防渗性能论文范文

防渗性能论文范文（精选4篇）

防渗性能论文 第1篇

1 原位测试方法

1.1 钻孔常水头注水试验

用带水表的注水管或量筒向套管内注入清水, 使管中水位保持在管口, 测出管口水位高出地下水位的水头H。试验时, 首先按照5min时间间隔连续测量5次, 然后每隔20min测量1次, 并至少测量6次, 当连续2次的注入水量之差不大于最后一次注入水量的10%时, 视作流量稳定, 终止观测。当试验段在地下水位以下时, 渗透系数为:

式中:K为试验段的渗透系数, cm/s;Q为注入流量, L/min;H为试验水头, cm;A为形状系数, 由钻孔和水流边界条件确定, cm。

当试验段在水位线以上, 且50<H/r<200、H≤l时 (r为钻孔内半径, cm;l为试验段长度, cm) , 渗透系数为:

1.2 围井注水试验

围井注水试验法主要用于高喷墙抗渗性能检测, 采用常水头法进行, 即在围井内设置一固定水位, 通过量杯或便于计量的水表等, 不断向围井内注入水, 保持固定水位不变, 测得稳定水量Q后代入公式计算渗透系数。其墙体渗透系数为:

式中:K为渗透系数, m/d;Q为注入流量, m3/d;t为高喷墙的平均厚度, m;L为围井周边高喷墙轴线长度, m;H为试验水位到井底的深度, m;h0为地下水位至井底的深度, m。

2 工程实例

2.1 工程概况

某流域综合治理一期工程 (挡潮闸) , 由于闸门处地基土中存在砂层等强透水层, 因此采用塑性混凝土防渗墙解决挡潮闸的渗透问题, 塑性混凝土防渗墙设计参数见表1。

2.2 注水试验

经过与该项目的业主及施工方沟通, 在闸门防渗墙处平均选取了7个点进行钻孔常水头注水试验。每个点钻机均采用清水钻进, 每隔5m进行钻孔常水头注水试验法, 以套管孔口为控制水位进行注水试验过程控制和记录。

2.3 渗透系数的计算

常水头试验严格按照《注水试验规程》 (YS5214-2000) 的规定进行, 并结合式 (1) 、式 (2) 计算渗透系数。利用注水试验测得的试验数据, 结合防渗墙墙体钻孔的实际情况, 对围井法计算模型进行简化。当钻孔达到某个深度并开始常水头试验时, 以钻孔圆心为中心截取边长为70cm的正方形为围井截面, 此时围井平均墙厚为15.5cm, 轴线总长为280cm。假定钻孔底部为相对隔水层, 则可以代入围井注水试验的公式计算防渗墙的渗透系数, 但考虑到防渗墙轴线方向的两个截面未发生渗漏, 因此将计算得到的渗透系数乘以2作为防渗墙的实际渗透系数。

两种计算方法采用两种数据处理方式: (1) 注水试验使用止水栓塞每隔5m进行一次, 可计算每5m的渗透系数以及孔口-孔底段整段的渗透系数。 (2) 考虑到钻孔常水头注水试验的结束条件是被评价段渗透稳定的控制条件, 因此可利用注水量减除的方法实现分段计算。结合本试验即用围井法计算渗透系数时每5m分别计算, 若利用0~20m的注水量减去0~15m的稳定渗流量, 则可计算出15~20m的渗透系数。

基于常水头注水试验法, 围井注水试验法, 采用孔口-孔底整段计算方式得到的渗透系数见表2~3, 采用每5m一段的计算方式得到的渗透系数见表4~5。

3 数据分析

根据表2~3, 桩号0+100、0+150孔位处所有测段渗透系数均相对较大, 经分析采用孔口-孔底整段计算时, 两种方法计算的防渗墙各段渗透系数受集中透水段的影响很大, 会导致集中透水段以下各段渗透系数明显偏大。说明孔口-孔底整段计算渗透系数的方法对于有集中渗漏情况存在的注水试验不适用。排除上述2处孔位的数据, 对渗透系数分布区间重新进行统计, 结果见表6。

综合表6, 采用孔口-孔底整段计算时, 常水头注水法计算的渗透系数数量级为10-5、10-6cm/s;围井法计算渗透系数数量级主要为10-6、10-7cm/s, 后者比前者小1个数量级。采用每5m分段计算时, 常水头注水法计算的渗透系数数量级主要为10-6cm/s;围井法计算渗透系数数量级主要为10-6~10-7cm/s, 后者比前者小1个数量级。

于此同时, 在钻孔时同步取样, 取得的芯样进行室内的渗透系数试验, 试验结果表面大多数芯样的渗透系数数量级为10-7cm/s, 仅有约10%芯样的渗透系数数量级为10-6cm/s。即大多数芯样的渗透系数与围井法计算得到的渗透系数相近, 表明围井法计算的渗透系数更符合工程的实际情况。

4 结语

防渗墙渗透系数的孔口-孔底整段测试方法适用于墙体整体防渗性能的评价;防渗墙渗透系数的分段测试方法可检测出防渗墙较易渗漏的具体位置。

通过对两种原位渗透试验的渗透系数进行统计分析表明:围井注水试验法得出的渗透系数比钻孔常水头注水试验方法得出的渗透系数小1个数量级, 考虑到围井注水试验渗透系数的计算条件忽略了井内外地层渗流的水头损失, 其值会比实际的K值偏大, 而这与同时进行的室内芯样的渗透试验的数据有很高的相似性, 即围井渗透系数检测方法更符合工程的实际情况。

摘要：在防渗墙中同时进行常水头注水试验、围井注水试验、芯样室内渗透试验。通过三者对比, 排除公式计算条件中的实际误差。围井注水更能反映工程的实际情况。

防渗性能论文 第2篇

关键词：混凝土,防渗墙,油车水库

一、工程概况

宜兴市油车水库建于江苏省宜兴市南部山区湖滏镇, 属太湖流域的蠡河水系。蠡河水系位于宜兴市东南部, 上游为洑西涧, 发源于浙江天目山余脉。油车水库工程的任务是防洪和城镇生活供水。水库总库容为3, 324万m3, 属Ⅲ等中型水库工程, 水库正常蓄水位38.30m, 防渗设计高程39.00m。

左岸防渗轴线总长2398m, 防渗体系原设计为:上部覆盖层采用高压旋喷结合下部基岩采用帷幕灌浆的方式, 但由于地质情况非常复杂, 经国内外知名专家咨询建议左岸防渗体系修改为上部覆盖层采用混凝土防渗墙结合下部基岩采用帷幕灌浆的方式。根据现场施工情况, W0+000~W1+446.80、W2+171.80~W2+235.20段采用先幕后墙的方式, 防渗墙施工轴线在原帷幕灌浆施工轴线向库区内移动0.7m, 墙下采用补充帷幕灌浆补强的方式进行处理, W1+446.40~W2+171.80、W2+235.2~W2+270.20段采用先墙后幕方式, 帷幕灌浆单排设置, 局部岩溶发育部位采用三排布置。

二、施工主要设计要求

左岸覆盖层防渗墙施工轴线桩号为W0+000~W2+270.2, 全长2084.20m。混凝土防渗墙施工深度为5~30m, 防渗墙厚0.4m, 强度等级为R28≥10Mpa, 抗渗等级为W6, 级配为一级配, 终浇高程39.0m。施工方法采用“纯抓法成槽, 重锤重凿入岩”的施工工艺, 气举反循环法清孔, 拔管接头连接, 水下直升导管法浇注混凝土。

三、防渗墙施工的难点及应对措施

(一) 施工场面狭小, 设备转移困难。

因传统的冲击钻入岩必须提供平整的施工平台, 本工程地表高程不一, 冲击钻入岩需要施工场面大, 将产生大量土方开挖, 临建量极大, 且冲击钻转移困难、频繁等因素, 经项目部论证改进引用国外先进工艺抓斗成槽的施工方法。

(二) 混凝土防渗入岩。

本工程防渗墙施工部位厚覆盖层深浅不一, 基岩面起伏较大, 犬牙交错, 在基岩面接触段溶蚀溶沟发育丰富, 墙底入岩困难。为了解决入岩问题, 采取了强夯机或钢丝绳抓斗吊重锤凿击入岩的创新应用。通过抓斗斗体的重量和斗体对覆盖层的切割, 将防渗墙施工轴线上覆盖层挖出, 然后采用重锤下落时的重力冲击将岩石破碎, 最后再通过抓斗将破碎的岩屑抓出槽孔, 最终成槽。为解决基岩面起伏较大的问题, 我们采用方重锤和圆重锤结合的方法, 保证了防渗墙的入岩深度。

(三) 孔率控制。

金泰SG40重型液压抓斗等均安装有自动纠偏装置, 操作手可直观的在液晶显示屏上时时观测到孔深、孔斜等参数指标, 若发现孔斜有超标趋势, 可利用自动纠偏装置及时处理, 以保证槽孔开挖的垂直度。

(四) 墙内下设预埋灌浆管。

在墙体内预埋灌浆管下设直接影响到后续施工的进度和质量。预埋灌浆管下设对孔形及孔斜要求比较严格, 另外由于下设预埋管需花费一定的时间, 在此过程中, 孔底淤积可能超标, 因此在测定后若超出设计标准, 采取气举反循环法进行二次清孔换浆, 以保证成槽质量;预埋灌浆管采用定位架和桁架结构固定预埋管的方法进行下设, 该方法能够满足设计要求的预埋管偏斜率的控制要求。

(五) 台阶段防渗墙施工。

左岸阶地防渗墙顶面高低起伏, 为满足施工需要, 将该地段沿防渗墙轴线划分为若干阶梯型的施工平台, 分段施工, 因此原则上先施工低洼处后施工高平台, 合理安排各个平台的施工顺序是减少窝工和保证施工安全的重要措施。

(六) 空孔部分处理。

本防渗墙墙顶高程为39.00m, 最高地面高程为52.00m, 空孔部分多达13m, 一期槽施工完成后, 对二期槽施工很容易造成塌孔等安全隐患。对于防渗墙39高程以上的一期槽空孔成槽部分采用低强度 (M7.5) 的沙浆浇筑至施工平台高程的方法解决;二期槽回填抓斗施工时抓出的黏土, 已确保空孔部分的稳定。

四、混凝土防渗墙质量分析与评价

根据本工程实际墙厚很薄钻孔取芯检查极易打偏出墙的, 经过业主、监理和设计允许采用开挖观测的无损伤方法检测。经过开挖检查结果做出以下结论:墙体连续完整;混凝土结构致密无渗水现象;接头孔接缝接触紧密, 无夹泥现象, 接缝处有效墙厚大于设计墙厚;上下游水位差明显等均证明防渗墙工程整体质量合格满足设计和规范要求。混凝土防渗墙共划分313个单元, 合格单元313个, 其中优良300个, 工程单元合格率100%, 优良率达95.8%, 工程质量评定等级为:优良。

五、结语

宜兴油车水库左岸防渗工程战线长, 难度大, 地质情况的复杂程度国内罕见, 所采用的混凝土防渗墙+墙下帷幕灌浆施工工艺方法是工程设计单位, 质量监督部门以及国内知名专家等通过对现场施工情况的具体了解共同研究认可的, 在国内首次应用在实际工程之中。经过近10个月的施工, 左岸防渗工程顺利结束, 经过施工单位自检及第三方检测, 施工质量符合设计要求, 本施工工艺经过此次成功的应用, 为以后地质复杂的水利基础防渗工程处理提供更多的选择。

参考文献

[1].崔强.刍议混凝土防渗墙施工工艺[J].黑龙江水利科技, 2013 (2) :120~123

[2].黄恩中.高含水率淤泥质土层中混凝土防渗墙施工工艺及方法[J].河南水利与南水北调, 2013 (8) :23~24

[3].孙殿文, 刘春洋, 刘福春.混凝土防渗墙在大清沟水库除险加固工程中的应用[J].东北水利水电, 2011, 1

[4].金虹.彰武水库除险加固工程混凝土防渗墙施工方法分析[J].安阳工学院学报, 2010, 4

防渗性能论文 第3篇

中斗闸位于长江流域水阳江水系的老郎川河入口处,坐落于郎溪县涛城镇红星村,是郎川河流域防洪体系的重要控制工程。钢筋混凝土胸(墩)墙式(半开敞)闸室,共9孔,单孔净宽6 m,净高5.5 m。设计过闸流量800 m3/s,为大(2)型水闸。

中斗闸闸室地基由强透水的③层细中砂夹粗砂和④层砂砾石构成,建闸时,为提高闸基承载力和防止振动液化,对闸基、岸墙和翼墙下地基进行了重夯加固处理,重夯范围沿闸室、岸墙、上下游翼墙底板外缘四周再向外延4 m。

现状闸基渗漏严重,主要表现在:从边墩排水孔渗水流量大、二级消力池右侧水面上有漩涡产生,闸上游水位较高时,下游左侧翼墙与导流堤交接底部出现较大渗流量并有细砂被不断带出。种种现象说明闸室两岸存在较严重的绕渗问题,危及水闸的安全运行。

2 渗漏原因分析

闸室地基细中砂夹粗砂层和砂砾石层是中斗闸集中渗漏的通道,经分析,该土层的渗透变形方式以流土为主。中斗闸原设计在翼墙下布置摆喷幕墙,建设阶段,受限于当时施工技术力量等因素,未予实施;上游混凝土铺盖和闸室底板前址处的防渗齿墙及消力池尾坎下的混凝土齿槽均未贯穿砂砾石层进入有效防渗层。因此,防渗处理不彻底,闸基缺乏可靠的深层截渗措施是中斗闸闸基渗漏的重要原因。

由于中斗闸未布设观测设施,因此无法通过观测资料从理论上分析闸室的渗流稳定性态,根据水闸设计规范,复核闸室恶劣工况下的渗流稳定性,复核结果闸室底板所需防渗长度不够,闸基水平渗透坡降、闸基出口段渗透坡降及侧向绕渗出逸坡降均小于该土质的允许坡降值。即理论分析该水闸的抗渗稳定性性态较差。

3 防渗加固设计

考虑本工程闸基存在较厚的砂砾石层,若采用单一水平防渗,效果不理想,故采用水平防渗和垂直防渗相结合的综合处理措施。采取的水平防渗处理措施主要为:拆除重建闸室上游混凝土铺盖,并对其下方原有粘土铺盖进行翻修。垂直防渗措施主要是沿上游重建的混凝土铺盖末端齿槽底部造截渗墙,截渗墙的形式比选如下。

3.1 垂直防渗墙形式比选

方案一:薄壁抓斗塑性混凝土防渗墙,墙厚0.3 m。

混凝土防渗墙造槽可采用锯槽法、薄壁抓斗、射水法等方法。相对来说,薄壁抓斗防渗墙可利用成槽设备,采用振冲等措施将墙体与基岩有效搭接,效果较好,作为本工程防渗处理的比较方案。

方案二:高压喷射灌浆防渗墙,墙厚0.2 m。

高压喷射灌浆的形式目前分为旋喷、摆喷和定喷三种。根据新的水工建筑物防渗工程高喷灌浆技术规范规定,定喷适用于粉土、砂土;摆喷、旋喷适用于粉土、砂土、砾石和卵(碎)石地层。选择高压摆喷防渗墙作为本工程比较方案。

上述两方案布置(包括位置、长度和顶、底高程)相同,特性、优缺点比较见表1。

两方案投资相差不大,方案一略多。综合考虑技术、经济因素,本工程垂直防渗加固方案选用方案二,即高压摆喷防渗墙方案。

3.2 高压摆喷防渗墙设计

1)防渗墙布置。

沿闸底板上游齿槽底高程在铺盖末端齿槽底部开挖一底宽1.5 m、边坡1∶2的深槽,槽内回填水泥土,防渗墙顶部嵌入水泥土内1.0 m。防渗墙两端分别延伸至闸室两侧岸墙以外50 m处,截渗墙总长181.84 m,墙厚0.2 m。两岸防渗墙顶高程高于设计洪水位0.30 m。防渗墙底部深入第⑤层泥质粉砂岩层内1.0 m。加固剖面见图1。

2)初拟灌浆参数。

本工程砂砾石强透水层埋藏不深,参照国内众多高压喷射灌浆工程实例,初步拟定本工程的灌浆设计参数为:高压摆喷为单排,孔距1.5 m,采用摆喷折接形式,折接摆角30°～90°,摆喷工艺采用双管法,水泥采用P.O42.5普通硅酸盐水泥,水泥细度要求是通过4 900孔/cm2标准筛的筛余量小于5%,高喷凝结体板墙厚度不小于0.2 m,渗透系数K≤i×10-5 cm/s,抗压强度标准值R28≥8 MPa～10 MPa(渗透系数K为现场试验指标,凝结体抗压强度为室内试验指标)。

施工前应选择代表断面进行现场试验以取得适宜的施工工艺和技术参数,如测试地下水渗流速度大于0.09 cm/s时,须在水泥浆液中加入速凝剂。

4 防渗处理方案可靠性分析

根据SL 265-2001水闸设计规范附录C,闸基渗透压力采用改进阻力系数法计算闸室稳定渗流下的渗流场,复核上、下游最大水位差下闸基及侧向绕渗水平坡降及出逸坡降,结果见表2。

根据SL 265-2001水闸设计规范,砂砾石闸基出口段防止流土破坏的允许渗透坡降值出口段为0.35～0.4,水平段为0.10～0.13。可以看出,闸室地基经过防渗处理后,渗透坡降大大降低,处理前闸基出口段渗透坡降及侧向绕渗出逸坡降均不能满足规范要求,处理后闸基土的渗透坡降及侧向绕渗出逸坡降均小于允许值,能满足规范要求。证明防渗处理措施可行。

5结语

1)水闸垂直防渗方式较多,不同的工法适用的条件并不完全相同,应根据不同情况选用合理的防渗措施。高压摆喷技术构筑防渗墙,防渗效果一般可达10-5 cm/s～10-6 cm/s,具有效果好、速度快、质量好、经济适宜等特点,与其他工法相比,具有明显的技术经济优势。但高喷灌浆技术与其他防渗技术一样,有一定的适用范围,在方案选择时,必须经过技术经济比较,择优选用。

2)砂砾石地层钻进功效将直接影响到工程的进度,在施工过程中,应分析比较钻孔施工方法,选择较佳的施工技术,提高功效和质量。高喷灌浆正式施工前应进行高喷试验,以确定合理浆(气)压力、流量、摆动速度、提升速度等施工参数。

摘要：根据中斗闸的运行现状和地质勘查资料,分析了闸基存在渗漏的原因,提出除险加固措施。经过计算复核表明,采用高压摆喷防渗墙可以有效改变闸基渗流状况,提高闸室的稳定性。

关键词：水闸,渗漏,砂砾石地基,高压摆喷防渗墙

参考文献

[1]白永年.中国堤坝防渗新技术[M].北京:中国水利水电出版社,2001.

[2]夏可风.水利水电地基与基础工程技术[M].北京:中国水利水电出版社,2006.

[3]高钟璞.大坝基础防渗墙[M].北京:中国电力出版社,2000.

[4]SL265-2001,水闸设计规范[S].

防渗性能论文 第4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].