混凝土防渗墙采用粘土代替膨润土技术
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柔性混凝土的试验研究及其应用柔性混凝土的研究最早应用于各项水利水电工程、航道枢纽工程中建造的混凝土防渗墙。
它是用粘土和膨润土取代普通混凝土中的大部分水泥形成的一种柔性结构材料。
它具有适应结构周围土体变形模量,能较好地适应地基的变形,大大地减小结构内应力,避免结构开裂同时还能节约水泥的用量。
我国公路工程建设中遇到的困难或事故,常与地基/土体的沉陷与变形相关。
常规混凝土材料的脆性特征,不可避免地给工程结构防裂的设计与施工增大了建设难度及相应的工程造价。
近年来,在混凝土中掺用聚合物纤维以防裂的技术措施越来越普遍。
然而,在仔细对照掺用前后的混凝土性能后可以认为:在经济的纤维用量范围(体积比小于1%),纤维对混凝土硬化早期的防裂作用可以肯定;但对混凝土的基本脆性特征并无根本改变。
因而在荷载作用下,它仍呈现脆断特征。
例如,挖填交界处的水泥混凝土路面断板,普遍存在的水泥混凝土路面裂缝,桥涵上方的路面断板,路徥两侧常年水位不对称或高路徥的不均匀沉降而导致的纵向裂缝等。
水泥混凝土作为一种廉价材料,其资源在我国中东部地区分布较广、运距较短,是其它材料难以取代的主要建筑结构材料。
在路面/路基工程中,研究推广应用柔性混凝土具有重大的工程经济意义。
在我国,柔性混凝土应用于水利水电工程中已有50多年历史。
其最大规模应用的实例即三峡大坝的围堰防渗墙工程(详见附件)。
而在遭遇97年特大洪水后,柔性混凝土又大规模应用于长江防洪徥防渗墙工程。
我们对柔性混凝土进一步改性,在保持低弹性模量的变形能力基础上,通过掺入水溶性聚合物和细磨矿渣而提高其抗弯强度:1.抗弯强度大于4.5Mpa;2. 弹性模量小于1500 Mpa;(重载道路)扩大了它的适用范围:1.路基不均匀沉降部位的水泥混凝土路面板;2.桥头跳车部位的路基处治;3.软岩边坡的挡墙(喷混凝土);具备良好的经济优势:1.每立方米混凝土成本低于普通混凝土20~30%;2.显著增长结构寿命而节省养护费用;3.减少结构养护/维修,提高通车能力而增加过路费收入;[附件]:柔性混凝土的抗拉特性试验研究张小平1,包承纲2,施斌1,石青4,王俊4(1南京大学地球科学系,江苏南京;2长江科学院,湖北武汉;3 江苏省第一建筑公司,江苏扬州;4镇江市建筑科学研究所,江苏镇江)1 引言柔性混凝土是针对三峡二期围堰工程防渗墙而开发研制的一种新材料! 二期围堰的主要特点是:堰址水深达 "# $,约 %&’的堰高在水下施工,难度很大;堰址地质条件复杂,堰体只能采用当地开挖料即风化砂作主要填料,水下抛填时结构松散,难以密实,物理力学性质差,围堰的应力变形状况较差! 鉴于二期围堰的复杂性,如何选用防渗墙材料则是首要问题! 混凝土防渗墙在我国水电建设中的应用有近百例,且有一定的工程经验及设计规范,但由于二期围堰的填料性质很差,普通的混凝土不能适应堰体可能发生的较大的变形,且施工难度大,造价高! 塑性混凝土具有一定的强度和较小的弹性模量,以及较大的极限拉应变,从而使防渗墙墙体变形能适应堰体的较大变形! 与普通混凝土相比,塑性混凝土可节省大量的水泥,因而能大大降低工程造价! 但是如果按传统的塑性混凝土进行研究,由于在三峡坝区天然河砂料源不足,且塑性混凝土配比成分多,给施工造成不便,同时增加了工程费用! 因此,利用当地废料风化砂及石屑粉研制出新型防渗材料——废料柔性混凝土,性能与塑性混凝土类似,且可就地取材,易建、易拆,有一定寿命,能适应较大变形而不破坏,非常适用于围堰防渗墙体! 它与传统的塑性混凝土相比,由于利用了废料更为节省投资,且有利于环境保护!柔性混凝土用作防渗墙材料,在高水头作用下,发生弯曲变形,墙体的底部可能产生拉应力,因此,研究柔性混凝土的抗拉性质和抗弯特性对防渗墙的安全性评估非常重要! 有关塑性混凝土在这方面的研究还很少见! 本文通过极限拉伸试验、围压作用的拉伸试验和抗弯特性试验,研究了柔性混凝土的抗拉破坏性质!2 柔性混凝土的原材料组成柔性混凝土主要是由建筑开挖废料风化砂和制造人工集料的弃渣石屑粉与水泥、膨润土、外加剂配制而成! 由水泥、风化砂、膨润土、外加剂和水配制的称为风化砂柔性混凝土,由石屑粉代替风化砂制成的称为石屑粉柔性混凝土! 它们的力学性质的最大特点是具有较高的强度和较低的弹性模量,模强比一般小于250, 28d抗压强度为 4.65MPa 左右,弹性模量约为 1000 MPa!其优选的施工配合比及单轴抗压力学性质见表 1!风化砂为三峡坝区花岗岩全风化带风化料,其天然状态的粒径一般小于20mm,其中≥≥5mm 者约占1/3(这部分含量用 P5表示)小于 0.1mm 的细粒料含量(俗称含泥量)通常≤5%,不均匀系数为8¬10.石屑粉为三峡坝区左岸古树岭人工集料加工系统生产碎石后剩下的大量石屑弃料,由于云母含量较高,不能用于混凝土建筑物! 根据对古树岭弃料进行实地查勘和样品采集,对不同方位和不同高程的石屑弃料取样检测其细度模数,并确定各项指标为:细度模数M=3.02(平均值);含石量为9.87%;石粉含量为10.87%;相对密度2.64;吸水率 2.0%.膨润土粉系采用湖南澧县生产的二级膨润土粉,其级配及物理性质指标见表2. 所用水泥为425 号矿渣硅酸盐水泥. 外加剂采用木钙,用量为水泥的0.5%.3 极限拉伸试验3.1 试件形状及试验设备试验参照《水工混凝土试验规程》(SD-105-52),试件形状为三翼型,试件长600mm,两端宽 196mm,中间断面为 100mmX100mm,试验是在万能机上进行的.3.2 试验结果分别进行风化砂柔性混凝土(WSPC)和石屑粉柔性混凝土(WRPC)的极限拉伸试验,按照不同龄期做 2组试验,一组为70d,另一组为210d,试验结果见图1.和图2. 由图1 . 和图2 可知,极限拉伸应力应变曲线为近似线性曲线,由试验得到的成果如表3 所列,石屑粉柔性混凝土的抗压强度小于风化砂柔性混凝土,但它的抗拉强度、极限拉伸应变和抗拉弹性模数皆比风化砂的大! WRPC 的抗拉强度与抗压强度之比为 0.134,WSPC 的抗拉强度与抗压强度之比为0.198,说明石屑粉柔性混凝土的抗拉性能较风化砂柔性混凝土的好!图2 是风化砂柔性混凝土 7个月龄期的极限拉伸曲线,将其试验结果也列于表 3 中,由表中数据分析,对于风化砂柔性混凝土,随龄期的增长抗拉强度的增长幅度很大,由70d 到 210d 抗拉强度增长了58%,而抗压强度增长了16.7%,而且极限拉应变也有显著的增长, 70d 时为1.13X104 ,到210d 时达到1.86X104,增长了 65%,抗拉弹性模数减小,这是柔性混凝土不同于普通混凝土的一个显著特点.普通混凝土的极限拉应变为0.8X104¬1.0X104,拉压强度比约为0.1,可见柔性混凝土的极限拉应变和拉压强度比都明显大于混凝土.根据无侧限压缩试验和三轴压缩试验得知,随龄期的增长,柔性混凝土的模强比减小,即柔性混凝土的相对塑性增强,而由拉伸试验得出,随龄期的增长,拉压强度比增大,也说明材料的塑性增强,因此,由压缩和拉伸试验得到的结论是一致的,从另一方面证明了试验结果的可靠性.4 有围压作用的拉伸试验研究4.1 试验仪器的改装有围压作用的拉伸试验由于受试验仪器的限制,在材料力学性质的研究中还是薄弱环节,没有现成的试验仪器. 因此,为了研究柔性混凝土在围压作用下的抗拉性质,笔者对三轴压缩试验仪进行了改进,使其能够满足围压作用下拉伸试验的要求/ 具体做法是:(1)对量力环进行改进,将量力环上的受力杆上部与量力环接触部位换成用销钉固定,下部改成螺丝,以便与试样连接;(2)制作两个圆形铁夹具,用来固定试样的两端;(3)制作两个铁夹具用来连接压力室与试样的底座. 试验改装见图3.4.2 围压作用下的拉伸试验结果试验的安装见图3,试样为圆柱状,试件尺寸为6.18X14cm ,加荷速率分别为 0.18mm/min 和0.036 mm/min,围压分别为0,0.2,0.4,0.6MPa,试样的破坏形式为拉断破坏,如图4 所示. 围压作用的拉伸试验结果见图 5.由试验结果可以看出,围压的大小对抗拉强度的影响很小,但对应变的影响较大,在围压较大时会出现压应变,且破坏时的拉应变较小,从图5(a)和图5(b)中都可以看出,当围压小于 0.6MPa 时,破坏时的拉应变随围压的增大而增大,当围压等于0.6MPa 时,破坏时的拉应变反而减小. 围压对抗拉强度的影响较小,但对拉应变影响较大,因此,破坏判别应使用抗拉强度,而不能用拉应变. 从图 5 中还可看出,加荷速率不同时,破坏时的抗拉强度和拉应变也不同,加荷速率为0.18 mm/min 时抗拉强度和拉应变都较加荷速率为0.036 mm/min 时的大!5 柔性混凝土的抗弯特性试验5.1 试验方法试验采用简支梁三分点加荷法,如图 6 所示,试件尺寸为 10X10X50cm 的小梁,在万能试验机上进行. 在试件的上下表面各贴三个电阻应变片,贴片位置见图6 中的黑点所示,点 2,点6& 是试件的中点,点1,点 3,点 4,点5 距支座10cm 处,并安装百分表测试样的最大挠度. 试样分两组,一组为从养护室内取出风干一周,另一组为潮湿状态.5.2 试验结果图75 是石屑粉柔性混凝土干样和湿样在点6& 处的拉应变与抗折力的关系曲线,试验成果见表 4,干样的抗折强度为 1.52MPa,湿样的抗折强度为 1.8MPa,湿样的拉应变为2.2X104,干样的拉应变为 2.01X104,湿样的拉应变较干样稍大些,最大挠跨比干样为 0.4%,湿样为 0.47%. 图8(a)、图 8(b)分别是风化砂柔性混凝土湿样和干样的抗弯应力应变曲线,在此,负应变代表拉应变,正应变代表压应变,小梁的上表面发生压应变,下表面发生拉应变,由于对称性,点 1,点3 和点 4,点5 的应变接近,两条曲线几乎重合,试验成果见表 4.风化砂柔性混凝土的最大拉应变湿样为 2.15X104,干样为1.96X104,抗折强度湿样为1.44 MPa,干样为1.6MPa,最大挠跨比湿样为 0.61%,干样为 0.49%.另做一组龄期为360d 的试验,见图 9,试验结果也列于表 4 中,经过对比分析,随龄期增长,抗压强度、抗折强度都有明显的增长,尤其是风化砂柔性混凝土360d 的最大拉应变增加显著,达2.76X104,而石屑粉柔性混凝土为 2.33 X104,与28d 时相比有些微的增加,说明风化砂柔性混凝土随龄期的增长其抗弯性能显著增强,石屑粉柔性混凝土也有一定程度的增强,两者的挠跨比都有显著的增加) 总的来说,风化砂柔性混凝土较石屑粉柔性混凝土的抗弯性能好,最大拉应变也较大)6 结论由极限拉伸试验得出柔性混凝土的抗拉强度、极限拉应变、抗拉弹性模数以及拉压强度比,随龄期的增长,抗拉强度、拉压强度比和极限拉应变显著增大. 与普通混凝土相比,拉压强度比、极限拉应变明显增大.通过围压作用的拉伸试验得出,围压对抗拉强度影响较小,但对拉应变影响较大,因此,当发生拉裂破坏时,应以抗拉强度作为破坏判别;应变速率对抗拉强度和破坏拉应变都有比较显著的影响.由抗弯变形试验得到柔性混凝土的抗折强度、最大挠跨比和最大拉应变,当试样潮湿时,其弯折破坏时的最大拉应变、抗折强度和挠跨比都较干燥试样的大,且随龄期明显增大;抗折抗压强度比随龄期增长减小,但最大挠跨比增大.参考文献[1]史德亮,陈如华等, 塑性混凝土在二期围堰中的应用[J]中国三峡建设,1999,(5),37-39;[2]徐积善, 强度理论及其应用[M]北京:水利电力出版社,1984;[3]张小平% 柔性混凝土和岩土轻质材料的特性与工程应用的研究, [D]:博士论文, 南京:河海大学,2000.。
目前我国填埋场的水平防渗方法有以下4 种:
①粘土防渗层。
它要求天然粘土层土质良好,能够满足防渗性能标准。
土壤要求透水率<10-7cm/S,液体限度>30%,塑性>1.5,PH>7,与预计渗滤液能相容,渗透性不能因与渗滤液接触而增加。
曾经是传统垃圾卫生填埋场所采用的一种方式,实际上填埋场很少能够找到要求符合的场地,强行使用,效果极差。
②膨润土防渗层。
这是在当地土质条件不太理想的情况下,采用适当的粘土添加一定比例膨润土,均匀搅拌后按一定工艺进行施工形成的防渗层。
③高密度聚乙烯(HDPE)防渗层。
当填埋场地基不能满足渗透系数标准时,需建人工不透水层,以保证渗滤液不渗漏到地基中。
单层HDPE 膜作为防渗层,是我国卫生填埋场目前应用比较多的一种防渗处理方式,因为单层HDPE 膜防刺穿效果差,所以效果不是很好。
④土工合成材料膨润土垫(GCL)和HDPE 双层防渗层。
这是国外较为普遍采用的防渗方式,它代表着今后我国垃圾卫生填埋场防渗层发展的方向,能够保证防渗的安全性,效果比较好。
水库工程中沥青混凝土防渗墙技术的运用与实施要点解析本文基于对水库工程中沥青混凝土防渗墙技术的运用与实施要点的深入研究,分析了具体的沥青混凝土防渗墙技术的运用以及实施的方案,并结合工程实例对沥青混凝土防渗墙技术的实施要点做了详细的阐述,从而为水库工程中沥青混凝土防渗墙技术的运用与实施提供一些参考的意见和措施。
标签:水库工程;混凝土防渗墙;技术运用;实施要点一、水库工程中沥青混凝土防渗墙技术概况在水库工程中,沥青混凝土防渗墙是最重要的防渗体系,具有非常好的防渗效果,目前在国内的各大水库工程中都得到了极大的推广和应用。
沥青混凝土防渗墙技术适用于水库工程中具有复杂地质水文,且坝体材料不同的水库坝体中,它的两个端头直接连接岸边的基石或者岸坡的加固防渗节水的设施,其在运营使用的过程中,能够促使水库工程的发电、供电、灌溉以及防洪等功能充分的发挥出来。
布尔津县也拉曼水库工程属Ⅳ等小(1)型工程。
其主要建筑物级别为4级,次要建筑物及临时建筑物级别为5级。
该水库于2009年开始新建,2011年竣工,也拉曼水库总库容为703.39万m3,水库正常蓄水位为735.45m,对应库容503.91万m3,最大坝高31.76m,坝长300m。
水库控制下游灌区灌溉面积3.66万亩。
二、水库工程中沥青混凝土防渗墙技术的运用方案(一)沥青混凝土防渗墙设计根据该水库工程的现状及其运营中存在的问题,通过统计计算以及详细的总结分析之后,将该水库工程的防渗体系设计为沥青混凝土防渗墙,这种技术不仅具有较高的防渗效果,同时还能获得良好的基本经济效益。
在优化设计沥青混凝土防渗墙的过程中,砼灌浆盖板以上10m沥青砼心墙厚度为0.5m,经2.0m渐变为上部0.3m,顶厚0.3m,心墙底部与混凝土基座接触处心墙厚度由0.5m渐变为1.5m,渐变高度为1.5m。
心墙顶与防浪墙底连接,心墙底高程为736.18m。
另外心墙基座采用钢筋混凝土结构,布置在心墙底部,轴线与心墙軸线相同,与心墙共同作用,形成坝基以上的防渗体,基座按地基允许渗透比降确定宽度,初拟宽度为4m,基座厚度为0.6m,砼强度等级为C25,抗渗等级为W6,抗冻等级为F200。
2004年11月SHUILI XUEBAO第11期文章编号: 0559-9350(2004)11-0114-05风化花岗岩开挖弃料配制三峡二期围堰防渗墙材料李青云1,张建红2,包承纲1(1.长江科学院空间信息技术应用研究所,湖北武汉 430010;2.清华大学土木水利学院,北京 100084)摘要:本文介绍了三峡二期围堰防渗墙柔性材料的研制过程。
采用三峡坝区开挖弃料-花岗岩风化砂代替塑性混凝土中的砂石骨料,用当地黏土代替膨润土,配制防渗墙柔性材料,通过均匀设计理论和人工神经网络技术相结合的方法对该材料的配合比进行了优选,满足了三峡二期围堰防渗墙的设计要求,该材料已运用于三峡工程二期围堰,效果良好。
关键词:三峡工程;防渗墙;风化花岗岩;塑性混凝土;人工神经网络;配合比优化中图分类号:TV223.4 文献标识码:A三峡工程二期围堰高82.5m,属于深水高土石围堰。
设计拦洪量2×109m3。
堰体由石渣截流戗堤、水下抛填花岗岩风化砂(简称风化砂)组成。
堰体内设置竖向防渗墙,防渗墙最大高度74m,总面积近9×104m2,浇筑方量约1×105m3。
由于堰体是在60m深水中抛填风化砂形成,密实度低,弹性模量小,运行初期变形较大。
因此,设计要求防渗墙材料不仅具有较低的弹性模量,以适应堰体较大的变形,还要有较高强度,以承受墙体上的荷载,同时还应满足抗渗性的要求。
为此,设计采用塑性混凝土作为二期围堰防渗墙的材料。
塑性混凝土在国外的应用始于20世纪70年代,初期主要用于中、低水头的防渗墙,80年代开始用于高水头防渗墙。
国际大坝界对塑性混凝土防渗墙技术也给予了很大关注,第14、15、17届国际大坝会议上介绍了塑性混凝土防渗墙在智利的科尔本心墙土石坝、阿根廷的亚西雷塔心墙土石坝、日本心墙堆石坝、西班牙阿尔翁心墙土石坝等工程中的应用实例。
我国在80年代也已开始塑性混凝土防渗墙的研究[1,2],水口电站主围堰、山西册田水库南付坝和十三陵抽水蓄能电站尾水围堰、小浪底枢纽上游围堰等工程中的应用,均取得了良好的效果。
水利水电工程混凝土防渗墙施工技术发布时间:2021-06-23T03:45:55.225Z 来源:《房地产世界》2021年1期作者:吴维赟[导读] 以确保混凝土防渗墙施工技术在水利水电工程当中得到良好的应用。
广西天力建设工程有限公司摘要:在国家经济蓬勃发展的背景之下,建筑工艺也要进行不断创新,只有这样才能够适应时代发展的脚步。
随着居民生活需求的不断提高,水利工程也处于高速发展的时期,由于混凝土防渗墙非常适合用于水利工程建设,因此更多的学者开始对混凝土防渗墙进行研究,在完善混凝土施工技术的同时,不断改革和创新。
本篇文章分析和探讨的主要内容就是水利水电工程混凝土防渗墙的施工技术情况,同时还要对施工技术进行改进和创新,以保证水利水电工程能够更加稳定的发展。
关键词:水利水电工程;混凝土防渗墙;施工技术在建设水利水电工程的过程当中,每一个施工环节都离不开水,在针对混凝土防渗墙进行建设的时候,对于施工技术的要求比较高。
混凝土防渗墙的质量直接关系到水利水电工程的安全系数,因此,在实际的施工过程当中,相关的技术人员必须严格遵守规章制度,以确保混凝土防渗墙施工技术在水利水电工程当中得到良好的应用。
1工程概况某水库以灌溉功能为主,辅以防洪和水产养殖,集水面积为 72km2,库容约 3.618×107m3,因大坝槽段上游和下游坡自身抗滑稳定性无法达到规范要求,故下游坝坡出现一定局部滑动。
上游护坡已经严重损坏,且清基不到位,填筑质量未达到要求,基础未采取防渗措施,浸润线上的出逸点相对较高,在出逸段没有采取有效保护措施。
经技术经济综合对比,决定采用砼防渗墙技术,墙体的位置为坝顶中部,顶部高程为 62.3m,厚 0.4m,深 22.4m 左右,总工程量约 1 万 m2。
墙体伸入不透水层中 2m,其起迄桩号为 0+000 ~ 0+650,总长约650m。
现围绕该工程实际情况,对其砼防渗墙施工技术作如下深入分析。
2 砼防渗墙施工技术2.1 导墙施工这是墙体施工重要环节之一,作用在于成槽导向,对标高予以控制,避免槽口发生坍塌,按照设计要求,导墙的防面采用倒置的 L 型断面。
水利水电工程中的混凝土防渗墙施工技术摘要:现代社会,混凝土防渗墙施工技术在水利工程中的应用非常广泛,并且起着至关重要的作用。
所以,加强对水利水电工程中混凝土防渗墙施工技术的研究是十分必要的。
本文根据笔者多年水利工作经验,对混凝土防渗墙的施工特点、施工工序进行了论述,对混凝土防渗墙施工技术应用、施工质量控制及发展前景进行了探讨,以期为相关人员提供借鉴。
关键词:水利水电;混凝土防渗墙;施工技术前言:混凝土防渗墙在施工过程中,必须严格遵循施工技术规范进行,每道工序和工艺必须按照设计要求来完成。
施工的重要技术环节要进行严格的监督和检验,只有施工技术达标才能保证工程的质量,才能保证混凝土防渗墙的长期稳固。
1混凝土防渗墙的施工特点混凝土防渗墙施工具有一定的复杂性;混凝土防渗墙一般为地下隐蔽工程,所以施工中存在许多不可预见的质量隐患和安全隐患。
这也说明混凝土防渗墙施工具有一定的难度和风险性;同时混凝土防渗墙还具有一定的优点。
混凝土防渗墙的施工噪声和污染较小,对周围环境的影响不大;混凝土防渗墙的适用范围也较广,它可适用于各种复杂的土质地层,其中包括软土层、漂石层、坚硬的花岗岩层等,并且它可以应用于较大的工程范围,深度和厚度都有着较强的应用弹性;混凝土防渗墙的墙体连续均匀,有着较高的防水性和承重性。
混凝土防渗墙施工的工作量较大、作业面较广,且各作业面之间的衔接非常重要。
2混凝土防渗墙施工工序(1)造孔成槽造孔施工应该结合不同的地质条件和钻机类型来选择施工工艺。
目前常用的有钻劈法、两钻一抓法和抓取法等。
①钻劈法:在我国一些地区的混凝土防渗墙施工中,采用钢丝绳冲击钻机钻劈法来造孔成槽的方法仍然很多。
施工时先钻进主孔,然后劈打副孔,在用普通的冲击钻劈打副孔时,需要在相邻的两个主孔中设置接砂斗出渣。
在用冲击反循环钻机进行钻进时,用钻机的砂石泵来抽出残渣。
在主副孔完成后,中间会留下小墙部分,这时需要变换钻机和钻头的类型,然后从上向下劈打小墙。
典型防渗技术类型及施工工艺1 典型地面防渗技术类型及施工工艺1.1 地面防渗技术类型地面防渗技术按照所采用的防渗材料类型,主要分为压实黏土防渗、混凝土防渗、高密度聚乙烯土工膜防渗、钠基膨润土防水毯(GCL)防渗或其他防渗性能等效的材料防渗。
1.1.1 压实黏土防渗压实黏土防渗是采用符合要求的黏土作为防渗层施工,黏土压实后的渗透系数不应大于1.0×10 -7 cm/s,并应符合CJJ176、GB/T 50934、GB 50869 等各领域现行相关标准规范要求。
1.1.2 混凝土防渗混凝土防渗是指在防渗混凝土(可采用防渗素混凝土、防渗钢筋混凝土和防渗钢纤维混凝土)内掺加水泥基渗透结晶型防水剂或表面刷水泥基渗透结晶型防水涂料、喷涂聚脲等构成防渗层,并应符合 GB/T 50934、《水泥基渗透结晶型防水材料》(GB 18445)等各领域现行相关标准规范要求。
1.1.3 高密度聚乙烯土工膜防渗高密度聚乙烯土工膜是以(中)高密度聚乙烯树脂为原料生产的一种防水阻隔型材料, 具有优良的耐环境应力开裂性能,抗低温、抗老化、耐腐蚀性能,以及较大的使用温度范围和较长的使用寿命,并应符合GB 50869、CJJ 113、《垃圾填埋场用高密度聚乙烯土工膜》(CJ/T 234)等各领域现行相关标准规范要求。
1.1.4 钠基膨润土防水毯防渗钠基膨润土防水毯是以钠基膨润土为主要原料,采用针刺法、针刺覆膜法或胶粘法加工制成的毯状防水材料,并应符合 CJJ 113、《钠基膨润土防水毯》(JG/T 193)等各领域现行相关标准规范要求。
1.2 地面防渗技术施工工艺1.2.1 压实黏土防渗压实黏土防渗层的施工主要是采用机械碾压,应符合下列要求:(1) 施工时,应严格控制含水率和干密度,黏土的含水量应控制在最优含水量±2% 的范围内,以达到防渗和抗剪强度的要求;(2) 填筑施工前应通过碾压试验确定达到施工控制指标的压实方法和碾压参数,包括含水率、压实机械类型和型号、压实遍数、速度及松土厚度等;(3) 当压实黏土防渗层位于自然地基之上时,基础层应符合相应规范标准要求;(4) 当压实黏土防渗层铺于土工合成材料之上时,下卧土工合成材料应平展,并应避免碾压时被压实机械破坏;(5) 压实黏土应主要采用无振动的羊足碾分层压实,表层应采用滚筒式碾压机压实, 并应分层检验;(6) 松土厚度宜为 200 mm~300 mm,压实后的填土层厚度不应超过 150 mm;(7) 各层应每 500 m2 取 3~5 个样进行含水率和干密度测试;(8) 在后续层施工前,应将前一压实层表面拉毛,拉毛深度宜为 25 mm,可计入下一层松土厚度。
防渗墙塑性混凝土力学性能及抗渗性能研究摘要:防渗墙塑性混凝土是一种由粘土、膨润土等原料代替普通混凝土中的部分水泥,与水、石子、砂子等原材料经搅拌、浇筑、凝结而成的,介于土与普通混凝土之间的柔性工程材料。
塑性混凝土具有较低的弹性模量、较大的变形以及较好的抗渗性能等特性。
塑性混凝土的这些优良特性,使得塑性混凝土在水利水电工程中的防渗工程发挥了极为重要的作用。
关键词:防渗墙;塑性混凝土力学性能;抗渗性能一、塑性混凝土抗压性能的影响因素抗压性能是衡量塑性混凝土力学性能的重要指标。
材料的种类以及用量、试验条件等,都对混凝土的抗压强度有影响。
本次抗压试验,对塑性混凝土进行抗压性能的研究,探索不同因素对混凝土的抗压性能的影响规律。
对试件进行抗压性能试验,并对试验结果进行对比分析。
试验结果见表1。
表1抗压强度试验结果(一)水胶比对塑性混凝土抗压性能的影响性混凝土的抗压强度与水胶比的关系规律同普通混凝土相同,即混凝土的抗压强度随着水胶比的增大而减小。
水胶比是影响混凝土抗压强度的主要因素。
塑性混凝土的抗压性能随着水胶比的增大而降低的机理:随着混凝土的水胶比的增大,除去用于水化反应,混凝土中的自由水含量增大。
在混凝土的硬化过程中,自由水蒸发,混凝土内部不断形成空隙,造成混凝土的缺陷增多,使得塑性混凝土的抗压性能受到影响。
通过分析试验结果,可以得知,塑性混凝土的抗压强度与水胶比呈线性关系。
对试验结果进行线性回归分析,得出塑性混凝土7d龄期、28d龄期的抗压强度与水胶比之间的关系式。
(二)水泥对塑性混凝土抗压强度的影响根据试验结果,水泥的用量越大,塑性混凝土的抗压强度越大。
由下图可以看出,随着水泥用量的增大,塑性混凝土的7d龄期的抗压强度和28d龄期的抗压强度增大。
混凝土的强度的增长趋势随着混凝土龄期的增长愈发明显。
这是由于水泥用量的增加,使得胶体的强度得到提高,从而增加了塑性混凝土的抗压强度。
其原因是由于水泥为水硬性胶凝材料,即水泥遇水后,会发生水化反应,形成C-S-H等化学物质,从而形成硬化浆体。
塑性混凝土防渗墙施工技术塑性混凝土是不同于工程中常用普通混凝土的一种新型防渗材料。
塑性混凝土在组成上比刚性混凝土增加了黏土或膨润土成分。
由于塑性混凝土材料组成和配合比的改变,使得它具有极为优越的特性和经济性。
首先,它具有很好的力学特性。
其弹性模量低,适应变形的能力强,极限应变高,抗震、抗渗性能好;其次,它具有很好的和易性,有较长的终凝时间和较低强度,使之具备较易施工和操作的优点,还因为其配合比中掺入了适当的黏土或膨润土,减少了水泥用量,不仅增加了其抗渗性能,而且也节约了防渗墙投资的经济成本。
因此,塑性混凝土防渗墙因其优越的性能而在国内外基础工程中广泛使用。
1 工程概况巴加泰勒水坝项目位于毛里求斯中部的莫卡地区,工程主要内容为建设一座长2555m、水库蓄水量为1420 万立方米的拦水坝,目标是为首都路易港地区进行24 小时的持续供水,同时为下游PlainsWilhems 地区和环绕黑河区的部分地区提供水源以满足发展需求。
为控制大坝基础渗流和加强坝基的防渗性能,在大坝CH.0+150m至CH.2+555 的粘土心墙区域下方修建厚度为800mm,总长为2400m,总面积约57000 ㎡的塑性混凝土防渗墙。
根据地质条件的评估和大坝的组成结构,防渗墙由左岸、右岸和中间区域三个部分组成,由法国咨询工程师直接设计确定施工图纸中的防渗墙底高程线,左岸和右岸坝段采用塑性混凝土PC1,中间区域采用塑性混凝土PC2。
2 塑性混凝土设计2.1 水泥工程所在地只有CMI 水泥(普通硅酸盐水泥)和CEMIII 水泥(普通硅酸盐水泥和高炉矿渣的掺和物)两种水泥。
设计方担忧硫酸盐含量高的骨料和水对塑性混凝土产生侵蚀,从而影响混凝土的性能和寿命,并在规范中规定采用抗硫酸盐侵蚀能力更强的CEMIII 水泥。
2.2 骨料根据欧洲标准EN12620,混凝土骨料的硫化物含量必须小于1wt.%(磁黄铁矿的含量必须小于0.1wt.%),骨料可溶性硫酸盐的含量不能超过0.2wt.%.由于本工程在米德兰石料厂开采的岩石黄铁矿(pyrites)含量较高,因此技术规范要求采用巴加泰勒地区孤石来生产骨料或者通过商业来源购买防渗墙骨料,骨料级配为0‐5mm 和5‐10mm 两种。
水利科技 水利工程塑性混凝土防渗墙施工技术研究王朝霞(原阳县天然文岩渠运行保障中心,河南 原阳 453500)摘要:当前,我国病险水库除险加固任务仍很严峻。
作为一种高性能的柔性工程材料,塑性混凝土具有低弹模、高抗渗系数等特点,将其用于水利工程防渗施工具有重要意义。
为此,本文在全面了解塑性混凝土防渗墙优点的基础上,结合具体案例,详细阐述了水利工程塑性混凝土防渗墙施工技术要点。
关键词:水利工程;塑性混凝土防渗墙;优点改革开放以来,我国经济迅速腾飞,水利工程建设事业取得了令人瞩目的成绩,建设规模逐年扩大。
我国很多水库工程均修建于上世纪70、80年代,由于当时建设技术和设计均不成熟,加之运营使用时间长,大坝普遍存在不同程度的渗漏现象,因此,开展大坝防渗施工技术研究意义重大。
塑性混凝土防渗墙是一种常见的防渗体系,将其用于大坝防渗施工,可有效减少大坝渗漏量,改善混凝土使用性能,降低工程造价。
1 塑性混凝土防渗墙的优点在水工建设中混凝土墙是一种较为常见的防渗体系,一般情况下,普通混凝土防渗墙由抗压强度7.5MPa以上的混凝土材料构成,随着长期实践和应用,普通混凝土防渗墙缺点愈加突显,例如,适应变形能力能力不足、成本高等。
为了更好地解决这一难题,塑性混凝土得以应用与发展。
塑性混凝土是一种新型复合材料,是通过粘土或膨润土替代普通混凝土内的部分水泥,从而改善混凝土使用性能,降低成本。
相比普通混凝土,塑性混凝土优点如下: (1)弹性模量小。
塑性混凝土的弹性模量仅为普通混凝土的1/100左右,在坝体或坝基变形方面具有良好的适应性,且抗裂能力强,无需设置防裂钢筋。
(2)渗透系数小。
塑性混凝土渗透系数小,可大幅降低坝体浸润线,有效控制大坝渗漏量。
(3)可操作性强。
塑性混凝土拌和物可操作性强,早期强度小,具有良好粘聚性,工程造价低。
2 工程概况某水库工程呈梯形,6115万m³为总库容。
塑性混凝土防渗墙为本工程垂直防渗措施,防渗墙轴线与坝轴线平行。
试析水利工程塑性混凝土防渗墙的设计摘要:近年来,随着我国经济的不断飞速发展,水利工程作为我国基础设施中的重要组成部分,对经济发展发挥着重要的作用。
但是,由于水利工程建设周期和使用年限较长,工程建设以及运行期间由于施工、管理等各种原因,很容易出现各种各样的问题。
要想提高水利设施的使用功能和寿命,发挥好工程的效益,就必须要提高水利工程的设计水平,重视施工质量。
在除险加固工程中采用塑性混凝土防渗墙来处理坝体渗漏,防渗效果比较明显,加之塑性混凝土具有弹性模量低、极限应变大等优良特性,对提高除险加固工程中防渗墙的安全具有重要意义。
本文就针对水利工程中塑性混凝土防渗墙的设计进行分析介绍。
关键词:水利工程;塑性混凝土;柔性材料;防渗墙;设计指标塑性混凝土的强度介于混凝土和泥土之间,是一种柔性材料,它的强度以及弹性模量都比较低、抗渗性和变形能力比较好,近年来在水利工程中得到普遍的应用,广泛用于水库大坝防渗体的修复及加固工程。
塑性混凝土由于具有强度较低和容易变形的特点,受到动力荷载时很容易发生破坏和损伤,严重时甚至会使防渗墙失去应有的效用。
因此,塑性混凝土防渗墙在水利工程应用时,必须要做好设计工作,充分考虑其特点的前提下,依据设计指标来进行设计,确保防渗墙的设计符合工程的实际情况,其性能得以充分体现,满足工程需求,从而达到理想的处理效果。
一、塑性混凝土防渗墙的主要特点塑性混凝土防渗墙所采用的混凝土不同于普通的混凝土,它通过采用粘土、膨润土来取代普通混凝土里面的部分水泥,形成具有柔性的防渗材料。
塑性混凝土防渗墙具有低弹模、低造价、防渗效果好和施工速度快等优点。
此外,塑性混凝土防渗墙的极限应变值比普通混凝土大得多,因此不会出现普通混凝土一样开裂破坏等问题。
从以上几个特点分析,塑性混凝土具有很多优点,用在除险加固工程中作为防渗体材料比较理想。
二、基本的设计指标1.塑性混凝土防渗墙的厚度混凝土防渗墙的厚度确定需要综合考虑下面这几个因素:要符合结构强度的设计要求,要具有足够的耐久性和抗渗性,要符合变形的要求,要符合水质的要求等。
水利工程施工中塑性砼防渗墙施工技术的应用发布时间:2023-01-15T10:20:44.458Z 来源:《科技新时代》2022年16期作者:李鹏飞[导读] 水利工程防渗施工至关重要,李鹏飞漯河市召陵区河道养护中心河南漯河 462000摘要:水利工程防渗施工至关重要,直接关系到水利工程的整体建设质量,塑性砼防渗墙表现出优异防渗性能,同时又有着施工便捷、造价较低的优势,使得其在水利工程中的应用较为普遍,但同时也在施工技术方面提出了较高的要求,如何合理的对塑性砼防渗墙施工技术进行运用,以更好的保障塑性砼防渗墙防渗效果,提高水利工程质量,成了当前塑性砼防渗墙施工中所面临的一个重要问题。
本文以此为出发点,就水利工程中塑性砼防渗墙施工技术的应用展开分析,以期能够为相关人员提供一定的参考价值。
关键词:水利工程;塑性砼防渗墙;施工技术渗漏问题是水利工程施工中所面临的一个重要问题,若是不能对其进行解决,将势必会在后期引起水体渗漏的情况,影响到水利工程基本效益的实现。
塑性砼防渗墙具有良好的防渗效果,在水利工程中的应用较为普遍,但就目前水利工程施工实际来看,塑性砼防渗墙施工技术表现出一定的复杂性,其具体应用依旧存在一定的问题,尤其是在细节方面,存在一定的控制不到位情况,对塑性砼防渗墙防渗效果的实现形成了制约作用,因此就塑性砼防渗墙施工技术在水利工程中的应用展开讨论,是非常有必要的。
1.塑性砼防渗墙概述塑性砼指的是以较低的水泥用量,并通过粘土、膨润土的大量添加,所获得的一种流动性较强的混凝土,有着大应变和低强度的特性,同时还具备较低的弹性模量,属于一种极佳的柔性材料。
塑性砼在防渗方面有着极为良好的性能,同时在施工方面又能够兼备低造价、作业便捷的优势,使得其在水利工程防渗墙中的应用极为常见[1]。
而通过对塑性砼的应用实践分析可以得知,塑性砼的极限应变值处于0.33%-0.7%之间,相较于普通混凝土的0.08%-0.3%而言,塑性砼防渗墙能够在适应土体变化方面,具备极强的优势,能够促使墙体应力不断优化,即便是保持较低的强度,也不会发生裂缝等问题,有利于充分保障水利工程的防渗性能。
《水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范》条文解析1、为什么要对本规范规定适用范围?答:防渗墙是地下连续墙的一个分支,不同的地下连续墙有不同的成槽工艺和成墙技术,不同的成槽工艺和成墙技术有不同的规定。
本规范是水利水电工程混凝土防渗墙施工的技术准则。
2、为什么本规范仅适用于深度小于70m、墙厚30~100cm防渗墙施工?答:本规范是在防渗墙施工实践中加以总结出来的产物,它要充分反映我国混凝土防渗墙施工技术的发展和水平。
我国从20世纪50年代开始进行防渗墙施工,到目前为止,已建成的防渗墙最大深度超过60m的已达十余道,但防渗墙最大深度超过70m的不多,其中比较有代表性的有:四川铜街子左深槽挡土防渗墙(74.4m)、河南小浪底主坝防渗墙(81.9m)、三峡二期上游围堰防渗墙(73.5m)、三峡二期下游围堰防渗墙(66.7m)。
墙体厚度一般为600~1000mm,由于工程的需要和技术的进步,一方面能建造的防渗墙厚度越来越大,如1992年修建的四川宝珠寺电站防冲墙墙厚达1.4m,为国内最厚的地下连续墙;另一方面,由于施工设备的多样化,混凝土防渗墙也可做得很薄,广泛用于堤防和病险库处理。
目前大于70m深和厚度在600~1000mm范围以外的防渗墙的施工经验很多,有些已经总结在本规范中,有些施工经验不成熟而不具有普遍性。
因此,深度或厚度超过上述范围的防渗墙应通过试验作出补充规定。
近年来,墙厚小于600mm的防渗墙广泛用于堤防和病险库处理,其施工经验成熟。
本规范对混凝土防渗墙墙厚度作出修订,规定其下限定为300mm。
其它如射水法、锯槽法等建造的混凝土防渗墙虽然可以做得更薄,但由于其成槽工艺和成墙技术与本标准的规定不尽相同,难以涵盖,所以将墙厚下限定为300mm。
3、为什么混凝土防渗墙施工前要取得有关设计文件或相应的资料?答:混凝土防渗墙施工前,取得有关设计文件或相应的资料,有助于确定施工方案及工艺,及时进行充分且必要的施工组织。
混凝土防渗墙施工中常出现的夹泥成因分析及预防措施[摘要]本文主要论述了防渗墙夹泥的形成及危害,最后对这些防渗墙施工中常出现的质量缺陷提出了有针对性的预防处理措施。
[关键词]防渗墙夹泥分析预防措施一.概述自1958年建造我国第一道防渗墙至今,水利水电系统已建成地下连续墙超过100万m2,这期间,从施工设备、成墙材料、施工技术到施工工艺都有了跨越式的发展,但有一种施工缺陷,从建造第一道防渗墙至今都没有彻底克服,那就是防渗墙墙体、墙体接缝夹泥现象,现在施工的防渗墙稍微控制不好,也极易出现夹泥质量缺陷。
二.防渗墙夹(窝)泥的类型和危害1.防渗墙夹泥的形式按照夹泥产生的部位,可以分为以下三种形式:(1)相邻槽孔接头缝内夹泥,其厚度从几毫米到20厘米或更大。
(2)墙底与地基之间存在着一层淤积物,是由残留或沉积在槽孔底部的岩屑、砂砾或粘土碎块与稠泥浆等组成的,其厚度从几厘米到几十厘米或更大。
(3)墙身夹泥1)沿墙的深度方向,底部混凝土较密实,夹泥较少;墙顶部混凝土密实性差,夹泥较多。
2)沿墙的厚度方向,形成水平方向上的带状夹泥层,淤泥“包块”和“狗洞”,甚至有1~2米方圆的大漏洞。
3)沿墙的长度方向,导管附近的混凝土质量较好,导管之间的混凝土质量差,很容易产生夹泥,形成垂直方向上的带状夹泥。
一般情况下,墙身夹泥只出现在墙体表面上,或向墙体内延伸一定深度就消失了,但有时候夹泥会贯穿墙体,在墙体内造成上下游连通的夹泥缝(洞)。
2.防渗墙夹泥的危害(1)由于夹泥或淤积物在不太大的水头压力下,就会失去稳定,在墙体内或边界上形成集中渗漏通道,进而引起地基和其上建筑物的破坏,造成工程事故。
有些建筑物基坑和有些水库发生的坝坡和粘土铺盖塌坑事故,就是由防渗墙的漏水引起的。
(2)减少了墙体的有效厚度,降低了墙承受荷载、抵抗化学溶蚀的能力。
实际上,有防渗墙引起的工程事故,是由下面几个因素共同作用造成的:①防渗墙质量;②作用水头;③地基的颗粒组成及抵抗管涌的能力。
防渗墙成槽过程中的事故处理及预防经验浅谈摘要:混凝土防渗墙施工技术在我国水利水电行业的应用至今已经有60多年的发展历史了,防渗墙本身能有效的减小渗流量,降低渗透压力,并且墙体也具备一定的抗冲刷能力,在地基与基础处理中占据了不可替代的作用。
但是防渗墙成槽过程中,经常伴随着漏浆、塌孔、卡钻、埋钻等事故的发生,致使成槽工效大大降低。
本文结合大宁水库工程施工,阐述了防渗墙成槽过程中事故预防和处理的方法。
关键词:大宁水库;防渗墙;事故;预防;处理一、概述大宁水库位于北京市房山区大宁村,本次工程要求设计防渗墙轴线为DX0+153.848~DX3+164.70,防渗墙轴线长3010.85m,墙厚0.6m,嵌入基岩不小于2.0m,防渗面积为40612㎡,最大孔深为26.97m,最小孔深为3.67m,根据工程特点,混凝土防渗墙选用“抓钻法”施工工艺,快速成槽,充分发挥冲击钻机钻凿主孔及基岩、液压抓斗抓松散地层等各种设备的优势;选用优质膨润土泥浆固壁,确保孔壁稳定;选用泥浆下直升导管法浇筑混凝土;采用“接头管法”进行墙段连接,保证接缝质量,加快施工进度。
由于现场存在300米的回填平台施工,以及施工地表近3米的粉细沙层,在防渗墙成槽施工过程中,经常出现漏浆、塌孔、等事故,一旦发生事故,要立即分析事故发生的原因,拟定出有效的处理方案,将事故排除。
本文就北京市南水北调大宁调蓄水库工程中的混凝土防渗墙施工中的漏浆、塌孔、卡钻、埋钻等事故的处理与预防经验进行一下浅议。
二、漏浆(一)、产生漏浆的原因:1、原始地基松散,空隙太大。
2、人工或机械填筑的地基,因回填碾压不密实引起漏浆。
3、在处理孔内事故等,由于处理措施不当引起漏浆。
4、泥浆质量不好,不能形成致密泥皮时,也容易引起漏浆。
(二)、预防及处理漏浆的措施1、施工平台在回填时要分层碾压(振冲)密实,必要时进行预灌浆处理法进行。
2、加强泥浆质量的性能控制。
3、具体的措施如下①把浆面降在槽孔板以下可能降到的范围内,用人工糊住漏洞,所用的材料有水泥浆,枯稻草沫和黄泥伴制而成。