摘要:众所周知,土石坝中防渗墙施工与设计是水库大坝建设中的重要一环,重视对水库大坝防渗墙混凝土加固施工作业及设计的优化,以体现技术竞争力。
关键词:水库大坝;混凝土加固;防渗墙设计
引言
本文将对水库大坝混凝土防渗墙施工和设计的技术要点展开分析探讨,在后续工作过程中,望能够起到一定借鉴作用。
1防渗墙槽孔施工工法对比
1.1冲击式反循环钻进法
所谓冲击式反循环钻进法,主要是基于冲击式钻进法进一步发展出的钻进法。在使用冲击式循环钻进法开展施工时,需要事先将排渣管设置在空心套筒式钻头的中心部分,而且在实际施工过程中,要利用反循环砂石泵把循环浆液与钻渣打进排渣管与循环管路,持续从孔底抽入安设于地面的泥浆净化装置,以达成净化目标。在完成净化过程之后,泥浆通过循环浆池输入槽孔,便能够循环使用。在完成循环之后,便要开始钻进及排渣两个环节,直至完成造孔作业。一般来说,在实际施工过程中,利用反循环的出渣方式能够有效提升钻进速度,保证钻进的高效完成。
1.2锯槽法
所谓锯槽法,其运作原理主要是利用锯槽机带动锯管锯去完成地层的切割,形成规则的槽孔,并且使用泥浆去形成护壁。要事先将排渣管设置在锯管上,利用反循环砂石泵完成出渣过程,再利用混凝土等材料完成护壁泥浆的置换,利用这样的材料能够最终形成强度更高且防渗效果更加理想的连续墙体。这一施工方法一般情况下在对松散的粉土、砂土及粘土地基开展施工时往往会有更加理想的施工效果。
1.3双轮铣槽法
所谓双轮铣槽法,其主要的运作原理是利用机架上所安装的两个鼓轮的反向转动,通过齿轮上的切刀完成地层的切割、旋铣、挤碎,在土层松动之后,利用泵将碎砂土块泵抽至地面,并且利用泥浆形成护壁的方法。在槽孔形成之后,混凝土浇筑作业可以领水下直升导管法去完成,依靠混凝土本身的重量与自流平特性,能够形成混凝土墙体,可以利用双轮铣槽机去对墙段连接的切割。在一、二序墙段的连接过程中,一般无需使用特殊的封堵手段或是专门连接件便能够完成墙段的接头。一般情况下,这一施工手段适用于多种土层及软岩,在安设特制的滚轮铣刀之后,对于坚硬岩石也有钻进能力。为了保证作业的精准度,可以使用导向调节系统、电子测斜装置与角度可控的鼓轮旋铣器去开展作业,能够确保精度的进一步提升。这样的施工方式有十分明显的优势,包括墙体的整体性高、厚度合理、适用单位大、成槽深等等,所以在实际施工过程中有着很大的应用优势。
2防渗墙施工布置注意要点
2.1完善加固工程管理制度,保证项目施工质量满足要求
为保证水库加固工程项目的顺利实施,应构建完善的管理制度,包括:项目法人制、招投标制、建设监理制、合同管理制。一是由县级水利局承当项目法人责任,派专业队伍驻扎施工现场,对工程项目质量、进度、安全等方面的工作进行监督管理,并定期召开例会组织各参建单位交流沟通,及时发现加固施工中存在的问题,并提出解决对策。二是通过公开招投标的方式,选择具有相关资质、综合实力强的施工队伍负责加固作业,并通过施工合同明确各方责任,严格按合同办事。三是选择有资质的监理单位对加固工程实施监理工作,项目法人、施工单位均需积极配合监理工作,做好各道工序检查验收工作,保证工程质量满足要求。四是严格落实合同管理制度,加强施工管理,落实施工自检、监理跟踪检测、政府监督以及第三方检测等工作,确保加固工程项目质量可靠,水库后期运行安全。
2.2泥浆配制及净化
拌制泥浆,选用膨润土。泥浆配比应通过试验确定,如果施工地层复杂,可添加化学处理剂调节泥浆性能。膨润土泥浆新制浆液性能指标应满足以下要求:浓度>4.5%(100kg水中所用膨润土重量),密度<1.1g/cm3,塑性粘度<20cp;10min静切力1.4N/m2~10N/m2,pH值为9.5~1.2。灌注水下砼时,把从槽内置换出的泥浆泵送到泥浆处理池,再用泵送入泥浆净化装置,分离出泥浆中的渣土,使泥浆恢复性能,进入循环泥浆池中重复使用。泥浆净化装置分离出的渣土运至渣土堆场等待外运。若泥浆受到钙侵严重,性能恶化,即成废浆,应排入废浆池,装入密封罐车外运排放。
2.3防渗墙墙体材料比选
墙体材料的对比与选择,对于最终施工成果的影响是直接而长远的,为了达成实际施工目标,必须要在施工的前期做好材料比选,才能为后续的施工过程打好基础。墙体施工过程中,材料应当主要选用普通与塑性混凝土两种。普通混凝土的用量应当保证在每立方米350千克以上,强度等级应为C10或以上,水胶比则应当保证不超过0.65。这样的材料,在强度与弹性模量上都更高,所能承受的垂直与水平荷载也更大。但是因普通混凝土的极限应变能力不足,弹性模量太高,所以坝体与墙体之间所产生的沉降差以及变形差,会导致墙体在侧摩阻力以及垂直压力的共同作用下产生产生破坏。塑性混凝土则是通过削减普通混凝土水泥用量,增加黏土、膨润土用量而得出的新型混凝土,其主要的构成是水泥、水、砂石骨料、粘土、膨润土与外加剂等等,水泥的用量约每立方米70到200千克,膨润土的用量约为每立方米20到50千克,粘土的用量约为每立方米150到300千克,抗压强度2到5兆帕,弹性模量300到1000兆帕。相对于普通混凝土来说,塑性混凝土的初始弹性模量低,极限应变能力更强,所以能够适应更大幅度的形变,能够优化墙体的应力状态,此外这类材料具别更理想的抗渗性能,在采取墙段连接钻凿施工方法时因墙体的强度低所以更方便实施,所以可作为优先选择。
2.4施工工艺优化
(1)取消骑缝孔注浆加固工序。坝体混凝土防渗墙施工时,相邻槽段间搭接采用接头管法。从搭接断面随机取芯注水试验成果看,相邻槽段防渗墙搭接整体防渗性好,渗透系数低,因此取消原设计的骑缝孔注浆加固工序。(2)混凝土防渗墙段帷幕灌浆钻孔方式优化。为保护混凝土防渗墙的完整性和防渗性,防止钻孔造成破坏,坝基帷幕灌浆孔在坝体防渗墙段改用预埋直径89mm的镀锌钢管成孔。为保证预埋灌浆管按照要求布置,预埋时设置定位架,保证灌浆管偏斜率小于1%,每根灌浆管底部与坝基基岩紧密接触。为防止混凝土防渗墙浇筑时混凝土进入预埋灌浆管,预埋灌浆管底口端绑扎过滤网。
2.5建立良好的管理运行机制
建立产权明晰、责任明确、管理科学的水库运行管理机制。加强水库管理人员专业技术培训,提高管理能力。健全各项管护规章制度及细则,使管理科学化和规范化。发挥水库自身优势,大力开发各种水利经营,实现以水养水,多渠道筹措水库维修养护资金,解决水库维修养护资金问题,确保水库正常发挥效益。
结语
总之,水库大坝防渗墙的施工质量决定着水库整体能否正常运行,在新的时代发展背景下,我们更要明确大坝防渗加固工作,以保证大坝的稳定性与使用寿命。因此文章探讨了大坝的混凝土加固施工与防渗设计要点,分享给同行业相关人员,共同探索,共同进步。
参考文献
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