水库坝体防渗墙施工及病害防治的探讨

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水库坝体防渗墙施工及病害防治的探讨

山东茂隆新材料科技有限公司 2020-11-19 2757


水库集发电、防洪、生态、供水、灌溉等功能于一身,是防治水害、调整控制水资源时空分布、保护生态环境、优化水资源配置等工程的一种最关键手段,同时它在江河防洪体系内业占据着相当重要的位置。但是因多样因素的影响,我国水库中依旧有很多病险水库,且水库的病险率非常高,无时不刻地影响着水库下游人类的生命财产安全,甚至给社会经济发展及稳定带来巨大的威胁。为了促进病险水库除险加固工作的发展,我们可采用如下手段。

 

1.坝体老化病害防治措施  1.1坝体裂缝防治措施  坝体裂缝,将破坏坝身的整体性和抗渗性,严重性的裂缝会造成坝体渗水滑坡,所以对裂缝的处理,应当引起高度的重视。为防止裂缝的产生,应加强设计、施工和运行管理,这是根本的措施。一旦裂缝产生。应根据检查观测的结果。查明原因,采取合理的处理措施,尽可能恢复坝体原来的整体性和抗渗性,使裂缝不再产生。在处理方法上,一般有翻筑、灌浆、放缓坝坡、加做保护层等措施。究竟采取—种措施,还是多种措施,应根据裂缝产生的原因、部位、深度、走向、严重程度、库水位高低以及坝型等情况具体分析,合理的加以处理。  1.2坝体的渗漏防治措施  坝体挡水后,库水通过坝体和坝基向下游渗透,可能引起渗漏和渗透变形,同时坝体在自重和水荷载作用下发生沉降和不均匀变形,将影响水库的正常运行。坝体的各种异常渗漏,无论发生在什么部位都应根据不同原因进行处理。渗漏控制的标准是:保证坝体和坝基的渗流稳定,其抗渗比降和渗透流速满足稳定要求,控制渗流量,尽量减少渗漏损失-控制下游剩余水头,防止渗透变形破坏,保证下游边坡稳定,减少下游沉降。渗漏的处理方法主要有灌浆法、斜墙法、套井、回填粘土等。但由于水库渗漏处理受到各种因素的制约,特别是施工条件和工期的限制,因此要视根据具体情况采用不同的处理方法。  1.3坝体滑坡防治措施  滑坡是坝体主要病害之一,不仅使工程损失较大,甚至可以造成坝体溃坝失事,危及人民生命财产安全。坝体滑坡的原因是多方面的,主要有设计、施工、运行管理,地震作用等等,因此,坝体滑坡的防治也应该当从多方面入手。为防止滑坡,首先要求按设计的土料上坝,要严格控制土料的含水量和干容重,防止出现干容重和抗剪强度低的软弱夹层,认真处理新老土体的接缝、土体与刚性建筑物的连接以及与坝基、岸坡的交接等。重视坝基处理的质量要求。在雨季施工,坝面要采取防雨措施。  2.案例分析  2.1工程概况  某水库除险加固工程主坝混凝土防渗墙地处0+050-1+730这一带,在坝顶中线线上游旁3015m处安设了防渗墙轴线,墙顶高程达50.54m,墙体有0.3m厚,混凝土强度设计等级为C20,墙体渗透系数K不超过l×10-7~cm/s,在超过墙顶50.54m高程一直到坝顶回填C15索混凝土。  坝址位于覆盖层,覆盖层较薄,基岩埋藏浅,其厚度最大为7.2m。强度较佳,而尾部覆盖层只有2米厚。纵观覆盖层最厚处,其处于0+930m段缺乏黏性土,而基岩上方的中砂层只有O.9m厚,这一层主要位于0+930-1+300这~趋于内,属于中密状态。而基岩上方已经风化成全风化~强风化,其下是中等风化片麻岩,承载力高、岩性比较硬。为此,我们针对1.0-4.2m厚全风化段岩体以及5.0~17.5m厚的坝基土及坝身土做了一个室内渗透试验与注水试验。试验数据显示其大部分是微弱透水性,在这当中1+30-l+620与0_+2O0-0+45O处属于中等透水性,而针对强风化段岩体所做的室内试验与注水试验得到的数据显示,防渗墙穿进强风化岩达50cm,其透水性属于弱透水性。  2.2施工过程  主坝为南北走向,南面连接进库道路。北面为一危桥,施工进场道路只有南面的进库路,坝顶最大宽度仅为5.Om,液压成槽机宽5.Om,这就意味着液压抓斗进行施工作业时,坝面交通中断,其他的工程只得停顿下来。对于本就时间紧迫的形势更加严峻,因此为提高施工效率、保证施工质量,工程中所用的混凝土采用商品混凝土。  2.2.1混凝土导向槽  导向槽是在地层表面沿地下连续防渗墙轴线方向设置的临时构筑物。起着标定防渗墙位置,成槽导向、锁固槽口-保持泥浆液面·槽孔上部孔壁保护、外部荷载支撑的作用,再结台液压薄壁抓斗机械自身良好的三级导向系统,确保成槽的垂直度。本工程在槽口建造型C20钢筋混凝土导

鉴于复合土工膜部分现场观测成果合成材料在工程应用中具有一定的抗老化能力,故有些国家的某些文件中对其使用年限作了较为宽限的规定,如前苏联BCH07-74《土石坝应用聚乙烯防渗结构须知》中规定,聚乙烯土工膜可用于使用年限不超过50年的建筑物。奥地利林茨公司发表的“聚丙烯复合土工膜土工合成材料的长期性状”一文中的结论写道:“对聚丙烯的15年以上的现场应用经验表明,它们的化学和生物稳定性高;织物的最大损坏是在施工中;铺设以后没有大变化;……可预期超过100年的稳定性。

向槽,导墙两侧用黏土分层回填压实,作为防渗墙施工平台。  2.2.2槽段成槽  槽孔长度关系到混凝土防渗墙接头的数量和对土体稳定的影响。根据地质条件、挖槽机械性能(主要是抓斗张开斗宽),结合混凝土的供应强度,以及土体的施工安全等因素,本工程采用三抓成槽,I、Ⅱ期槽段长度都为7.Om,但在施工过程中,根据工程实际地质情况进行了适当调整。  2.2.3槽段接头连接处理  为保证混凝土防渗墙段连接质量,采用“接头管法”进行混凝土防渗墙段连接施工。即在I期槽孔浇筑前,于槽两端下设300mm钢管,待}昆凝土初凝后。按一定速度将其拔起,形成接头孔。Ⅱ期槽孔浇筑}昆凝土时,接头孔靠近I期槽孔的侧壁形成圆弧形接头,混凝土防渗墙段形成有效连接。  2.2.4墙体浇筑  采用水下导管浇筑法,导管内径250mm,丝扣连接。槽孔混凝土浇筑速度是影响混凝土质量的重要因素,速度太慢会使混凝土坍落度损失,容易造成堵管。  2.3施工质量控制  2.3.1混凝土质量的控制  由于受施工、养护条件的影响,结构混凝土强度一般仅为标准强度的75%~80%。而在泥浆中浇筑的混凝土强度更低于一般混凝土强度,而且强度的波动性大。本混凝土防渗墙设计强度标准值为20MPa,其配合比(1~/m3)如下;水泥:水:砂:石子:外加剂:粉煤灰=323;194:778:1073:5.33:32.3。其中。水灰比为0.60,砂率为42%,坍落度为18-22cm。考虑到以上因素的影响,在商品混凝土拌制过程中采取了C30的混凝土配合比进行配料,确保混凝土防渗墙施工后的混凝土强度值达到设计要求。  2.3.2施工中应注意的问题  1冶理划分槽孔长度,缩短单元槽段的施工时间,尽早成槽浇筑,防止因长时间浸泡导致孔壁失稳,引发槽孔坍塌。  2)因施工调度需要较长时间搁置的槽孔,应注意经常向槽孔内补充新鲜浆液,将孔口段长时间沉淀产生的清水置换出去,防止泥皮掉落引发孔壁坍塌。  3.结语  老化病害深刻地影响着坝体安全,而本文提及的各种病害处理手段得按照不同病害的特性及形成机理采取不一样的处理手段,因地制宜,密切联系工程的实际状况加I 处理。事实上,本文所列举的混凝土防渗墙工程案例只是病害预防手段当中的一个实例,但是此混凝土防渗墙建成的施工工艺对于类似工程而言具有极大的参考价值,其也给以后的病险水库大坝加固混凝土防渗墙创设了一个新的手段。


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