摘要:文章闡述了堤壩發展概況及運行現狀,以及現有堤壩防滲技術的原理、優缺點和適用性。對劈裂灌漿加固處理方案,對防滲帷幕設計、灌漿施工組織設計、灌漿期出現問題的處理措施以及灌漿過程中的監測內容進行了詳細分析。
關鍵詞:堤壩防修;劈裂灌漿;帷幕設計;加固技術
我國有許多大壩和堤防需要進行防滲處理。每種新技術有各自的原理、施工工藝、優缺點和適用性。在工程實際中,根據工程的實際情況選擇相應的綜合防滲技術,以達到科學、經濟、合理的目的,這是在當前以及今後堤壩防滲方案選擇中值得深入研究的課題。盡管新技術、新材料不斷發展,可是在基礎處理及大壩防滲、補強等工程中,劈裂灌漿仍然在技術上、經濟上保持著較為重要的地位。
一、堤壩病害
土石壩以其取材方便、適應性強、施工靈活、結構簡單等優點而在當今世界中得到廣泛的應用。因其主要有壩址附近的土石料填築而成,故又稱“當地材料壩”。根據壩體所用材料的不同,又可分為土壩和堆石壩。
(一)國內外土石壩事故
土石壩成為水利蓄水工程中一種重要和較普遍的壩型,是因為土石壩具有以下三方麵特點:一是壩型適應條件廣,包括不良地基情況下,均可填築土石壩;其二可就地取材,減少鋼筋、水泥等建築材料的運輸,成本低;第三,易於機械化施工,施工工期短,易於導流,壩體易於抗震,經濟效益較佳。
由you於yu種zhong種zhong原yuan因yin,有you不bu少shao水shui庫ku存cun在zai著zhe不bu同tong程cheng度du的de隱yin患huan,成cheng為wei病bing險xian水shui庫ku,不bu僅jin影ying響xiang了le工gong程cheng效xiao益yi的de充chong分fen發fa揮hui,有you的de甚shen至zhi造zao成cheng了le垮kua壩ba的de事shi故gu,給gei國guo家jia和he人ren民min帶dai來lai了le巨ju大da的de損sun失shi。
(二)堤壩滲漏分析
與其它建築物不同,壩的建築除了要考慮地基變形和穩定等一般性問題以外,還要特別考慮水的滲漏問題。大壩滲漏dailaidebujinjinshijingjisunshi,taduidabadeanquanhaihuizaochengyingxiang。yiwangdejingyanbiaomian,xuduobadepohuai,wangwangbushiyinbabenshenhedijideqiangdubugou,ershiyouyudijiyantumeiyoudizhushuidezuoyong。
壩基及兩岸山體滲漏的原因有兩個:
(1)水庫蓄水形成的巨大水頭壓力;
(2)存在著過水通道。滲漏量的多少,與水頭的高低和通道的大小兩因素成正向依從關係。
實踐表明,凡在裂縫中產生較大滲漏的,一般都具有以下條件:這些裂縫都與水庫內外相連通,而且具有一定的開度。那些不與水庫和外界連通的,已被充填得很密實的裂隙或溶洞,不會形成嚴重的漏水。
因此,在分析判斷壩基和岸邊能否產生嚴重漏水時(小的滲漏不可避免),不但要查明壩區岩石內是否存在斷層、裂隙、溶蝕等,還要查明其產狀及充填情況。在詳細調查、勘探的基礎上,最後應盡可能地將壩址選在工程地質問題最少而又滲水量(liang)小(xiao)的(de)地(di)段(duan)上(shang)。事(shi)實(shi)上(shang),這(zhe)隻(zhi)是(shi)相(xiang)對(dui)概(gai)念(nian),大(da)多(duo)數(shu)壩(ba)址(zhi)選(xuan)擇(ze),地(di)質(zhi)條(tiao)件(jian)都(dou)不(bu)同(tong)程(cheng)度(du)上(shang)存(cun)在(zai)著(zhe)地(di)質(zhi)缺(que)陷(xian),尤(you)其(qi)在(zai)近(jin)一(yi)段(duan)時(shi)期(qi)的(de)病(bing)險(xian)庫(ku)處(chu)理(li)工(gong)程(cheng),絕(jue)大(da)多(duo)數(shu)是(shi)處(chu)理(li)由(you)於(yu)地(di)質(zhi)缺(que)陷(xian)引(yin)起(qi)的(de)壩(ba)基(ji)滲漏問題。
二、堤壩防滲處理
(一)堤壩防滲處理原則和主要處理方法
針zhen對dui上shang述shu幾ji種zhong情qing況kuang,我wo國guo防fang滲shen一yi般ban采cai用yong灌guan漿jiang或huo防fang滲shen牆qiang措cuo施shi來lai處chu理li滲shen透tou或huo降jiang低di浸jin潤run線xian,采cai用yong防fang滑hua樁zhuang或huo壓ya重zhong等deng措cuo施shi來lai提ti高gao抗kang滑hua穩wen定ding性xing安an全quan係xi數shu。滑hua坡po的de處chu理li比bi較jiao複fu雜za,要yao從cong滑hua坡po的de起qi因yin上shang解jie決jue問wen題ti。最zui好hao的de途tu徑jing是shi降jiang低di壩ba體ti浸jin潤run線xian或huo提ti高gao土tu體ti強qiang度du指zhi標biao。近jin些xie年nian來lai,隨sui著zhe土tu工gong合he成cheng材cai料liao的de發fa展zhan,用yong土tu工gong膜mo或huo複fu合he土tu工gong膜mo防fang滲shen和he用yong加jia筋jin材cai料liao提ti高gao土tu體ti穩wen定ding性xing得de到dao越yue來lai越yue廣guang泛fan的de應ying用yong。對dui壩ba基ji滲漏的處理一般依據上遊“鋪、截、堵”,下遊“導、減、排”的原則。所謂鋪、截、堵就是修建鋪蓋、防滲牆和帷幕灌漿等以減小滲漏量;導、減、排是修建導滲反濾體、減壓井、排水溝等以降低揚壓力。
為解決某些病險堤壩的除險加固問題,新中國成立以來,尤其自1980nianchuyilai,woguoyanjiuheyinjinleshijizhongdibafangshenjiaguxinjishu,qizhongyoudejishushuyuwoguoduchuang,youdejishujidadaoguojilingxianshuiping。zheshiwoguozaidibafangshen加固技術方麵,由20世紀70年代末以前單一的引進混凝土連續牆技術發展為適應我國國情的技術配套體係。這些技術包括了對土壩壩體、壩下覆蓋層、接觸帶和喀斯特質的防滲加固,麵板堆石壩的防滲加固,以及近年實施的利用綜合技術處理病險堤壩隱患等技術。
(二)堤壩灌漿防滲的幾種方法
1.劈裂式帷幕灌漿法。所謂劈裂式帷幕灌漿,主要用於加固堤身,防止堤身滲漏。qifangfashigenjudibaquzhibutongqingkuang,yongqiankongqingbianzuanjihuogengjiandandezuanju,fenbiecaiyongmeihuaxingbukonghezhixianbukongfangshi,yandibazhouxiancongdidinglidiwaijian1.5m處鑽孔,一般孔距3m,孔深根據堤身情況分別以鑽透堤身填土或穿過堤身鑽入基礎1~2m為宜。灌漿時由下而上,少灌多複;泥漿由稀到稠,循序漸進;壓力由大到小,靈活掌握。這樣,可以較好地處理灌漿中出現的冒漿、串漿、滑坡、局部隆起等各種問題,使灌入的泥漿沿堤的軸向形成一道帷幕,達到改善堤身質量、提高堅固度和防止滲漏的目的。
2.高壓填充式灌漿法。高壓填充式灌漿主要用於堤基基礎灌漿,亦用於堤身蟻穴、溶洞的填充。用於基礎灌漿時,須用50m工程鑽機在需灌的堤段從堤頂鑽孔,孔距1.5~2.0m,孔深以鑽入基礎穿過砂層進入礫石層2m左右為宜。灌漿時壓力一般為127.40~166.60kPa,套tao管guan下xia到dao填tian土tu層ceng保bao證zheng堤di身shen幹gan燥zao,基ji礎chu部bu分fen砂sha礫li層ceng灌guan入ru水shui泥ni漿jiang,然ran後hou逐zhu步bu提ti升sheng到dao土tu層ceng,以yi黃huang泥ni漿jiang封feng孔kong。這zhe種zhong灌guan漿jiang法fa主zhu要yao用yong於yu治zhi理li因yin基ji礎chu不bu良liang而er引yin起qi的de管guan湧yong。用yong於yu填tian充chong蟻yi穴xue、溶洞時,灌漿用30型鑽機先在蟻穴或溶洞周圍布孔灌入泥漿,形成包圍圈,然後進行填充,則填滿為止。
3.低壓速凝式灌漿法。這種灌漿方法一般用於高危水位下搶險堵塞管湧,它可根據管湧所處位置的地質情況(即粘土層或砂礫層)分別采用30型鑽機或50型鑽機鑽孔,然後先向孔內注入浸水後即膨脹的物質(如黃豆、大米),再以小於49kPa的壓力徐徐向孔內灌入加進速凝劑水玻璃的水泥漿。注入膨脹物質是為了加大管湧內阻力,減慢管湧內水流速度,防止水泥漿隨水流出;加入速凝劑,水泥漿能很快凝固而堵塞管湧。
三、結語
目前,我國研究出了許多堤壩防滲新技術。每種新技術有各自的原理、施工工藝、優缺點和適用性。在工程實際中,根據工程的實際情況選擇相應的綜合防滲技術,以達到科學、經濟、合理的目的,這是在當前以及今後堤壩防滲方案選擇中值得深入研究的課題。盡管新技術、新材料不斷發展,可是在基礎處理及大壩防滲、補強等工程中,劈裂灌漿仍然在技術上、經濟上保持著較為重要的地位,劈裂灌漿技術具有不需要開挖地基、可灌性、可控性好,連接可靠、施(shi)工(gong)場(chang)地(di)的(de)要(yao)求(qiu)不(bu)高(gao)等(deng)優(you)點(dian),其(qi)施(shi)工(gong)工(gong)法(fa)理(li)論(lun)己(ji)比(bi)較(jiao)成(cheng)熟(shu),相(xiang)對(dui)來(lai)講(jiang)應(ying)用(yong)比(bi)較(jiao)廣(guang)泛(fan)。在(zai)堤(di)壩(ba)建(jian)築(zhu)物(wu)防(fang)滲(shen)補(bu)強(qiang)方(fang)麵(mian),劈(pi)裂(lie)灌(guan)漿(jiang)技(ji)術(shu)被(bei)廣(guang)泛(fan)的(de)應(ying)用(yong)。
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