關於水利除險加固分析論文

一、防滲牆類型及其特點

防滲牆一般要求牆體厚度小、滲透係數低、柔性強、耐久性好及單位面積造價低。防滲牆施工有多頭深層攪拌水泥土、鋸槽法、鏈鬥法、薄型抓鬥、射水法和倒掛井法等成牆工藝。

(一)多頭深層攪拌水泥土成牆工藝

多頭深層攪拌樁機一次多頭鑽進,把水泥漿噴入土體並攪拌,使土體與水泥漿液混合固結成一組水泥土樁,樁與樁搭接形成水泥土防滲牆,目前最大成牆深度為22m,水泥土滲透係數<10cm>0.3MPa。其優點是施工簡便、無泥漿污染、造價較低,適用於粘土、砂土、淤泥和砂礫層(砂礫直徑小於5cm)。實踐證明,多頭深層攪拌水泥土防滲牆防滲效果明顯,在地下防滲工程中質量可靠,投資最經濟、最有效,具有一定發展前景。

(二)鋸槽法成牆工藝

在先導孔中,鋸槽機的刀杆以一定的傾角一邊作上下往復切割運動,一邊以0.8-1.5m/h的速度(根據地層狀況)向前移動開槽;被鋸切割下來的土體可由反循環或正循環方式的排渣系統排出槽外,並採用泥漿護壁。澆築塑性混凝土,形成寬度為0.2-0.3m的防滲牆體。鋸槽機由行走底盤、動力及傳動系統、刀杆及支架加壓系統、排渣系統、起重設施及電氣控制系統組成;傳動方式有機械式與液壓式2種。以不同規格的刀杆進行組合,開槽寬度可達0.2-0.5m、深度達到40m。鋸槽法的優點是連續成槽、工效高、牆體連續、質量好,並且成牆深,適應於粘土、砂土和卵石粒徑小於100mm的砂礫石地層;還可以採用自凝灰漿、固化灰漿形成不同強度和抗滲指標的防滲牆。

(三)鏈鬥法成牆工藝

由鏈鬥式開槽機排樁上的旋轉鏈鬥取土,同時將斜放的排樁下放到成牆深度,開槽機前進開挖溝槽,並採用泥漿護壁,其澆築混凝土方法類似鋸槽法。鏈鬥式開槽機的開槽寬度為16-50cm,深度可達10-15m。適應於粘土、砂土和粒徑小於槽厚的、含量小於30%的砂礫石地層。

(四)薄型抓鬥成牆工藝

採用鬥寬為0.3m的薄型抓鬥挖土開槽,泥漿護壁,澆築塑性混凝土或用自凝灰漿形成薄壁防滲牆,最大成牆深度可達40m。適用於粘土、砂土及卵石和砂礫的含量與粒徑在一定範圍內的土層。

(五)射水法成牆工藝

射水法成牆設備主要由造孔機、混凝土攪拌機和澆築機組成。利用造孔機成型器內的噴嘴,射出高速水流來切割土層,成型器上下運動切割修整孔壁,採用泥漿護壁,正循環或反循環出渣。槽孔形成後,澆築水下混凝土或塑性混凝土,形成薄壁防滲牆。成牆厚度為0.22-0.45m,深度可達30m.成牆垂直精度可達1/300,適應於粘土、砂土和粒徑小於100mm的砂礫石地層。在1998年歷史罕見的特大洪水過後,在長江、贛江、鄱陽湖等國內重要堤防加固工程中,射水法得到廣泛採用,取得了較好的社會經濟效益。

二、灌漿類型及其特點

土石壩壩體、壩基防滲處理中灌漿方法主要有均質土壩及寬心牆壩的壩體劈裂灌漿、高壓噴射灌漿、壩基卵礫石層防滲帷幕灌漿等。

(一)土壩壩體劈裂灌漿

土壩壩體劈裂式灌漿是運用壩體應力分佈規律,用一定的灌漿壓力,將壩體沿壩軸線方向劈裂,同時灌注合適的泥漿,形成鉛直連續的防滲泥牆,從而堵塞漏洞、裂縫或切斷軟弱層,提高壩體的防滲能力,並通過漿、壩互壓和濕陷,使壩體內部應力重分佈,提高壩體變形穩定性。針對裂縫的局部灌漿,在可能有裂縫的區域,均勻佈置類似固結灌漿的灌漿孔羣;對壩體施工質量差,甚至出現上下游貫通的橫縫,一般應做全線的劈裂灌漿。我國廣東省寶樹水庫用土壩壩體劈裂灌漿技術來解決土壩壩體的滲漏問題,結果表明灌漿後壩體密實度得到提高,滲透係數降低,背水坡濕潤滲水現象消失,壩體滲流量減少70%以上。

(二)高壓噴射灌漿

高壓噴射灌漿防滲是藉助於高壓水泥漿液射流衝擊破壞被灌地層結構,使水泥漿液與被灌地層土顆粒摻混,形成壁狀固結體而起防滲作用。根據被灌地層結構和防滲要求不同,又分為定噴、擺噴和旋噴。高壓噴射灌漿防滲處理的優點是:設備簡單、工效高、料源廣、造價低,搭接防滲的效果好。缺點是:機具較多、對地質條件的要求較高,控制不好易在較大(>200mm)顆粒背後形成漏噴現象。

(三)卵礫石層防滲帷幕灌漿

卵礫石層的防滲帷幕灌漿大都採用粘土為主加少量水泥的混合漿液進行灌注,不同於在巖石中灌漿。卵礫石層灌漿難以形成自立的鑽孔,故常採用套閥式灌漿、循環鑽灌閥跟管灌漿、打管灌漿的方法。因受地質條件的限制,不能有效控制漿液的填充範圍,為達到相對較高的防滲標準,常需採用3排以上的灌漿孔。隨着防滲牆技術的日益成熟,目前較少採用該方法,僅用於當灌漿作為補充勘探的`手段,同時兼顧防滲處理,可以更加準確地針對發生集中滲漏的地點,通過少量的灌漿使問題得到解決的情況下。

(四)控制性灌漿

控制性灌漿是近年來提出的一種改進型灌漿工藝,是對傳統灌漿工藝的一種調整,通過控制漿液壓力和流量,在保證質量和效果的前提下,有效控制灌漿範圍,節約時間和投資。

三、結論

綜上所述,小型水利水電樞紐工程除險加固,多可以採用防滲、灌漿的方法得到有效處理。針對小型水利水電樞紐工程的不同特點,採取不同的方法。高壓噴射灌漿技術具有開挖量小、佔地少、設備簡單、灌漿工效高、造價低、對臨近建築物影響小的特點,應用較廣。

[論文關鍵詞]水利工程水利除險加固灌漿處理

[論文摘要]結合工作經驗,對常用的各種防滲處理方式、方法進行總結整理,並結合小型水利水電樞紐工程的現狀提出當前適用性較高的防滲方法。