技术创新

东风水库防渗漏施工技术

日期：2016-3-29 14:35:53　来源：互联网　浏览数：
　

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1 ·东风水库简介
    东风水库位于思南县张家寨镇林家寨村，地理位置:E108°07’58 〞，N28°00’22 〞。水库距思南县城38 km，距张家寨镇4 km，坝址库区距张－思公路1. 2 km，有乡村公路与水库连接，车辆可上坝顶交通较为方便。
    东风水库建于乌江一级支流六池河流域马畔塘河，属长江流域乌江水系。
    该水库始建于1968 年，1977 年最终完工投入运行，为张家寨镇的防汛与抗旱起到很好的调节作用。水库正常蓄水位为866. 93 m，复核水库总库容为71. 7 × 104 m3 ，正常库容70. 8 × 104 m3 ，兴利库容65. 6 × 104 m3 ，死库容5. 2 × 104 m3 ，水库主要承担林家寨、冉家坝两个村约1 200人的耕地灌溉任务，设计灌溉面积为66. 667 hm2。由于水库存在左坝肩接触带、坝基、左岸库首绕坝渗漏问题，水库不能发挥应有的效益; 至2012 年实际灌溉面积仅为20 hm2。2011 年，列入铜仁市病险水库除险加固项目。具体实施项目为: ①对大坝顶作平整整治处理，对大坝上下游坝坡作护坡整治处理，并对坝体下游坝坡进行加固培厚处理，增设坝顶防浪墙; ②改造溢洪道，增设出口消力设施; ③新建排水梭体; ④改造放水设施，更换放水闸阀;⑤对大坝坝基、坝肩及接触带作灌浆防渗处理; ⑥增设、完善水库监测、管理及其附属设施。工程完工后，一方面能够解除水库自身的安全隐患，让水库蓄水后发挥正常的灌溉、供水效益，提高灌溉和供水保证率; 另一方面增强了水库的防洪能力，保障水库下游人民群众的生命财产安全，促进相关的工农业生产，能够解决人民群众最关心、最直接、最现实的利益问题。
    2· 东风水库渗漏的类型分析和产生的原因
    在实际水库工程项目中，水库渗漏主要体现为水坝渗漏。水坝渗漏的类型有: 坝体渗漏、坝基渗漏、绕坝渗漏以及接触渗漏等。如果不能及时消除水库工程中的渗漏问题，就会影响水库效益，甚至导致下游地下水位抬升，淹没建筑物。
    2. 1 水库坝体渗漏
    坝体渗漏是指水库蓄满水之后，水从坝身溢出。产生坝体渗漏的主要原因有:①对土坝坝体设计不合理，坝后没有排水设施;②在分段施工时，如果上升速度不一致，结合部位容易出现松土带;③在冬季施工中，如果没有将冻土清理干净，使其填在坝内，容易导致渗漏; ④土料中如果含有大量杂草树根，在腐烂后就会出现空隙，导致渗漏; ⑤碾压压实度没有达到规范和设计要求，发生渗漏。
    2. 2 水库坝基渗漏
    水库蓄水后，水库中的水通过坝基渗水层溢出。产生坝基渗水的原因有: ①没有对坝基渗水层采取有效防护措施; ②没有控制好施工质量; ③没有对岩基层带来的破坏进行相应的处理; ④没有对建好的工程进行有效管理和养护。
    2. 3 水库绕坝渗漏
    绕坝渗漏就是水库在蓄满水以后，水通过坝段的岩石裂缝从下游岸坡溢出。出现绕坝渗漏的原因有: ①岩石破碎和断层等通过土坝两端连接的岸坡发生渗漏; ②岸坡的天然植被遭到破坏，根系腐烂产生洞穴发生渗漏。
    2. 4 水库接触渗漏
    水库在蓄满水之后，水库中的水通过坝体的一些接触面渗出，出现接触渗漏的原因有: ①没有清理好基础，没有做好结合槽; ②土坝两端和山体结合面过陡，没有采取防渗措施; ③对一些接触点处理不好，没有采取相应防渗措施。
    3· 东风水库防渗漏主要技术措施
    3. 1 混凝土防渗墙技术
    3. 1. 1 基本原理
    混凝土防渗墙是在松散透水地基或土石坝坝体中泥浆固壁连续造孔成槽，在泥浆下浇筑混凝土而建成的起防渗作用的地下连续墙，是保证坝基稳定和坝身安全的工程措施。
    3. 1. 2 工艺方法介绍
    混凝土防渗墙施工工艺一般包括施工准备、槽孔建造、泥浆护壁、清孔换浆、水下混凝土浇筑、接头处理等。按墙体材料分有普通砼和塑性砼防渗墙。按成槽的工艺方法主要分为钻劈法、钻抓法、抓取法和射水法等。
    钻劈法是用冲击钻凿主孔和劈打副孔形成槽孔的一种防渗墙成槽方法。钻抓法是用冲击或回转钻机先钻主孔，然后用抓斗挖掘其间副孔，形成槽孔的一种防渗墙成槽施工方法。抓取法是用抓斗挖掘地层形成槽孔的一种砼防渗墙施工方法。射水法利用灰渣泵及成槽器中的射水喷嘴形成高速泥浆液流来切割，破碎地层岩土结构，同时卷杨机带动成槽器以及整套钻杆系统作上、往复冲击运动，加速破碎地层。反循环砂石泵将水混合渣土吸出槽孔，排入沉淀池。槽孔由一定浓度的泥浆固壁，成槽器上的下刃口切割修整槽孔壁，形成具有一定规格的槽孔。成槽后采用水下砼浇筑方法浇在槽内抗渗材料上形成槽板，用平接技术连接而成整体地下防渗墙。
    3. 1. 3 适用范围
    钻劈法适用于各种复杂地层，墙深较深，墙体厚度0. 6 ～ 1. 0 m的砼防渗墙施工。钻抓法适用于各种复杂地层，墙深较深，墙厚0. 3 ～ 0. 8 m的砼防渗墙施工。其中，卵石层和中风化基岩采用钻劈法施工，其他地层采用抓取法施工。抓取法适用于黏土、砂壤土，砂土，砂砾石、强风化基岩，墙厚0. 3 ～ 0. 8 m，深度在40 m以内的砼防渗墙施工。射水法适用于砂壤土、砂土层、砂砾层、卵石层、强风化基岩，墙厚0. 25 ～ 0. 35 cm左右，深度在30 m以内的砼防渗墙施工。
    3. 1. 4 经济估算
    砼防渗墙的单位平方( 阻水面积) 经济估算指标见表1。

    3. 2 高压喷射灌浆技术
    3. 2. 1 基本原理
    高压喷射灌浆( 简称高喷灌浆或高喷) ，是一种采用高压水或高压浆液形成高速喷射流束，冲击、切割、破碎地层土体，并以水泥浆液基质充填、掺混其中，形成桩柱或板墙的凝结体，用以提高地基防渗或承载能力的施工技术。
    3. 2. 2 工法介绍
    根据工程需要和地质条件高压喷射灌浆可采用旋喷、摆喷、定喷3 种形式。高喷灌浆的一般工序为机具就位、钻孔、下入喷射管、喷射灌浆及提升、冲洗管路、孔口回灌等。当条件具备时，也可以将喷射管在钻孔时一同沉入孔底，而后直接喷射灌浆及提升。高压喷射灌浆可采用三管法、双管法和单管法，其具体比较见表2。

    3. 2. 3 适用范围
    定喷和小角度摆喷适用于粉土和砂土地层; 大角度摆喷和旋喷适用于淤泥质土、粉质黏土、粉土、砂土、砾石、卵( 碎) 石地层。承受水头较小的或历时较短的高喷墙，可采用摆喷对接或折接、定喷折接形式。在卵( 碎) 石地层中，深度小于20 m时，可采用摆喷对接或折接、定喷折接形式，对接摆角不宜小于60°，折角摆角不宜小于30°;深度20 ～ 30 m时，可采用单排或双排旋喷套接、旋摆搭接形式; 当深度大于30 m时，宜采用双排或三排旋喷套接形式。对含有较多漂石或块石的地层，应进行高压喷射灌浆试验，以确定其适用性。当深度大于30 m和地下水渗流过大时，应慎用高压喷射灌浆防渗墙。
    3. 2. 4 技术指标
    高喷墙根据工程需要，其技术指标见表3。

    3. 2. 5 经济估算
    高喷墙的单位平米概算指标应根据工程需要、地层情况、工法、成孔方法、结构形式等测算。三管法高喷墙的概算参考指标见表4。

    3. 3 深层搅拌法水泥土防渗墙技术
    3. 3. 1 基本原理
    深层搅拌法水泥土防渗墙是利用钻搅设备将地基土水泥等固化剂搅拌均匀，使地基土固化剂之间产生一系列物理化学反应。
    3. 3. 2 工法介绍
    深层搅拌法包括有单头搅、双头搅、多头搅。水泥土防渗墙是深层搅拌法加固地基技术作为防渗方面的应用，作为水泥土搅拌桩防渗墙，现在一般采用专用的成墙施工机械———多头小直径深层搅拌截渗桩机，施工时采用的是湿喷工艺，即随着搅拌叶片在地层中搅拌的同时，利用泥浆泵通过钻杆连续不断地向地层中输送水泥浆液，使之与土体均匀混合。成墙施工时如果要求复搅，按提升过程喷浆与否，分为“四搅四喷”和“四搅两喷”。多头小直径深层搅拌桩水泥土防渗墙施工工序为: 下钻、喷浆、搅拌、提升、复搅、复喷、移位、重复以上工序直到单元墙体完成。
    深搅法适用于墙体深度一般不超过25 m，粉细层、粉土、砂壤土地层( 地基承载力不大于120 MPa) 。单位平方经济估算为80 ～ 100 元/m2 ，按水泥掺入量、墙体厚度、深度和地质条件测算。