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分析現(xiàn)代水利工程中的防水堵漏施工技術(shù)論文
一、滲漏原因
1.1 結(jié)構(gòu)滲水
結(jié)構(gòu)滲水包括點(diǎn)滲水和大面積滲水。點(diǎn)滲水一般是由于結(jié)構(gòu)局部孔洞造成,對結(jié)構(gòu)危害不大,處理也較簡單。例如:水利工程中,主體工程與不同用處的管線相連,在混凝土的澆筑過程中,一旦管線的止水環(huán)部位焊接不嚴(yán)密,或者混凝土振搗不密實(shí),往往會造成混凝土表面蜂窩麻面或孔洞,容易導(dǎo)致滲水;大面積滲水通常發(fā)生在結(jié)構(gòu)的底板上,其主要原因主要有以下兩點(diǎn)。
第一,基面四周的降水基坑一般設(shè)置在墊層以下,很難達(dá)到降水的要求,不易即時(shí)排出積水,然而為保證施工進(jìn)度,帶水施工在所難免。
第二,混凝土澆筑時(shí),由于混凝土拌合不均或振搗不當(dāng)?shù)仍蛲ǔ斐苫炷翉?qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)值,進(jìn)而導(dǎo)致大面積滲水。
1.2 施工裂縫
施工縫隙包括施工縫和變形縫。當(dāng)建筑物施工面積很大時(shí),通常人為地將混凝土劃分為多個(gè)連續(xù)單元施工,這就致使結(jié)構(gòu)中施工縫的存在,是滲水問題發(fā)生的常見部位。在處理施工縫時(shí),需嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范來施工,必須清除干凈縫面的雜物、浮塵等垃圾,并保證模板支撐牢固、連接可靠,無跑漿漏漿現(xiàn)象;變形縫造成滲水的主要原因包括:混凝土振搗不密實(shí)、止水帶固定不牢或偏離中心等,容易造成混凝土表面蜂窩麻面或出現(xiàn)孔洞。
二、防水堵漏施工技術(shù)
2.1 防滲墻施工工藝
防滲墻具有墻體厚度小、滲透系數(shù)低、柔性強(qiáng)、耐久性好及成本低等特點(diǎn),從而在水利工程中應(yīng)用很廣泛。根據(jù)防滲墻施工成墻工藝,其施工工藝大體可以分為:射水法成墻工藝、多頭攪拌深層水泥土成墻工藝、鋸槽成墻工藝等,下面就據(jù)各成墻工藝的施工原理和特點(diǎn)進(jìn)行細(xì)述。
(1) 射水法成墻施工。射水法成墻施工所需設(shè)備有:澆筑機(jī)、鉆孔機(jī)和混凝土攪拌機(jī),較適應(yīng)于砂土、粘土及粒徑小于100mm 的砂礫層。其施工工序?yàn)?鉆孔機(jī)內(nèi)的成型器從噴嘴中噴射出高速水流并通過上下反復(fù)運(yùn)動切割并修整孔壁,進(jìn)而形成具有保護(hù)作用的泥漿護(hù)壁,再通過正循環(huán)或反循環(huán)將多余的土排出。槽孔形成以后,澆上混凝土薄壁防滲墻便形成了,射水法工藝的成墻厚度為0.22~0.45m,最大深度約30m左右。
(2) 多頭深層攪拌水泥土法。此法具有施工方便、成本低廉、清潔等優(yōu)點(diǎn),較適宜用在砂礫土、砂土、粘土和淤泥質(zhì)土。其成樁原理是:將具有多個(gè)鉆頭的攪拌樁機(jī)的鉆桿鉆入土層,將水泥漿通過鉆桿注入并與土體一起攪拌,使土體和水泥漿凝結(jié)成水泥土樁,再通過樁與樁之間連接成整體性較好的水泥土防滲墻。目前,多頭深層水泥土發(fā)的最大成墻深度約22m,水泥土的滲透系數(shù)低于10cm/s,抗壓強(qiáng)度超過0.3MPa。
(3)鋸槽法。此法的主要設(shè)備是鋸槽機(jī),其主要組成部件有:動力系統(tǒng)、行走底盤、傳動系統(tǒng)、支架、起重設(shè)施、排渣系統(tǒng)、加壓系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)。
其工作原理:鋸槽機(jī)的刀桿在導(dǎo)孔中同時(shí)開槽及排土,開槽移動速度為0.8~1.5m/h,通過上下運(yùn)動切割土體,再以正循環(huán)或反循環(huán)的排土方式將多余的土排出,在整個(gè)過程中采用泥漿護(hù)壁進(jìn)行配合。鋸槽機(jī)通過不同規(guī)格的刀桿組合,開槽深度最大能達(dá)到40m,寬度可達(dá)0.2~0.5m。其優(yōu)點(diǎn)有:墻體連續(xù)、效率高、質(zhì)量可靠,且成墻深度大,適應(yīng)于多種土層。
2.2 高壓噴射灌漿工藝
此法的工作原理是通過噴射高壓水泥漿沖擊需要加固的土層,使被灌地層土顆粒與水泥漿液混合,固結(jié)成一個(gè)整體而達(dá)到提高土體承載力或防滲作用。高壓噴射灌漿施工工藝具有材料廣、設(shè)備簡單、效率高、造價(jià)低,防滲效果好等優(yōu)點(diǎn),但是對地質(zhì)要求較高、需要施工機(jī)具較多。
(1)施工準(zhǔn)備。這一階段的主要目的是保證水泥漿的比重、水灰比、攪拌等。高壓噴射灌漿前需將施工器械準(zhǔn)備妥善,包括:注漿管、噴嘴、空氣壓縮機(jī)、高壓泵、流量計(jì)等,同時(shí)需備好的原材料有:普通水泥,其強(qiáng)度不得低于32.5,水灰比為1﹕1。
(2)施工階段。施工前先對施工場地進(jìn)行平整,鉆機(jī)定位,排水溝的開挖等工作。為控制施工質(zhì)量,鉆孔的位置和設(shè)計(jì)位置偏差不應(yīng)超過5cm,這就要求鉆孔機(jī)定位好后,在利用原漿進(jìn)行灌注至設(shè)計(jì)標(biāo)高過程中需要利用特殊鉆桿進(jìn)行鉆孔。試噴后進(jìn)行下管,灌注至設(shè)計(jì)高程。噴射軸線調(diào)整為折線型(折線的軸線和灌漿鉆孔的軸線夾角以小于15度為宜)。
高壓噴射灌漿施工需嚴(yán)格按照施工技術(shù)規(guī)程操作,利用施工中的技術(shù)參數(shù)對灌漿質(zhì)量進(jìn)行控制。高壓噴射灌漿通常需要進(jìn)行二次靜壓灌漿,這是由于套管在灌樁至設(shè)計(jì)標(biāo)高后被拔出,水泥漿由于凝固收縮,孔口伴隨下沉現(xiàn)象的出現(xiàn)。進(jìn)行二次靜壓灌漿時(shí),以漿面不再下沉為準(zhǔn)。
(3)高壓噴射灌漿時(shí)需注意的問題。
第一,高壓噴射注漿施工前,應(yīng)對具有代表性段區(qū)的地質(zhì)條件按室內(nèi)試驗(yàn)選定的配合比進(jìn)行試射,從而確定孔距、布孔方式、孔深、排距、噴射壓力、提升速度、流量等施工參數(shù)。
第二,遇到漿耗量較大,孔口漿濃度偏低甚至不返漿返的孔時(shí),可采取以下措施進(jìn)行處理:第一種方法是采取加大注漿的濃度,待返漿正常后開始旋轉(zhuǎn)噴具與提升;另外一種方法是在漿液中摻入適量的速凝劑,以減短凝結(jié)時(shí)間。
第三,對鉆孔過程中發(fā)生漏水滲水的地段,應(yīng)先回填一定級配的砂石以減小空隙縫隙,然后進(jìn)行灌漿施工,待灌注的漿液凝結(jié)以后再進(jìn)行噴射。
第四,若在噴射過程中發(fā)生中斷且時(shí)間超過30min時(shí),必須準(zhǔn)確記錄樁中斷點(diǎn),以便復(fù)噴時(shí)將噴桿伸至中斷處下30~50cm,如中斷位置超出噴桿下伸長度,需對中斷點(diǎn)采取掃孔處理,再噴射注漿。如噴射注漿過程中出現(xiàn)噴嘴堵塞時(shí),應(yīng)馬上對噴具進(jìn)行疏通。
三、工程實(shí)例
某水庫占地面積164 km2,水庫蓄水面積152.5km2,設(shè)計(jì)堤高9.50m,最高蓄水高度7m,水庫總?cè)萘?.0億m3,是一座以城市供水蓄水為主,兼顧防洪、養(yǎng)殖、灌溉等一系列綜合效益的大型水利樞紐工程。
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