减，因此，要合理的应用各种坝基防渗施工手段和技术，以保障坝基防渗施工的质量，从而保障水利工程建设的整体稳定性。

2、案例分析

2.1工程概况

某工程枢纽由大坝、岸边溢洪道、输水建筑物等组成。溢洪道位于大坝左岸，输水建筑物位于大坝右岸。大坝坝型为土质防渗体分区坝，分为土质防渗区和堆石区，两区间为反滤层和过渡层，最大坝高42.50m，坝顶高程662.50m，坝顶长153m，上游坝坡自上而下为1：2.5、2.75，下游坝坡为1：2，土质防渗体下游坡为1：0.45，大坝上游护坡为现浇混凝土块护坡，下游坝坡626高程以下为干砌石护坡，以上为浆砌石条带内植草皮护坡。溢洪道位于大坝左岸，为无闸控制正槽溢洪道，轴线水平投影总长327.3m，由进水渠、控制段、泄槽、消能防冲设施和出水渠5部分组成，堰型为宽顶堰，堰顶高程657.00in，堰宽351TI，消能型式为挑流消能。坝轴线对应位置架设跨溢洪道交通桥，桥面宽4.5m，桥长44m，共分3跨，单跨14nl，上部结构为现浇混凝土板梁结构，下部结构为钢筋混凝土桥墩。

2.2帷幕灌浆

在对该水利工程尽心施工的过程中，需要利用帷幕灌浆对坝基中出现的渗漏问题进行处理，以保障水利工程建设的质量。而在采用帷幕灌浆的时候，需要进行灌浆的工程长度为1865.55m，而对该工程进行钻孔时，钻孔的尺寸为2105.90m。

2.2.1钻孔

成孔处理过程中，主要采用的机械为回旋式地质钻机。在对日常混凝土层进行处理的过程中，主要采用的钻进钻头为针状的合金钻头，岩石层在处理的过程中，采用的钻头通常为金刚石钻头。采用清水对钻头进行清理。钻孔的孔径要注意保持在91mm，而这就要求孔径的开度需要保持在108mm。钻孔采用三序钻进的步骤，以此按照一序、二序、三序的顺序进行钻进工作。在对双排孔进行设置时，需要从上游排入手，在上游排设置完毕后，再对下游排进行处理，在帷幕灌浆的过程中，需要自上而下进行分段式的钻孔工作。注意起始段要设置为2m，而每段之间都需要相隔5-6m，根据实际施工情况的具体要求适当的调整分段间隔长度，然而值得注意的是，无论怎样调整，分段长度都需要控制在10m范围内。

对灌浆孔进行彻底清理之后，才可以进行灌浆工作，并且要注意对灌浆孔进行压水测试，保障灌浆孔所能承受的压力可以达到实际灌浆压力的80%。而在钻孔完成之后，也需要对钻孔进行彻底的清洗，要注意将钻孔内部的杂质厚度控制在20cm以内。

2.2.2灌浆

本工程灌浆使用纯水泥液，采用普通硅酸盐水泥，灌浆用水采用洁净库水，水灰比为5：1、3：1、2：1、1：1、0.8：1和0.5：1。灌浆按分序加密的原则进行，先灌一序孔，后灌二序孔，最后灌三序孔，采用自上而下循环式灌浆法。灌浆段在最大压力下，注入率≤0.4L/min后，继续灌注60min；≤1L/min后，继续灌注90min，可结束灌浆。

2.3边坡锚杆

在对边坡锚杆施工的过程中，需要选用适宜型号的锚杆，然后在选择适当的锚固剂，以便能够对边坡锚杆进行加固处理。然后要严格依据施工设计图纸的相关要求，对边坡锚杆施工的具体位置进行有效的测量放线处理，为了能够清晰的辨认出测量的具体位置，需要采用较为醒目的油漆，例如红色油漆对锚杆的位置进行標注。在位置标注完毕之后，就需要进行钻孔工作，在钻孔的过程中，需要对各个孔洞之间的偏差值做出一定的规定，一般要求钻孔间的偏差不能够超过100mm。在开挖的时候，需要注意开挖面要与锚杆孔轴方向保持垂直状态。通常在施工中，所选用的钻头有两种，一种是70mm的钻头，其钻出的孔径为76mm，一种是38mm的钻头，其钻出的孔径为42mm，两种钻头所钻出的孔洞，其孔径都符合施工的需求，锚杆孔的深度偏差都在50mm以内，满足施工的需求。

在对锚杆进行固定插入的过程中，需要先将一些水泥上将灌注到孔洞中，然后再将锚杆插入到孔洞中，注意在插入时，要不断的对其进行敲打处理，这样可以将孔洞中的水分彻底排除干净。而在水泥砂浆彻底凝固之后，就要避免一起外力因素对其造成影响。

3、施工难点的对策

3.1成槽凿孔之前对大石块预爆处理

按照防身强施工中的具体条件和实际情况。对地层中体积较大的石块要采取适当的措施进行孔内的爆破施工，对于直径超过1米的同时位置又相对比较集中的地方，一定要借助于钻孔机对其进行加密钻孔，这样也就使得防渗墙施工的难度大大降低。

3.2成槽过程中大石块的处理

首先是钻孔爆破施工。如果是深度较小的大石块或者是飘石，就应该采用岩心钻机还要搭配金刚石的钻头，对试块进行钻取之后在孔内对其进行爆破处理，通常爆破过程都是在爆破筒中完成的。其次是聚能爆破。对于一些探头石或者是深度较大的大石块，在试块表面的下方能够设置聚能爆破筒，采用的炸药为乳化炸药，炸药桶的实际规格和装药的实际数量要根据石块自身的深度和提举来确定。

3.3.漏浆处理

砂卵石层架空现象是经常出现的一个问题，造孔的过程中会出现比较明显的漏浆问题，而针对这样的现象要采用的是回填粘土或者是粘土中增加适量片石的材料，同时还要用组那头冲击挤密的方式对漏浆的部位进行有效的处理。

3.4塌孔处理

防渗墙施工的过程中塌孔现象也是比较容易出现的一个问题，对这一问题的处理主要是采用粘土、碎石和二者的混合料填充到槽孔塌孔位置以上的1.5米，然后再根据施工的要求对其进行夯实和挤密处理，塌孔程度比较严重的地方可以采用直升导管法进行回填施工，这样就可以将混凝土推平，以便重新进行造孔施工

4、结语

水库建设中由于受到多方面因素的影响，造成水库坝基渗漏，其中包括地质条件复杂多变，经常遇到地质灾害，水库施工条件复杂，影响水库质量的因素也很多。所以，在坝基防渗漏施工中，一定要具体问题具体分析，充分结合水库所在地的自然环境和地质特点，有针对性的采取防渗措施，才能切实改善水库的病险现状，发挥水库应有的作用，实现经济效益、社会效益、环境效益的多赢。鉴于水库坝基防渗漏施工措施对于我国水利水电事业以及国民经济发展的重要性，因此，本文研究这个课题具有非常重要的现实意义。

参考文献：

[1] 林森.水利工程防渗处理施工技术应用的探析[J].价值工程.2012（03）

[2] 林清淮. 民用渠道防渗施工中的几个重要问题探讨[J]. 科技风. 2013（12）

[3] 陈丽娜. 浅谈水利工程中堤防防渗施工方案的选择[J]. 中小企业管理与科技（中旬刊）. 2014（03）

坝基防渗施工 第3篇

高喷灌浆技术在水利工程应用的过程中具有十分明显的优势, 其在设备上相对较为简单, 同时施工的效率也相对比较高, 材料的来源非常广, 工程的施工成本相对较低, 搭接防渗的效果非常好, 所以在大坝坝基防渗以及河堤防渗加固施工中得到了十分广泛的应用。

2工程概况

某水库坝基础出现了渗水情况, 经相关工程人员对渗流量的计算, 坝体及坝基的渗流量为103.15万m3/a, 这样严重威胁到主坝的安全。根据工程地质钻探报告, 河床段坝基 (K0+175~K0+680) 的上层为中粗砂层, 层厚2.5~3.3m, 下层为含黏质土粉细砂, 层厚4.5~6.0m, 且部分河床下游坝基最上层为含黏质土细砂, 中层为中粗砂, 下层为含黏质土粉细砂。根据该坝基地质情况, 对坝基采取高压灌浆技术进行坝基防渗加固处理。

3高压喷射灌浆技术施工工艺

先造孔再高喷, 为避免喷浆作业时相邻孔出现串孔现象高喷分两序进行, 1、2序间序喷射施工, 间隔时间不小于24小时。

4高压喷射灌浆技术参数分析

根据质量要求, 在工程范围内选择代表性坝段对孔间距离、工艺参数进行试喷, 试喷后进行开挖检查并做围井渗透试验, 以确认或调整设计孔间距离、工艺参数, 方可作为工程施工依据。经研究, 拟定在坝体桩号K0+360附近进行单喷试验及围井试验, 围井布置为五边形, 由5个喷孔组成, 其中一边为模拟坝基防渗墙。试验结束1周后进行取芯并做开挖检查及注水试验, 对结果进行分析后调整了试验参数。

调整后的参数如下:

4.1钻孔。孔径130mm, 孔距1500mm, 倾斜率≤1%, 高喷灌浆孔位与设计孔位偏差应小于5cm。

4.2材料。主要施工材料采用32.5级普通硅酸盐水泥, 水灰比1.2∶1, 相应浆液密度为1.44g/cm3, 水泥掺入比不小于20%。

4.3喷浆。浆压30~35MPa, 流量70~100L/min, 气压0.7MPa, 气流量0.8~1.2L/min。

4.4高喷灌浆的形式为摆喷, 摆角30°。

4.5提升速度。提升速度的快慢直接影响浆液用量, 提升速度过快, 则墙后不稳定、易产生空洞, 且切割半径不符合要求, 会造成防渗墙搭接处产生薄弱环节;提升速度太慢, 则冒浆量过大, 造成水泥浪费, 因此需根据灌浆试验确定不同土层的提升速度。本工程基岩层的提升速度为12cm/min, 砾砂层的提升速度为10cm/min, 壤土层的提升速度为14cm/min。

4.6注浆水泥浆比重控制在1.5~1.7g/cm3, 回浆比重控制在≥1.3g/cm3。

5施工方法、步骤

5.1施工放样及布孔。在摆喷施工的过程中, 一定要分段的按照其标准的顺序来进行, 在摆喷施工区域当中应该按照施工图纸的要求完成孔位放样以及编号工作, 在放样定位的过程中, 孔位中心最大的偏差不能超过5cm, 之后还要对下施工的序孔拟定为单编号, 后施工的序孔拟定为双编号。

5.2钻孔。分两序钻孔通常就是指先对单序孔进行施工, 之后再对双序孔进行施工。在钻进的时候, 为了能够更加有效的避免坍塌的现象, 我们应该充分的采用泥浆护壁, 终孔待喷的时间相对较长的时候, 应该在孔口内加盖对其进行全面的保护, 这样才能更加有效的防止杂物进入到孔内。钻机就为之后要保持平稳的状态, 采用水平尺对机体进行测量, 同时各项数值与标准的偏差不能超过50mm, 倾斜率要控制在1%以内。钻孔深度一定要在设计底高程之上, 同时喷射管的喷嘴一定要下放到设计孔深0.5m的位置, 在钻孔施工中, 每钻进3m应该用水平尺进行一次测量, 这样就可以十分有效的防止钻孔过程中出现倾斜的状况。

5.3配制浆液。在监理工程师监督之下确定对应的水灰比、加水高度以及加灰量, 同时还要在搅拌机上做好标记, 在配置的过程中一定要严格的根据已经标好的加水高度以及加灰量对其进行全面的控制, 在对其进行充分的拌和之后, 还要用比重计对浆液的密度进行测量和控制。充分的保证没管一测, 同时还要有专人对水灰比、加水高度和加灰量进行全面的控制, 在完全符合要求之后可以对其进行送浆施工。

5.4下管喷浆。高喷灌浆施工的过程中应该分成两道工序进行, 相邻孔序高喷浆之间的间隔时间一定要在24h之内, 当孔深到达设计深度之后就可以进行下管施工。在下管的税后要尽量的轻、慢, 同时还要避免刮塌孔壁, 在下放到设计的深度之后, 还要对孔深进行校正处理, 为了更加有效的避免喷嘴发生堵塞的情况, 我们可以采用低压送水、气浆的方法完成下管施工, 同时我们也可以采用胶布对喷嘴进行包扎处理, 在完成了下管之后还要依靠高压水和高压气鼓开胶布之后实现喷射提升。

5.5喷浆提升。在确定喷管下入到设计的深度以后, 一定要按照次序完成低压送水、送浆以及送风。之后再提高压力到设计的标准值, 在孔底喷射1—3min之后, 等到孔口返浆恢复正常状态之后, 再根据要求对其进行摆喷提升。在提升的过程中一定要随时的对浆液的流量及性能等各项参数进行全面的检查, 同时还要保证记录的准确性和真实性。如果冒浆量超过了注浆量的两成或者是完全不冒浆的时候, 应该按照相关的要求对其加以处理。

5.6回填灌浆。为了能够更好的解决凝结体顶部由于浆液析水而产生凹穴, 在喷射结束之后还要及时的在喷射孔的内部进行惊讶回填灌浆施工, 直到孔口浆面不再出现下沉的状况, 浆液的粘稠度要高一些, 通常其水灰比要控制在0.5:1—0.7:1, 对孔壁稳定性不是很强的地层一定要充分的考虑到导浆管, 下置的深度要结合塌孔的位置来确定, 这样就可以十分有效的避免他落伍堵塞孔口, 从而出现漏灌的现象。

6质量控制措施

6.1下管时准确确定喷射方向与摆动角度, 喷射前要校核, 以确保凝结体的有效连接。

6.2水泥浆要定期进行浆液密度等相关参数测试, 保证浆液处于合格范围之内, 同时, 浆液要进行严格的过滤, 防止喷嘴在喷射过程中堵塞。

6.3对泥浆 (水) 泵的压力、浆液流量、钻机转速、提升速度及耗浆量应经常进行检查。当冒浆量超过注浆量20%或完全不冒浆时, 应及时采取措施进行处理。

7结论

在水库坝基防渗施工的过程中, 高喷灌浆技术在应用的过程中能够展现出非常明显的优势, 其施工操作非常的便利, 同时施工的速度快, 工程造价相对较低, 在防渗方面存在着非常大的优势。高喷喷射灌浆是地下隐蔽工程中重要的一项, 我们在施工中必须要对施工参数进行全面的控制, 只有这样, 才能更好的确保工程的施工质量和施工水平。

参考文献

[1]冯继华, 周文鑫.高压摆喷灌浆在土质坝中应用浅析[J].中小企业管理与科技 (中旬刊) , 2015 (3) .

坝基防渗施工 第4篇

在水利工程应用的过程中坝基的防渗性能直接影响到了水利工程的使用功能, 同时其还应影响到了水利工程的使用寿命, 所以坝基防渗施工也成为了水利工程建设和施工中十分重要的一个环节, 这一环节的质量也是我国水利工程能否得到充分利用的一个关键的影响因素, 所以也应该受到有关部门的重视。

2 案例分析

2.1 工程概况。

某工程枢纽由大坝、岸边溢洪道、输水建筑物等组成。溢洪道位于大坝左岸, 输水建筑物位于大坝右岸。大坝坝型为土质防渗体分区坝, 分为土质防渗区和堆石区, 两区间为反滤层和过渡层, 最大坝高42.50m, 坝顶高程662.50m, 坝顶长153m, 上游坝坡自上而下为1:2.5、2.75, 下游坝坡为1:2, 土质防渗体下游坡为1:0.45, 大坝上游护坡为现浇混凝土块护坡, 下游坝坡626高程以下为干砌石护坡, 以上为浆砌石条带内植草皮护坡。溢洪道位于大坝左岸, 为无闸控制正槽溢洪道, 轴线水平投影总长327.3m, 由进水渠、控制段、泄槽、消能防冲设施和出水渠5部分组成, 堰型为宽顶堰, 堰顶高程657.00in, 堰宽351TI, 消能型式为挑流消能。坝轴线对应位置架设跨溢洪道交通桥, 桥面宽4..5m, 桥长44m, 共分3跨, 单跨14nl, 上部结构为现浇混凝土板梁结构, 下部结构为钢筋混凝土桥墩。

2.2 帷幕灌浆。

在该工程的建设和施工中, 帷幕灌浆通常是用来处理坝基地质渗漏问题的, 其中灌浆的长度达到了1884.44米, 钻孔的总进尺达到了2114.09米。

2.2.1 钻孔。

在施工的过程中, 施工人员采用的是回转式的地质钻机去完成成孔施工。混凝土层在日常的施工中采用的是针状的合金钻头来完成钻进施工, 而岩石层由于其硬度较大, 所以使用的施工工具是金刚石的钻头。在对钻头清洁的过程中选择的是清水。钻孔的孔径开度达到了108毫米, 钻孔孔径也达到了91毫米。钻孔施工的过程中主要分成了三序钻进。首先要完成的是一序孔的钻进工作, 然后要完成的是二序孔的钻进工作, 最后就是要完成三序孔的钻进工作。在双排孔设置的过程中要先从上游排开始, 然后再进行下游排的设置, 、帷幕灌浆钻孔施工的过程中要采用自上而下的分段式钻孔施工。起始的接触段要设置成两米, 接下来的每一段都要间隔5到6米, 而在施工的过程中也可以根据实际的需要来适当的对其长度进行调整, 但是一定要将其控制在10米以内。在灌浆施工之前, 所有的灌浆孔必须要进行彻底的清洗, 然后要将其进行压水实验, 压水实验的过程中还要将实际的压力控制在实际灌浆压力的80%。如果这一压力值大于1Ma, 那么就要取1MPa的值, 钻孔施工完全结束以后要对钻孔进行彻底仔细的清理, 孔内残渣的厚度一般不能超过20厘米。

2.2.2 灌浆。

本工程灌浆使用纯水泥液, 采用普通硅酸盐水泥, 灌浆用水采用洁净库水, 水灰比为5:1、3:1、2:1、1:1、0.8:1和0.5:1。灌浆按分序加密的原则进行, 先灌一序孔, 后灌二序孔, 最后灌三序孔, 采用自上而下循环式灌浆法。灌浆段在最大压力下, 注入率≤0.4L/min后, 继续灌注60min;≤1L/min后, 继续灌注90min, 可结束灌浆。帷幕灌浆结束14d后进行检查孔的压水试验, 试验方法采用自上而下的分段钻孑L压水法, 压水试验采用单点法或监理工程师指定的方法进行。检查的结果达不到设计要求的应予以复灌处理, 合格后进行封孔。

2.3 边坡锚杆。

锚杆采用YT-27型气腿式风钻凿孔, 采用水泥砂浆作为锚固剂。根据施工图纸进行测量放线, 并用红色油漆标出位置。锚杆孔的钻孔按要求钻孔, 其偏差≤100mm;锚杆的孔轴方向应垂直于开挖面;钻头有70mm和38mm两种, 钻出孔径分别为76mm和42mm, 大于锚筋直径25mm分别为41mm和17mm满足施工要求;锚杆孔深满足要求, 孔深偏差值≤50mm。锚杆采用 (I) 25螺纹钢筋, 胶结材料M20水泥砂浆;先灌注水泥砂浆, 再将锚筋插入, 插入过程中不断敲击锚筋, 直至冲洗水和孔中水完全排除;砂浆凝结后不得敲击、碰撞和拉拔锚杆。

3 施工难点的对策

3.1 成槽凿孔之前对大石块预爆处理。

按照防身强施工中的具体条件和实际情况。对地层中体积较大的石块要采取适当的措施进行孔内的爆破施工, 对于直径超过1米的同时位置又相对比较集中的地方, 一定要借助于钻孔机对其进行加密钻孔, 这样也就使得防渗墙施工的难度大大降低。

3.2 成槽过程中大石块的处理。

首先是钻孔爆破施工。如果是深度较小的大石块或者是飘石, 就应该采用岩心钻机还要搭配金刚石的钻头, 对试块进行钻取之后在孔内对其进行爆破处理, 通常爆破过程都是在爆破筒中完成的。其次是聚能爆破。对于一些探头石或者是深度较大的大石块, 在试块表面的下方能够设置聚能爆破筒, 在施工的过程中, 这一流程是在泥浆条件下完成的, 所以采用的摘要是防水性非常好的乳化炸药, 炸药桶的实际规格和装药的实际数量要根据石块自身的深度和提举来确定。再次是钻头重锤。如果石块体积相对较小, 使用加大配重的钻头, 对其进行快速的冲砸就可以让其变成碎块状, 在所有的石块都变成碎块之后, 才能开始钻进施工。

3.3 漏浆处理。

砂卵石层架空现象是经常出现的一个问题, 造孔的过程中会出现比较明显的漏浆问题, 而针对这样的现象要采用的是回填粘土或者是粘土中增加适量片石的材料, 同时还要用组那头冲击挤密的方式对漏浆的部位进行有效的处理。

3.4 塌孔处理。

防渗墙施工的过程中塌孔现象也是比较容易出现的一个问题, 对这一问题的处理主要是采用粘土、碎石和二者的混合料填充到槽孔塌孔位置以上的1.5米, 然后再根据施工的要求对其进行夯实和挤密处理, 塌孔程度比较严重的地方可以采用直升导管法进行回填施工, 这样就可以将混凝土推平, 以便重新进行造孔施工, 从而使得施工的质量得以提升, 工程整体的稳定性获得了更好的保证。

结束语

水库建设中由于受到多方面因素的影响, 造成水库坝基渗漏, 其中包括地质条件复杂多变, 经常遇到地质灾害, 水库施工条件复杂, 影响水库质量的因素也很多。所以, 在坝基防渗漏施工中, 一定要具体问题具体分析, 充分结合水库所在地的自然环境和地质特点, 有针对性的采取防渗措施, 才能切实改善水库的病险现状, 发挥水库应有的作用, 实现经济效益、社会效益、环境效益的多赢。鉴于水库坝基防渗漏施工措施对于我国水利水电事业以及国民经济发展的重要性, 因此, 本文研究这个课题具有非常重要的现实意义。

摘要：在水利工程运行的过程中, 坝基防渗的性能对水利工程整体性能的发挥都有着非常关键的作用, 而在坝基防渗施工中有很多因素都会对施工的质量产生影响, 所以在水利工程坝基防渗施工中, 一定要采取正确的措施和方法做好水利工程中坝基的防渗施工工作, 本文主要分析了坝基防渗施工在水利工程建设中的重要性, 以供参考和借鉴。

关键词：水利工程,混凝土防渗墙,重要性

参考文献

[1]林森.水利工程防渗处理施工技术应用的探析[J].价值工程, 2010 (3) .

岸堤水库岩溶坝基防渗处理探讨 第5篇

1 坝基渗漏的原因

坝基渗漏是水利工程比较常见的质量问题, 出现这一问题的原因很多, 在处理的过程中, 需要考虑水库工程所处的地理环境, 还要考虑地质构造的复杂程度, 外界环境对施工质量的影响很大, 如果水库工程处于节理裂隙发育地段, 比较容易形成溶沟、溶槽, 这会增加渗漏的概率, 会形成集中漏水的通道, 在建库的过程中, 需要对坝基进行清理, 如果基岩处理不当, 会增加渗漏的严重程度。在水库工程施工的过程中, 还要做好地质勘探工作, 有的坝轴线测量不够准确, 这会形成漏水通道, 会影响坝基的安全性。在筑坝清基的过程中, 还可能出现较多的涌泉, 则会限制清基的排水能力, 会导致清基处理不够彻底。在水库蓄水的过程中, 如果坝基压力增大, 可能会使渗水穿透土层, 会导致坝基出现变形问题。在水库施工时, 施工人员还要做好排水工作, 要控制坝基渗漏问题, 还要保证坝体结构的稳定性, 这样才能保证岩溶中的填充物不会受到水流的冲击, 才能保证渗流通道的畅通性, 降低渗漏量。

2 坝基渗漏的处理措施

坝基渗漏是一种常见的质量问题, 其会影响坝体的功能, 会造成资源的浪费, 施工人员必须针对坝基做好防渗处理工作。在本文的工程案例中, 施工单位采用的是幕墙灌浆技术, 需要在坝基内设置防渗帷幕, 这样可以提高防渗的效果, 下面笔者对坝基渗漏的处理措施进行简单的介绍。

2.1 灌浆试验

在对坝基渗漏问题进行处理时, 需要先进行灌浆试验, 要对岩溶渗水通道进行灌浆处理, 由于我国施工单位在水库防渗处理时, 灌浆技术不够成熟, 所以, 灌浆的效果大大降低了, 施工单位需要调整技术参数, 要对坝段裂缝进行修补。有的水库泉眼比较多, 增加了渗漏的隐患, 需要采用灌溉的方式进行填补, 在施工的过程中, 需要采用边钻边灌的方式, 施工单位还要优化灌浆的工艺技术, 要做好施工材料的选择工作, 这样才能保证施工的效果, 才能控制坝后潜流, 才能提高岩溶坝基的防渗质量。

2.2 灌浆工艺

2.2.1 钻孔

在应用灌浆工艺时, 首先要做好钻孔工作, 要确定中心线, 还要确定序孔孔距, 这样才能降低施工的误差, 在钻孔的过程中, 要合理确定偏差, 一般偏差不能超过孔深的2.5%。

2.2.2 洗孔

在钻孔后还要做好清洗工作, 主要是对钻孔后产生的岩粉进行冲洗, 对于岩石裂隙用高压水泵或脉冲冲洗, 冲洗压力为0.24MPa, 冲洗时间为20-40min, 直到返水不含岩粉为止。

2.2.3 灌浆

先序孔岩溶发育, 充填砂石料多, 采用自上而下分段钻灌法, 一般每钻5.0m一灌, 孔口封闭, 孔内循环灌浆。后序孔地基岩石情况得到改善, 采用自下而上分段灌浆法, 孔内止浆。钻进中若遇到较大裂隙, 作一段处理, 采用沙、碎石级配料堵塞漏水通道, 选用可灌性较好的材料, 河沙可灌比值不小于8, 回填后使漏水量小于200L/min, 在0.3MPa孔口压力下灌浆结束, 如漏水量仍较大, 可在水泥浆中掺加粒径小于2mm的细沙充填灌浆量大的孔段, 灌浆结束后待凝2-3d, 若漏水量不大, 做压水试验计算单位吸水率, 参考岩芯情况选择灌浆的起始水灰比。

施灌中的浆液品种分两类共7级, 一类为水泥浆, 比重为1.1, 1.2, 1.3, 1.4四级, 另一类为水泥粘土浆, 比重为1.5, 1.6, 1.7三级, 分级注入量为400L, 每次灌浆按设计程序进行。

灌浆浓度变换准则: (1) 在施灌过程中, 压力保持不变, 吸浆量均匀减少或吸浆量不变, 压力均匀升高, 属正常灌浆, 不改变浆液浓度; (2) 当某一浓度的浆液持续3060min或灌入量已达400L而压力及吸浆量无明显变化时, 改浓一级浆液, 改浓后如出现异常就再改用原来浓度, 若不能恢复原来的吸浆量, 就改用起始水灰比灌注或清水冲洗钻孔后再灌。

灌浆压力的控制:正常情况下自始至终按0.3MPa孔口压力灌浆, 当吸浆量过大时, 改用较低压力, 充填裂隙洞穴, 让孔口压力逐渐自行上升, 达到0.3MPa, 如达不到规定压力, 就实行低压灌浆、间歇灌浆等措施, 直到按标准结束, 然后再次由稀到浓进行复查灌浆。

灌浆结束的标准:在0.3MPa压力下, 吸浆量小于0.4L/min、延续60min后可结束灌浆。有时吸浆量维持在1L/min上下, 而回浆量明显由稀变浓, 也可以结束灌浆工作, 但总的灌浆延续时间不少于2h。

2.2.4 封孔

对灌浆合格的孔, 排除孔内积水、杂物, 及时回填, 岩孔用1:2水泥砂浆封孔。土孔待拔出套管后及时用粘土球分层夯填, 且每层厚度小于40cm

2.2.5 灌浆材料的选择

选择可灌性较好的材料, 如水泥选用不低于425号普通硅酸盐水泥, 细度小于0.08mm, 粘土、砂、石子就地取材, 对堵漏用沙做颗粒级配分析, 以测定其可灌性颗粒级配。

大于0.5mm的颗粒占全重的81%, 小于0.1mm的颗粒占全重的0.7%, 属粗砂, 经过充填砂砾石后的基岩裂隙变为砂砾石地层, 绘制颗粒级配曲线查得:D15=0.9mm, 425号水泥d85=0.08mm, 可灌比值用D15/d85求得11.25, 大于5~10范围, 符合要求。

3 结论

本文对岸堤水库岩溶坝基防渗处理措施进行了介绍, 在钻孔的过程中, 施工人员需要保证处理措施的应用效果, 要合理应用施工技巧, 还要做好材料的选择工作, 保证水库的强度以及防渗效果。在加固防渗处理的过程中, 还要保证操作的规范性, 要加强施工管理, 这样才能保证作业的安全性。岸堤水库岩溶坝基防渗处理是降低坝体变形, 优化坝体结构, 降低坝体裂缝的有效途径, 可以保证水库的应用效果, 可以降低水库在应用的过程中出现安全事故的概率。

参考文献

[1]莫李生, 王之岑.岩溶地区水库防渗堵漏设计与施工——东敢水库除险加固工程实践[J].企业科技与发展, 2010 (18) .

[2]马俊廷.深层坝基防渗墙施工平台坍塌预防及处理施工[J].水利建设与管理, 2009 (09) .

坝基防渗施工 第6篇

关键词：高喷灌浆,充填灌浆,复合防渗墙

近年来, 高压喷射灌浆防渗技术在水利工程基础处理中的应用获得了迅速发展, 取得了良好的防渗效果和明显的经济效益。但这些防渗墙多用于已建成或临时性工程, 主要起防渗加固或临时性挡水作用, 用于永久性新建工程的基础防渗并不多。主要原因是, 高喷防渗墙由单元孔喷射灌浆形成的板与板或板与桩相互交接而成, 厚度一般较薄 (10～30 cm) , 或者薄厚不均匀, 属板状防渗体;旋喷桩与桩套接虽然形成了较厚的墙体, 但由于单桩在不同地层深度存在桩径不一的缺陷, 使旋喷套接桩墙整体防渗性受到影响。因此由高喷灌浆形成墙体难于满足永久性建筑物防渗和耐久使用要求。

针对这一问题, 辽宁省水利水电科学研究院在小龙口水库坝基砂卵石层防渗中, 将高压喷射灌浆与静压充填灌浆结合在一起, 构筑复合结构防渗墙。墙体由外壳和内核组成, 外壳由双排高喷板墙相互连接成菱形井状结构, 菱形井中心布置静压充填灌浆孔, 待高喷板达到一定强度后再进行静压充填灌浆。与高喷板墙相比, 该种形式防渗墙厚度增加了3～4倍;与旋喷套接桩墙相比, 由于采用双排摆喷折线搭接, 提高了防渗墙整体的可靠性;同时在墙内进行充填灌浆使墙体单位体积水泥含量大幅增加, 从而使墙体的防渗性和耐久性都得到很大程度的提高。并且通过工程实际运用, 取得了较为理想的防渗效果。

在造价方面, 该种形式防渗墙平均综合单价为590元/m2, 虽比单一高喷板墙 (单价为200元/m2左右) 或旋喷套接桩墙 (单价为460元/m2左右) 偏高, 但与防渗可靠性和墙体耐久同样能满足要求的混凝土防渗墙相比 (单价为850元/m2左右, 0.8 m厚) , 造价节省约260元/m2, 约节省投资30%。因此复合结构防渗墙具有价格优势。

1 工程概况

小龙口水库位于大连市长海县大长山岛坝型为黏土心墙土坝, 总库容为68.4万m3, 坝顶长310 m, 最大坝高7.6 m, 水库主要是为严重缺水的大长山岛镇供水。

水库坝基为第四系较松散的砂卵 (砾) 石覆盖层, 宽约280m, 最大厚度为12.7 m, 渗透系数一般为4.210-2～6.310-4 cm/s。覆盖层蕴藏着较丰富的孔隙潜水, 潜水位距地表2.5～3.0 m, 水质分析结果表明, 地下水对混凝土具有硫酸性与镁化性侵蚀。

海岛淡水资源极为贫乏, 水库集雨面积仅为1.05 km2, 年调节水量不足16万m3, 设计上要求大坝 (含坝基) 不允许发生大于0.1 L/s的渗漏量。通过对几种覆盖层防渗方案分析比较, 选择了防渗、耐久使用均有实际保证, 经济上可行的复合结构防渗墙。墙体上部插入黏土心墙2.0 m, 下部及两端嵌入基岩0.3～0.5 m, 全封闭坝基覆盖层。

2 复合结构防渗墙的设计

复合结构防渗墙由双排高喷板墙相互连接成菱形井状结构, 菱形井内静压充填灌浆, 其平面布置如图1所示。高喷灌浆孔沿防渗墙轴线的上下游侧布置成双排, 排间距为0.8 m, 同排孔间距为1.7 m, 2排灌浆孔呈一一对应分布。各对应灌浆孔向内进行120o高压摆喷灌浆, 形成的高喷板对接在一起, 构成菱形井状防渗墙外壳。静压充填灌浆孔布置在菱形井中心, 待周围高喷板达到一定强度后进行静压充填灌浆, 使浆液充填、扩散到井内卵砾石层孔隙中去, 固结后形成墙体内核。同时扩散到井壁的浆液又将墙体内核与高喷板壳凝结在一起, 从而形成一道复合结构防渗墙。

3 高喷灌浆施工

3.1 工艺原理

高压喷射灌浆成墙工艺是利用工程钻机造孔, 将底端带有水、气、浆喷嘴的灌浆管置于预计的地基处理深度, 调试灌浆管的升速转速及喷嘴出口的压力流量等灌浆参数达到设计要求值, 然后自下而上提升灌浆管, 进行连续不断地喷射灌浆。在灌浆管提升 (旋、摆) 过程中, 喷嘴喷出的高压水气细射流冲切破坏地层土体, 并将剥落下来的部分细颗粒顺孔壁升扬到地面, 同时灌入浆液在射流作用范围内与扰动的地层土掺搅混合, 形成具有一定形状的凝结体。单元孔形成的凝结体相互交接在一起, 构成连续的防渗板墙[1]。

3.2 施工参数的选择

高喷灌浆工艺参数选取的合理与否直接关系到形成板墙质量与工程投资多少。本工程首先参考国内高喷灌浆处理砂卵石地基防渗工程资料, 对各种灌浆参数进行初步设计, 而后针对这些设计参数及处理地层进行现场喷射成墙试验, 通过开挖检查成墙效果, 修正设计选取参数值, 得出符合工程实际情况的施工工艺参数 (见表1) [2]。

3.3 设备及施工方法

高喷灌浆设备除高压水泵、空压机、泥浆泵、灌浆管等成套的通用设备外, 本工程还采用了满足双排孔作业的新型高喷台车及使基岩与墙体结合更牢固的下倾式喷嘴。

灌浆施工以2排间斜对应2灌浆孔为一组, 分一序组孔和二序组孔2个序列进行。分序施工的目的是避免喷射时造成邻孔塌孔和串浆。先进行一序组孔施工, 迁移高喷台车至已钻完的一序组2孔上择一孔就位, 经定向、下管、试喷、提升、补浆等工序完成该孔喷射灌浆。然后将台车上部底盘转动一个角度, 进行另一孔喷射灌浆。这样, 台车每迁移一个工位可完成一组孔喷射灌浆。当一序组孔高喷灌浆施工完毕后, 将台车整体转向180°进行二序组孔灌浆施工。双排孔分序施工详见图2所示。

为使高喷板墙嵌入基岩达到设计要求, 灌浆施工中, 除保证灌浆孔钻入基岩足够深度和使用下倾喷嘴外还采用了复喷工艺。即在基岩面以下0.5 m至基岩面以上0.3 m, 先采用高压水气定喷, 冲切基岩面附近风化岩层, 随后将喷射管插回到原处, 进行复喷灌浆。这样, 通过二次喷射灌浆作用, 扩大了基岩面处防渗墙的厚度及搭接长度。

整个高喷灌浆历时50 d, 完成高喷灌浆孔303个, 构筑菱形井151个, 耗用水泥408 t。

4 静压充填灌浆施工

充填灌浆在高喷灌浆后30 d进行。施工工艺采用在菱形井中心钻孔, 在钻进过程中, 通过钻杆向井内卵砾石孔隙灌浆。孔内的冲洗液即为充填灌浆的水泥浆液, 水灰比为0.5, 密度为1.8 g/cm3。充填灌浆压力为0.4～0.6 MPa (泥浆泵压力) 。由于高喷灌浆在先, 高喷时部分浆液已充填到卵砾石中的较大孔隙, 因而充填灌浆的吸浆量小于设计量。充填灌浆完成151孔, 耗用水泥95.2 t, 平均每个菱形井充填水泥630 kg。

5 防渗墙质量检查及防渗效果

5.1 开挖检查

整个灌浆施工结束后, 沿防渗墙轴线方向进行全断面开挖 (墙体插入心墙施工需要) , 清理出长256 m, 厚0.5～0.85 m、高2.0 m裸露的地下连续墙。可以看出, 组成墙体的各单元菱形体轮廓清晰, 连接牢固, 板壳与内核间层次分明。墙体表面粗糙不平, 卵砾石被喷射灌浆液充分包裹, 较大块砾石部分被浆液紧密包裹, 部分悬露于墙外。将菱形体剖开检查充填灌浆液以孔口为中心呈脉状扩散, 并与高喷灌浆扩散的浆脉相通。与灌浆前相比, 菱形体内卵砾石的密实度明显提高, 已由灌浆前的松散状变成类似于窝团状凝固体。

5.2 室内试验

根据安排指定的位置, 在开挖的防渗墙上, 对组成菱形墙体的外壳、内核分别取样 (龄期约150 d) , 进行室内物理力学性能试验, 试验结果见表2。从表2中看出: (1) 墙体外壳和内核的渗透系数均达到设计要求, 而且外壳的渗透系数更低些。由此可见, 在实际运行中, 由高喷灌浆形成的墙体外壳将起主要的 (上接第83页) 防渗作用。 (2) 组成墙体这2部分的弹性模量均较低, 而且彼此相接近, 说明墙体具有良好的变形适用性和协调性。 (3) 墙体的抗压强度完全满足水库低水头防渗要求。

5.3 防渗效果

水库建成后, 经历4年蓄水, 库水位达到设计正常高水位, 坝前后形成了约6.1 m水头差, 观察坝后坡脚附近地面无散渗浸出点, 经长期观测, 水库坝基几乎不产生渗漏。说明复合结构防渗墙取得了明显的防渗效果, 达到了设计防渗要求。

6 结语

复合结构防渗墙是一种新型地下防渗墙体结构突出特点是墙体防渗性能高, 耐久性好, 抗海水侵蚀能力强, 与传统混凝土防渗墙相比价格偏低, 适用于松散的砂卵 (砾) 石覆盖层强透水地基防渗。对具有特殊防渗及耐久要求工程, 特别是淡水资源极其缺乏的海岛蓄水工程, 该防渗墙在阻隔海水, 蓄积淡水方面效果十分明显。

参考文献

[1]白永年, 吴士宁, 王洪恩, 等.土石坝加固[M].北京:水利电力出版社, 1992:589.

[2]DL/T5200-2004, 水电水利工程高压喷射灌浆技术规范[S].

坝基防渗施工 第7篇

伏流是河流从地表流动的状态转至地下运行的形态, 通常包含进出口、伏流洞及上覆山体几部分。伏流形成的地质原因, 通常认为是天然状态下河流为适应最低侵蚀排泄基准面, 被河床下方暗河或管道水袭夺潜入深部的结果, 其进出口往往伴随有较为强烈的溶塌作用。伏流多发育于石灰岩块状较厚的地区, 不仅河床坡降较大, 同时在地面的交界处存在着长期以来发展的椭圆形断口。由于地质构造等其他复杂因素, 伏流河段周围的山体有时会残留较老的河床面。从地形上看, 伏流河段建坝不仅能减少大坝的整体造价, 同时也可造就优美的人文景观。

1 伏流河段地质条件以及伏流河段建库的必要性

喀斯特岩溶地区伏流河段常见有不良地貌的发育, 由于长期暴露的风化作用, 周围山体表层往往覆盖着大量的残积红土。在亚热带暖湿气流的作用下, 夏季会出现大量长时期的降水, 对周围的山体进行剥蚀, 这将会严重影响周围山体的稳定性, 在某些极端条件下甚至会产生泥石流等自然灾害。泥石流的产生会使上、下游古河床底部被掩埋或覆盖, 因而喀斯特地貌典型区域的河床底部常会淤积着大量的红土, 使得处理坝基问题更为困难。

由于岩溶地区独特的地质条件, 地下溶洞、落水洞在该地区非常常见, 而底下溶洞往往会在河床两岸之间的部分相互穿插, 这进一步加深了伏流河段河床以下基岩分布以及受力的复杂性。

近年来, 我国大力发展水利建设, 地域辽阔、水资源储量丰富的西南地区自然成为了我国水利建设大发展的重点区域。而西南地区独特的地理地貌条件给坝址的选择带来了较大的困难, 我们不应只是要把易开发、地理条件优越的地段开发出来, 也不能忽略地质条件相对较差地区的丰富的水资源储量。伏流河段的水资源开发与利用成为了历史之必然。

由于重力坝本身的构造关系, 在坝基面往往会存在较大的荷载。由于岩溶地区独特的地质环境, 基岩在长期的地质构造过程中岩石与岩石之间的完整性和连续性往往会受到较大的破坏, 会对岩石的强度和抗渗能力造成影响。所以我们必须对岩石进行一系列的处理, 使之具有足够的抗渗能力、较为良好的一致性和均匀性, 以及耐久能力, 以防止在渗流的长期侵蚀作用下导致基岩的理化性质发生变性 (泥化现象等) 。

2 坝基开挖注意事项

为了使大坝能够建立在完整坚硬的基岩上, 我们必须对基岩表面的风化松动的石块以及风化层加以去除。由前文所述, 由于岩溶地区周围山体的独特构造条件, 在河床处往往淤积着大量的残积红土, 残积红土有着较大的吸水性, 再加之西南地区气候湿润, 沉积在河床底部的红土往往有着较大的密度, 使得传统的人力开挖变得不现实, 必须依靠重型机械来进行合理开挖。坝基开挖的深度要求, 应根据坝基自身的受力情况、岩石强度以及完整性, 结合上部结构对基础的要求来综合确定。由于基岩上部长期残留着较厚的红土层, 使得坝基部分的岩石风化较弱, 保持较良好, 开挖到红土层底部后, 不需要对基岩进行过于复杂的处理。高坝对基岩的开挖程度较高, 而中低坝则相对较低。

坝基开挖的边坡必须保持稳定, 在岩溶地区的边坡常伴有大量松软的残积红土和多年生灌木, 需对边坡周边的环境进行完整的观察分析, 对于基岩稳固的边坡只需对其上方覆盖的土壤进行清理即可, 而对于呈独立块状并在较短的一个时期内有明显滑移的边坡, 则不光要进行上方的积土清理。对于独立基岩块数多、个体小的, 需要进行爆破处理;而独立基岩相对较少、个体较大的则需要进行锚固, 填补独立岩石之间的缝隙并在表面布置钢丝防护网。为保持坝体的抗滑稳定, 应开挖成水平或向上游倾斜的斜面;两岸岸坡应开挖成台阶形, 以利于坝块的侧向稳定;基坑开挖轮廓应尽量平顺, 避免有高差悬殊的突变, 以免应力集中造成坝体裂缝;在距基岩相对较近的地底若存在软弱夹层, 也应一并挖除。

为保持基岩的完整性, 应分层开挖且应考虑到可能存在的地下暗河将深层岩与基岩之间的空隙填充使得坝基面的抗震能力减弱。当开挖到距设计高程0.5-1.0米的岩层时, 宜用手风钻造孔, 小药量爆破。如岩石较软弱, 也可由人工借助除风镐清除。

当开挖工作完成后, 还需要对岩石表面进行彻底的清洗, 清除破碎、松动的石块, 对突出的尖角进行磨平处理。

3 防渗帷幕的构建

3.1 帷幕灌浆的防渗标准

由于岩溶地区地下流网的复杂性和丰富性, 在坝基面往往会产生较大的扬压力, 对坝体的整体抗滑稳定性产生不利影响, 所以必须对坝基的渗流问题作出相应的处理。在进行灌浆帷幕设计时, 需要针对岩溶地区的独特地质条件来确立防渗标准。只有合适于这种独特地貌的防渗标准, 才能有效判断是否应该设立防渗帷幕以及灌浆范围。而在此问题上国内并无十分严格的准则, 灌浆帷幕的设计很大程度上依赖于设计者的整体把握。

我国1978年颁发的《混凝土重力坝设计规范》 (试行) 中规定, 在防渗帷幕体内, 岩体的透水性根据不同坝高应降低到下列单位吸水量 (w) 值:

而在国内外的实际工程上, 对于该问题的看法并不统一。而较为常用的方法是针对该单一伏流河段基岩的岩性, 通过岩石的透水性实验来进行针对性细节的拟定。

3.2 灌浆帷幕的位置

拟定灌浆帷幕的位置, 既要防止岩溶地区相邻岩层之间的错动使灌浆帷幕因受拉断裂而失效, 又应使防渗帷幕能够较好地防止坝基岩石受到渗流的破坏。一道有效帷幕的建立, 将在防渗帷幕的前端出现很高的压力水头, 若其太靠近下游, 则会使上游方向大量的坝基岩石处在高扬压力和孔隙水压力不利状态下, 对坝和基岩的稳定极为不利。为满足前一要求, 应尽量将帷幕后置在距拉应力区较远的位置上;为满足后一要求, 使得较多的基岩处在帷幕的保护之下, 则应尽量向前缘移置。

重力坝的坝体较厚, 坝基较宽在, 设计时一般不允许在底面上存在拉应力区。在我国, 多放在距上游坝面4~8m的廊道内, 看来也有必要再向上游移动一些。在岩溶地区的特殊地理条件环境下, 应根据坝基下岩层的构造来做适当的调整以保证整体结构的稳定性。

3.3 灌浆帷幕的深度与范围

按照目前国际上较为主流的观点, 灌浆帷幕的作用主要是将较大的渗流通道堵塞, 从而有效地减少渗流流量, 但是降低坝底扬压力还是需要依靠排水解决。所以, 确定有效的防渗帷幕的深度与范围, 对于减少渗流流量是非常关键的。

在岩溶地基及其他可能存在大型通道的地基上建坝, 过去的许多经验往往不能再继续借用。过去在岩性较为良好的地基上建坝的经验告诉我们, 较大的岩溶通道漏出的水占据了总漏水量的绝大部分。所以只要能够找到这些较大的岩溶通道, 漏水问题基本就能得到解决。

以往, 在岩溶十分发育的地区, 防渗帷幕的深度常常会达到这个坝高的2~3倍。若该地段岩溶并不十分发育, 依然可以使用在非岩溶地区构建防渗帷幕的经验去建立。当防渗帷幕的深度大于100m时, 须在岩体中开挖隧洞, 分层施工。

3.4 灌浆孔排数、距离以及钻孔方向的选择

无论是高坝还是低坝, 只要能用孔距1.5~3.0m、一排灌浆孔能达到规定防渗标准的, 就可采用一排孔, 否则, 就需采用多排孔。基岩状况决定了灌浆的孔数排数, 而与坝的高低无较大关联。

从过去建坝的灌浆经验中可以看出, 在某些承受能力极弱的岩层中灌浆, 常常因承受不住很高的压力, 导致行浆较近, 挤密较差, 一排孔难以达到规定的防渗要求 (坝越高, 规定的防渗标准越高, 越难用一排孔达到) 。为达到规定的防渗标准, 常常会先做1~2排压力较低的防渗孔, 然后再布置压力较大的防渗孔。防渗帷幕和基岩中的裂隙夹角较大时, 则可以考虑用上述方法做成二排或三排灌浆孔, 能够取得更好的成效。如图1所示。

由于喀斯特岩溶地貌区别于其他的典型特性, 在伏流的上游地底往往会存在较大的地下暗河或裂隙, 这样的暗河或裂隙常呈多层状水平或小倾角分布。由于水流有流动的特性, 地下暗河往往呈自上而下从高到低的发育。为了使防渗帷幕能够穿过较多的裂隙, 同时保证帷幕和周围岩体的相对稳定, 我们需要在两种可能发生的情况下找到一个平衡点:若主要裂隙倾向上游, 这时就不宜追求钻孔多穿过裂隙, 而应使钻孔向下游倾斜。曾有人把帷幕比作一座“地下坝”, 如果帷幕是高度阻水的, 在帷幕之后有良好的排水措施将水排干之后, 就会使帷幕承受很大的水压力。但倾向下游同时也对排水孔的布置以及减小扬压力不利。因此, 除非迫不得已, 一般都不宜将帷幕向下游倾斜。

3.5 基岩中构建混凝土防渗墙

由于坝体坐落在岩溶十分发育的石灰岩地基上, 在防渗处理中, 除主要用帷幕进行防渗以外, 在某些部位还挖除填充物, 回填混凝土, 用混凝土防渗墙进行处理。

4 结语

本文基于笔者对喀斯特岩溶地貌的了解以及合理的理论论述提出了一些可能有效的解决方案, 但在国内, 对岩溶地区建库的相关规律的研究实属空白, 尚未提出一个广泛使用且合理可行的解决方案。但是在水利建设大发展的今天, 若忽视对水资源储量丰富的西南地区的水利开发, 必然会造成极大的浪费。在今后, 我们的研究将着力于该地区建库的地基处理的试验。

参考文献

[1]王思敬.坝基岩体工程地质力学分析[M].北京:科学出版社, 1990.

[2]左东启.水工建筑物[M].河海大学出版社, 2003.

[3]罗庆富, 黄冬梅, 顾金水.某岩溶地区伏流建库的主要问题初步研究[J].山西建筑, 2007.

[4]缪启龙.现代气候学[M].气象出版社, 2010.

坝基防渗施工 第8篇

夏营水库是一座以城镇供水和农田灌溉为主, 兼有防洪等综合效益的中型水库工程, 水库总库容1155.82万m3。大坝为3级建筑物, 坝型为黏土心墙坝, 坝顶宽6m, 最大坝高为25.7m, 最大坝底宽度146.4m。坝体采用黏土心墙防渗, 心墙顶宽3m, 底宽8m;坝基采用防渗墙+帷幕灌浆的综合处理措施, 最大成墙高度11m。

2 地质条件

坝址河谷底宽130m, 谷底高程74.5m~78.5m, 河床覆盖层总厚4.6m~5.7m, 从上至下依次为第四系全新统冲洪积黏土、粉细砂和砾卵石, 其中黏土1.7m~4.5m, 粉细砂1.1m~2.0m, 砾卵石1.2m~5.9m, 粉细砂、砾卵石层属强透水层。其下伏为前震旦系双桥山群变余砂岩及板岩等, 呈全强风化状, 全风化岩体渗透系数为9.54×10-3~6.79×10-4cm/s, 中等透水;强风化岩体渗透系数为8.59×10-4~4.59×10-6cm/s, 中等透水性~微透水;弱风化岩体渗透系数为7.33×10-5~1.27×10-5cm/s, 弱透水。

3 坝基防渗方案

根据《碾压式土石坝设计规范》 (SL274-2001) , 对于3级坝, 岩基相对不透水层透水率宜为5Lu~10Lu, 本工程取5Lu, 防渗底界以深入5Lu以下5m。河床防渗底界高程为56.4m, 两岸防渗底线逐渐升高, 并向两岸延伸至正常蓄水位与5Lu线交汇处。根据坝址处工程地质条件, 结合坝基防渗要求, 拟定以下两种处理方案。

方案一:防渗墙+帷幕灌浆

清除坝基、坝肩范围内树枝、杂草, 沿坝轴线方向在河床范围布置C20混凝土防渗墙, 墙体向下切穿砂卵石层, 深入强风化层基岩以下, 最大成墙高度11m;在防渗墙下部及坝肩范围为设单排灌浆帷幕, 孔距2m, 帷幕底界深入5Lu线以下5m, 河床底界高程为56.4m, 两岸帷幕底界逐渐升高, 并向两岸延伸。方案一坝基剖面见图1。

方案二:黏土截渗槽+帷幕灌浆

挖除坝基、坝肩上部的黏土和粉细砂层, 选取砂卵石层作为大坝持力层, 沿坝轴线方向在心墙底部设黏土截渗槽, 底宽8m, 倒梯形断面, 截渗槽切穿砂卵石层, 深入强风化层基岩以下;黏土截渗槽下设单排灌浆帷幕, 孔距2m, 帷幕底界深入5Lu线以下5m, 河床底界高程为56.4m, 两岸帷幕底界逐渐升高, 并向两岸延伸。方案二坝基剖面见图2。

上述两种方案, 不同之处在于对坝基覆盖层的处理方式不同, 方案一保留了坝基上部的黏土、粉细砂和砂卵石层, 在覆盖层范围内设置混凝土防渗墙, 方案二挖除了坝基上部的黏土和粉细砂层, 保留了砂卵石层, 通过设置黏土截渗槽切穿砂卵石层起到防渗作用。

从工程技术方面来看, 采用混凝土防渗墙和黏土截渗槽均可行, 也是较成熟的防渗处理技术;从施工难度方面看, 黏土截渗槽开挖深度较大, 开挖后两侧存在砂卵石层强渗漏通道, 槽内黏土回填质量难以得到保证, 施工中需要在截渗槽上下游分别设置一排截渗井, 以降低截渗槽内水位;从工程量及投资方面来看, 坝基上部黏土和粉细砂层厚度约3m~4m, 方案二坝基范围内挖除及回填坝壳料工程量大, 投资也较高;从预期效果来看, 混凝土防渗墙防渗耐久性更好。综上所述, 本工程坝基采用防渗墙+帷幕灌浆的综合处理措施。

设计技术要点

防渗墙设计

防渗墙采用C20混凝土, 厚0.5m, 为保证上部墙体在填筑时的稳定性, 地面以上墙体配Φ14@200双层双向钢筋。混凝土抗渗等级为W6, 配置混凝土材料要求采用矿渣硅酸盐水泥, 水泥强度等级不小于32.5Mpa, 细骨料 (砂) 要求细度模数2.4~2.8, 砂率35%~45%, 粗骨料 (石子) 最大粒径不超过20mm~40mm, 水泥水灰比为0.6~0.65, 水泥用量不小于300kg/m3。防渗墙物理力学指标要求如下:

抗压强度R≥15MPa;

弹性模量E≤24GPa;

坍落度18cm~22cm;

扩散度34cm~40cm;

渗透系数K>i×10-7cm/s (1i10) ;

允许渗透比降[J]>80。

帷幕灌浆设计

(1) 灌浆帷幕的位置

帷幕必须与防渗墙紧密相连, 以达到有效阻水的目的, 确定灌浆帷幕位置在防渗墙轴线上, 即帷幕轴线与防渗墙轴线 (也即坝轴线) 重合, 使坝基防渗体与黏土心墙形成一个完整的防渗体系。

(2) 灌浆帷幕深度

根据《碾压式土石坝设计规范》 (SL274-2001) , 对于3级坝, 岩基相对不透水层透水率宜为5Lu~10Lu, 本设计取5Lu, 则帷幕灌浆深度以灌入q≤5Lu以下5m控制。

(3) 灌浆孔距

帷幕沿大坝轴线布置, 单排, 孔距2m。

(4) 灌注材料

灌浆管采用预埋Φ108铁管, 灌浆材料以水泥浆为主, 为确保灌浆质量, 要求使用32.5Mpa普通硅酸盐水泥, 细度要求通过4900孔/cm2标准筛的筛余量不超过2%。

(5) 灌浆压力

采用“自下而上”的灌浆顺序, 接触面灌浆压力采用0.1MPa~0.2MPa, 其下逐渐增加到0.3MPa~0.6MPa, 具体应以现场灌浆试验确定。

4 结语

在实际工程中, 受工程地质条件制约, 单一防渗墙或帷幕灌浆设计经济性往往较差, 可考虑将两者结合起来。本工程利用防渗墙切穿强透水层, 在防渗墙下部进行帷幕灌浆, 较好地解决了黏土心墙坝坝基防渗问题, 经济技术性显著。