浅谈水库大坝混凝土加固与防渗墙及设计
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水库大坝塑性混凝土防渗墙加固设计探讨摘要:各类水库的加固工程广泛使用塑性混凝土防渗墙,因其具有极好的防渗性、适应性,本文结合实践工程介绍了塑性混凝土防渗墙在水库大坝加固工程中的设计。
关键词:塑性混凝土;防渗墙;设计;施工该水库堤坝存在的主要问题有:坝基清基不彻底、坝体心墙土体质量较差、心墙中部顶高程低于正常蓄水位,坝基、坝体渗漏严重,大坝下游左端一级至三级平台之间坝坡塌陷严重。
现就如何解决相关问题进行分析。
1、防渗加固方案选择经现状渗流、稳定计算,现大坝坝体下游浸润线较高、下游最大逸出坡降及坝坡稳定安全系数不满足规范要求。
鉴于大坝目前存在的实际问题及大坝现状渗流、稳定计算结果,设计采用了性混凝土防渗墙方案。
2、塑性混凝土防渗墙设计2.1 防渗墙布置该水库大坝心墙顶宽10m.两侧为厚3.0 m的砂砾石过渡带,考虑到混凝土防渗墙轴线如布置在砂砾石过渡带会给施工带来困难,本次将混凝土防渗墙布置在大坝坝顶沿坝轴线偏上游2.0m处,混凝土防渗墙轴线与大坝轴线平行,混凝土防渗墙从大坝左坝肩至右坝肩全范围布置,布置轴线长度为170m。
根据大坝水文地质剖面图,大坝中部54 m长坝底为弱风化基岩。
防渗墙底缘深入至坝底弱风化基岩面0.3m;大坝其他部分坝底为强风化基岩,防渗墙底缘深入至坝底强风化基岩面0.8m。
根据地质钻孔资料分析计算,防渗墙最大深度61.2 m。
防渗墙底部均接坝基帷幕灌浆。
2.2 防渗墙厚度确定根据工程地质勘察大坝下游最低水位水320.5m,水库校核洪水位为379.42m。
经渗流计算。
防渗墙上下游水位最大水头差为38.10m。
2.3 防渗墙渗流计算3.3.1 计算工况渗流分析计算根据规范要求按以下工况进行:①上游正常蓄水位,下游无水;②上游设计洪水位,下游相应水位;③上游校核洪水位,下游相应水位;④上游1/3坝高库水位,下游无水。
⑤上游校核洪水位速降至死水位,下游相应水位。
2.3.2 计算方法及计算参数大坝加固后坝体渗流分析计算,采用北京理正软件设计研究所的《渗流分析软件》有限元法计算。
浅谈水库大坝防渗墙混凝土加固与设计策略薛晓娟发布时间:2021-05-10T10:38:05.107Z 来源:《基层建设》2021年第1期作者:薛晓娟任奇[导读] 摘要:近年来,我国的水利工程建设有了很大进展,水库大坝建设也越来越多。
河南和康工程技术有限公司河南省三门峡市 472000 摘要:近年来,我国的水利工程建设有了很大进展,水库大坝建设也越来越多。
水库大坝是水利枢纽工程的重要构成部分,是防洪拦水的重要设施。
因大坝长期受到水侵蚀的影响,特别是土石坝防渗墙一旦出现超标渗漏、裂缝等隐患,将引发管涌、流土等安全问题,大坝稳定无法得到保证,后果是无法预估的。
因此必须要重视大坝防渗墙加固的质量与设计的优化。
文中将对大坝防渗墙加固与设计的技术要点展开探究,明确后续工作的借鉴。
关键词:水库大坝混凝土加固防渗墙设计引言水利工程建设,是提高人们生活水平的重要工作之一,加强水库大坝的建设工作,重视防渗施工技术,从而保障大坝的施工质量。
施工人员坚持对施工技术要点展开分析,探讨提升水库大坝防渗性能的施工技术。
1防渗墙槽孔施工工法对比 1.1施工平台在水利水电工程防渗墙施工中,要保证施工平台平整稳定,施工所用的机械设备能平稳地放置在平台上。
保持现场运输道路畅通,宽度设计符合车辆运行等相关标准。
施工平台高度满足规范,超过地下水位1.5m,施工废水、渣土顺利排放,根据现场实际情况适当减少施工平台的挖填量。
1.2塑性混凝土综合性能比选优化通过前期塑性混凝土采用不同设计思路试验结果,塑性混凝土的水泥用量及砂土比例的关系,对塑性混凝土的强度、流动度、渗透系数等性能有很大的影响。
为了改善塑性混凝土的强度和工作性能,提高混凝土抗渗能力,塑性混凝土砂占砂土的比例宜控制在20%~70%,并掺适量的专用外加剂和粉煤灰调整其工作性能,满足现场施工需要。
1.3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。
水库大坝加固技术及防渗措施问题探讨水库大坝作为水利工程中重要的一部分,其稳定性和安全性一直备受关注。
在大坝加固方面,主要存在两种方式:一种是对现有大坝进行加固,另一种是在新建大坝时考虑加固措施。
而在防渗措施方面,也有多种方法可供选择。
一、大坝加固技术1. 混凝土表面处理当大坝使用年限较长,混凝土表面会因为自然风化或氯离子侵蚀而产生龟裂和腐蚀,导致混凝土质量降低,危及大坝的稳定性和安全性。
此时需要对混凝土表面进行加固处理,常用的方法包括表面填缝、表面砌岩、涂层处理等。
填缝可以填补混凝土表面的龟裂和缝隙,增强结构的连续性;砌岩可以在混凝土表面放置石块、石条等,加强支撑和抗水冲作用;涂层处理可以在混凝土表面喷涂或刷涂一层特殊涂料或防水材料,提高混凝土表面的抗渗性和抗腐蚀性。
2. 钢筋混凝土加固钢筋混凝土是一种强度高、耐久性好的材料,常用于大坝的加固工程中。
钢筋混凝土加固的方式包括在混凝土中加入钢筋、在混凝土表面加贴钢板等。
在混凝土中加入钢筋可以使其抗拉强度和弯曲强度得到提高,增加结构的承载能力;在混凝土表面加贴钢板可以起到强化支撑作用,防止混凝土表面的龟裂和腐蚀。
3. 土工材料加固土工材料是一种由织物等材料制成的、可与土壤相容性良好的材料。
它可以用于加固土坝、石坝和混凝土大坝,以提高其耐久性和抗冲击能力。
常见的土工材料包括土工膜、土工网、土工布等。
土工膜主要用于防渗和加固土坝和混凝土大坝的侧壁和护坡;土工网和土工布则多用于加固土坝和砂石坝,起到防冲击和支撑的作用。
二、防渗措施1. 基础排水系统基础排水系统是大坝防渗的一种有效措施。
它的主要作用是将大坝的底部和侧面的渗水迅速排出,避免水土流失和大坝内部的压力变化。
在排水系统中通常会设置抽水机、渗流井、横向排水管等,以降低基础内部水压和土体饱和度。
2. 渗透试验渗透试验是大坝防渗中不可或缺的一步,主要是通过模拟大坝在不同水位条件下的水压力和土壤渗漏情况,确定最佳的筑坝材料和防渗措施。
水库大坝加固技术及防渗措施问题探讨水库大坝是重要的水利工程设施,承担着调节水流、防洪排涝、供水灌溉等重要功能。
随着大坝年龄的增长和自然因素的影响,大坝结构会出现疲劳、老化以及渗漏等问题,如果不及时进行加固和防渗措施,将对大坝的安全性和持久性造成严重影响。
水库大坝加固技术及防渗措施问题成为了水利工程领域中的一个重要议题。
一、水库大坝加固技术1. 岩石加固水库大坝通常是由岩石、混凝土或土石料等材料构成,而岩石是常见的建筑材料之一,因此岩石加固技术在大坝加固中具有重要地位。
岩石加固技术包括爆破加固、注浆加固、灌浆加固等,其中注浆加固是一种常见的加固方法。
注浆技术通过在岩石裂隙中注入硬化材料,填充岩石空隙,提高岩石的承载能力和抗压强度,从而加固大坝结构。
2. 混凝土加固混凝土是大坝主要的建筑材料之一,但随着时间的推移,混凝土会出现龟裂、松动等问题,因此需要进行加固。
混凝土加固技术主要包括碳纤维加固、预应力加固、粘结加固等,其中碳纤维加固是一种新型的加固方法,通过在混凝土表面粘贴碳纤维布,提高混凝土的抗拉强度和耐久性。
土石料是水库大坝中常见的填料材料,但受到土层的侵蚀和风化,土石料会出现流失和变薄等问题,因此需要进行加固。
土石料加固技术主要包括加厚土石料层、加固护坡、设置挡土墙等方法,通过增加土石料层厚度和设置护坡墙体,提高土石料的稳定性和抗风化能力。
二、水库大坝防渗措施水库大坝的地基是大坝稳定性的基础,地基的松散和渗透性会直接影响到大坝的安全性。
地基加固成为了水库大坝防渗的重要措施之一。
地基加固技术包括改良地基、灌浆加固、压实加固等方法,通过改变地基土的物理和化学性质,提高地基的承载能力和抗渗性能。
2. 渗漏防治水库大坝的渗漏问题是常见的安全隐患,渗漏会导致大坝结构的失稳和地基土的流失,因此需要进行渗漏防治。
渗漏防治技术包括设置渗漏探测管、灌浆补漏、堵漏修补等方法,通过检测渗漏点和修补渗漏裂缝,提高大坝的抗渗能力。
水库大坝加固技术及防渗措施问题探讨水库大坝是在山谷或河流中建设的水工建筑物,其主要功能是调节河流水量、防洪、发电和灌溉。
由于其重要性,水库大坝的加固和防渗措施一直是水利工程中的重要问题。
一、大坝加固技术(一)土工布加固土工布被广泛应用于水利工程中的大坝加固上,其主要功能在于增强土体承载能力、抵抗大坝的滑移。
土工布一般采用大宽度的带状棉织物或塑料膜,在大坝水面或坝体表面上应用。
其美中不足之处在于易被紫外线毁坏,因此需要定期更换。
(二)加筋混凝土在堆石坝上,由于石料粒度较大,间隙较大,水压容易渗透,因此一般采用加筋混凝土的方法。
加筋混凝土的优点在于强度高、稳定性好,能极大地提高堆石坝的承载能力和稳定性。
(三)粘土墙粘土墙是一种新型加固方法,仅在河流中采用。
基本原理是在大坝内部挖开一条深度可及大坝底部3-5m的U形壕沟,壕沟内铺设防渗层材料,然后用黏土和土工布将壕沟填满,最后用压实机将黏土压实,使其与坝体结合为一体。
粘土墙的优点在于施工方便,能够提高防渗能力和大坝稳定性。
二、防渗措施(一)雨量监测利用现代技术,对周边的雨量特性进行监测和记录,及时了解雨量的变化,做好应急预案的制定、响应和处理,预防因雨量过大而引起的大面积山洪和泥石流等灾害。
(二)地质勘探在大坝建设前做好地质勘探工作,了解地质构造和地质条件,以便设计出能够抵御地质作用的大坝。
根据勘探结果,提前采取措施,例如更换堤坝区地质差的地段,以免水库因地质原因遭受损失。
(三)灌浆防渗灌浆防渗技术就是将灌浆料制成一个流体,通过喷浆机将灌浆剂灌注到大坝内部的出水孔、渗漏源等处,使其渗透孔洞和赛道,消除渗漏隐患。
灌浆防渗的优点在于简单易行,施工方便,能够快速消除渗漏问题。
综上所述,针对水库大坝的加固和防渗措施,我们需要采取多种技术手段,使大坝在长期的使用和维护中能够处理好各种问题,保持其稳定和安全。
同时,随着科技的发展和社会的不断进步,新型的技术手段也将不断涌现,这将有助于我们更好地保障国家水利安全和发展。
水库大坝加固技术及防渗措施问题探讨水库大坝加固技术和防渗措施是保护水库大坝安全运行的重要手段,也是确保水资源有效利用的关键环节。
本文将探讨水库大坝加固技术和防渗措施的问题,包括加固技术的选择、防渗措施的设计和实施等方面。
水库大坝加固技术的选择是保证水库大坝稳定性和抗震性的关键。
水库大坝加固技术可以分为物理加固和工程结构加固两大类。
物理加固主要包括填土加固、砼加固、钢筋加固等。
填土加固是指在原有水库大坝表面加铺一层土石、沥青等材料,以提高水库大坝的稳定性和抗震性。
砼加固是指对水库大坝表面进行喷射钢筋混凝土,以提高大坝的承载能力和抗震性。
钢筋加固是将钢筋材料嵌入水库大坝内部,增加大坝的抗震能力和稳定性。
工程结构加固则是对大坝的整体结构进行加固,如加设抗震支撑、加固堆石坝体、修建倒顶坝等。
在选择具体的加固技术时,需要综合考虑水库大坝的具体情况,包括坝型、地质条件、坝体材料等因素。
以填土加固为例,对于天然土石坝,填土加固可以增加坝体的重力和稳定性,提高抗震能力;而对于砼坝,则可以采取砼加固的方法,增加坝体的抗震性能。
还需要考虑工程造价、施工周期、环境影响等因素,综合评估各种加固技术的优劣,选择适合的加固方案。
防渗措施是保证水库大坝运行安全、防止水资源浪费的关键措施。
防渗措施包括渗流控制、渗漏检测和渗漏修复三个方面。
渗流控制是指采取措施控制水库大坝内部的渗漏现象,包括设置防渗帷幕、加固坝体、封堵裂缝等。
防渗帷幕是一种常用的控制渗流的方法,通过向大坝周围地基注入水泥浆并形成连续帷幕,阻止地下水流入坝体。
渗漏检测是对水库大坝进行定期检查,发现渗漏问题及时修复。
渗漏修复是指针对已经发现的渗漏问题进行处理,可以采取补固结构、钢筋加固、维修缝隙等方式。
在实施防渗措施时,还需要考虑水库大坝的地质条件、周边环境、气候变化等因素。
在地质条件复杂的区域,可以采用多层帷幕、钢筋混凝土刚性柱等增强措施,以确保防渗效果。
在环境影响较大的地区,可以采取环保技术,如生态护坡、生态植被等,以减少对生态环境的影响。
水库大坝中混凝土加固技术与防渗墙设计水库大坝是重要的水利工程设施,为确保其安全可靠运行,常常需要进行混凝土加固和防渗墙设计。
本文将详细介绍水库大坝混凝土加固技术和防渗墙设计。
一、水库大坝混凝土加固技术水库大坝混凝土加固技术是指对已经建成的大坝进行补强,以提高其抗震性能和承载力。
1.混凝土强化混凝土强化主要是通过添加纤维材料和高性能混凝土等方式来改善混凝土的抗拉、抗弯和抗冲刷性能。
纤维材料可以增加混凝土的韧性和耐久性,提高其抗震和抗冲刷能力。
高性能混凝土则具有更高的抗压强度和抗渗透性能,可以提高混凝土的整体承载力。
2.预应力加固预应力加固是通过在混凝土中施加预应力力,以提高其抗弯和抗剪能力。
预应力可以采用预应力钢筋、压气法或旋风发电机等方式施加,通过人工或设备来产生应力。
预应力加固能够显著提高大坝的抗震性能和整体稳定性。
3.重力坝变钢筋混凝土圆拱坝加固重力坝变钢筋混凝土圆拱坝加固是一种将重力坝通过加装钢筋混凝土圆拱来提高其强度和稳定性的方法。
这种加固方式可以有效地提高大坝的抗震性能和整体承载力。
水库大坝防渗墙设计是为了防止水库大坝中的水渗漏和泄露,在施工中采取一系列措施来确保大坝的水密性。
1.防渗材料选择防渗材料选择是防渗墙设计的关键。
常用的防渗材料包括土工合成材料、水泥砂浆、高聚物、胶体土和粘土等。
不同材料具有不同的特性和适用范围,需要根据具体情况进行选择。
2.防渗墙类型防渗墙一般可以分为土工合成材料型、粘土层型、混凝土型和土工膜型等几种类型。
不同类型的防渗墙具有不同的优缺点,需要根据具体情况进行选择。
3.防渗墙施工防渗墙施工包括挖土、铺设防渗层材料、回填土壤和加固等步骤。
施工时需要注意保护防渗层材料的完整性和密实性,确保防渗墙的效果。
4.防渗墙监测和维护防渗墙的监测和维护是确保大坝水密性的重要环节。
通过定期检查防渗墙的状态,及时修补和更换受损部分,以保证大坝的安全可靠运行。
以上是关于水库大坝中混凝土加固技术和防渗墙设计的简要介绍。
水库大坝加固技术及防渗措施问题探讨随着社会经济的发展,水资源的开发和利用越来越受到重视,水库大坝作为水资源开发的重要设施之一,其安全可靠性必须得到保障。
然而,由于工程技术和材料等方面的限制,水库大坝结构往往存在着一定的薄弱环节,其承载能力和防渗性能难以满足实际需求。
因此,加固技术和防渗措施的研究是当前亟待解决的问题。
一、水库大坝加固技术1、混凝土加固技术对于已建水库大坝,混凝土加固技术是一种比较有效的加固方法。
该技术采用高强度混凝土,通过预应力张拉或浇筑新的混凝土层等方法,增强原有大坝结构的受力性能和抗震能力。
同时,该技术还可将大坝表面部分采用防水混凝土、聚合物和橡胶等材料的组合形式,提高大坝的防渗性能。
2、高分子材料加固技术二、水库大坝防渗措施1、地下水位控制水库大坝防渗措施的关键在于控制地下水位。
在建设水库大坝时,必须对周围地质和水文环境进行综合调查,根据实际情况确定适当的水位控制标准,避免地下水位过高或过低,从而减少大坝防渗难度。
2、坝基防渗坝基防渗是水库大坝防渗措施的核心。
在设计和建设大坝时,应采用防渗工程技术,如基础防渗帷幕的固结、注浆、钻孔、注浆、排水等,有效防止地下水渗透到大坝结构内部,从而提高大坝的防渗性能。
3、大坝表面防渗大坝表面防渗是指通过在大坝表面组合防渗材料,如聚合物、沥青等,覆盖防渗毯等方式来防止表面水渗透到大坝结构内部。
此外,还可以在大坝表面设置排水系统,及时排除表面积水,防止其渗透进入大坝结构内部。
综上所述,水库大坝加固技术和防渗措施的研究是当前亟待解决的问题。
在大坝建设过程中,应充分考虑施工质量和工艺,尽可能降低工程质量、工程材料和设备的影响,从而确保水库大坝结构的安全可靠性。
水库大坝加固技术及防渗措施问题探讨在水库大坝建设过程中,加固技术和防渗措施是非常重要的,这关系到大坝的稳定性和安全性。
本文将对水库大坝加固技术和防渗措施进行探讨。
水库大坝加固技术是确保大坝稳定的一项重要技术。
大坝会承受巨大的水压力,如果大坝本身结构不牢固,就有可能发生倒塌的危险。
在建设期间,需要采用一些加固技术来确保大坝的稳定。
一种常用的加固技术是增加大坝的重量。
可以通过在大坝上加设重物,或者在大坝内部填充重物来增加大坝的自重,提高其稳定性。
另一种加固技术是增加大坝的断面面积。
可以通过加宽大坝的底部或者加高大坝的高度来增加大坝的断面面积,提高其抗水压力能力。
还可以采用钢筋混凝土结构作为大坝的建设材料,提高其承载能力和抗震性能。
防渗措施也是水库大坝建设中必不可少的一部分。
水库大坝建设后,需要避免水渗漏。
因为如果水渗漏到大坝内部,不仅会破坏大坝结构,还会降低大坝的稳定性。
为了防止水渗漏,可以采取以下措施。
可以在大坝的内部设置防渗帷幕。
防渗帷幕可以采用防水材料制成,比如采用高分子聚乙烯材料制成的防渗膜,可以有效防止水渗漏到大坝内部。
可以在大坝的表面施工防渗层。
防渗层可以采用水泥浆、高分子材料等进行覆盖,可以防止水渗漏到大坝的表面。
还可以对大坝的基岩进行处理,以提高其密封性,防止水渗漏。
水库大坝加固技术和防渗措施是确保大坝稳定和安全的关键。
通过合理的加固技术和防渗措施,可以提高大坝的抗水压力能力和防渗性能。
这样可以确保水库大坝的正常运行,为人们提供安全可靠的用水和防洪服务。
但是需要注意的是,在实际应用中,应根据具体的水库大坝情况和工程需求,选择合适的加固技术和防渗措施,以保证其有效性和经济性。
需要注意定期检查和维护大坝,及时修补可能存在的问题,以确保大坝的长期稳定性和安全性。
水库大坝加固工程防渗墙设计与施工技术探讨摘要:我国现存大量中小型水库工程修建于20世纪50~70年代,大部分水库大坝为土石坝。
受当时社会经济发展水平、技术条件的限制,工程设计标准低、大坝填筑施工质量差、渗透系数大,导致部分大坝出现大面积散浸、流土、管涌等渗漏及渗透破坏现象;加上普遍存在“重建轻管”现象,导致个别垮坝事件偶有发生。
因此,如何更有效地解决已建水库土石坝的渗漏及渗透破坏问题,成为了一个亟待解决的重要课题。
塑性混凝土防渗墙因适应性强、防渗效果可靠、施工进度快、运行监测方便等优点,在水库大坝防渗除险加固设计中广泛采用。
基于此,本篇文章对水库大坝加固工程防渗墙设计与施工技术进行研究,以供参考。
关键词:水库大坝;加固工程;防渗墙设计;施工技术引言伴随着经济社会不断发展,水库大坝工程建设范围日益扩大,堤防护岸工程施工技术受到较为广泛的关注。
防渗墙是常见的挡水建筑物项目,在水库大坝工程内可以发挥的作用,主要包含限制洪水以及约束洪水作用,特别是针对于雨季河流净流量显著提升亦或是湖泊水位出现暴涨的地方,防渗墙能够把洪水限制于洪道之中,可以显著降低洪水对实际工程中主体结构产生的冲击作用。
护岸主要是指对于加固处理岸坡的计划进行确定,只是出于输水工程、防洪工程以及航运工程的需求而设定的。
1研究背景1.1工程概况某水库工程距市区33km。
水库集雨面积132.5km2,总库容7807万m3,设计灌溉面积10.86万亩,是一座以灌溉为主,兼有防洪、供水、发电等综合效益的中型水库工程。
此水库枢纽工程由大坝、溢洪道、灌溉兼发电输水管等主要建筑物组成。
大坝为均质土坝,现状坝顶最低高程70.10m,防浪墙顶最低高程71.40m,最大坝高27.13m,坝顶宽8.0m,坝顶长568m。
水库正常蓄水位64.95m。
1.2目前大坝存在的主要安全问题(1)大坝坝顶高低不平,宽度不一,坝身比较单薄,桩号0+110.5、高程90.30m有集中渗漏点。
浅谈水库大坝混凝土加固与防渗墙及设计
摘要:本文主要对混凝土防渗墙技术的发展现状,结合实际情况,介绍混凝土防渗墙(指机械造(挖)槽,泥浆护壁、混凝土浇筑)设计要点。
关键词:水库大坝;混凝土;防渗墙设计
Abstract: this paper focuses on the current situation of the development of the concrete walls technology, combined with the actual situation, introduce concrete walls refers to mechanical made (dig) slot, slurry supporting, concrete pouring) design essentials.
Keywords: dam; Concrete; Diaphragm wall design
1、混凝土防渗墙概况
混凝土防渗墙是利用造(挖)槽孔机械设备,借助泥浆的护壁作用,在地下挖出窄而深的槽孔,并在其内浇注混凝土而形成一道具有防渗功能的连续的地下墙体。
混凝土防渗墙自身要能满足强度和变形的要求,有足够的抗渗性和耐久性,能有效地截住渗透水流,控制渗流量,墙体渗透比降和出逸比降均满足设计要求。
混凝土防渗墙设计的主要内容有:造(挖)槽孔工法比选;总体布置;墙厚比选;选墙体材料比选;泥浆比选;细部设计;设计指标和质量要求。
2、造(挖)槽孔工法比选
常用的造(挖)槽孔工法主要有冲击式钻进法(钻劈法)、冲击式反循环钻进法、射水法、锯槽法、抓斗挖槽法(抓取法)和双轮铣槽法等,施工中又有两种或两种以上工法的组合,如“两钻一抓”法、“两钻三抓(铣)”法和“铣、砸、爆“法等组合方法,以抓斗挖槽法和双轮铣槽法为先进。
2.1冲击式钻进法
冲击式钻进法是利用曲柄连杆机构将回转运动变为往复运动来提升和下落钻头,利用钻头提升后自由下落的重力冲击孔底,使土层(岩石)破碎而进行钻进,并用一定浓度的泥浆护壁(泥浆会在钻孔孔壁上形成泥皮,在泥浆压力作用下使孔壁保持稳定而不坍塌,并能防止泥浆渗漏),当孔底的钻渣逐渐增加以后,取出钻头放入抽筒掏渣,成孔后采用水下直升导管法浇注混凝土,混凝土靠自重和自流平特性而自密实形成一段混凝土墙体,墙段间一般用钻凿法连接。
2.2冲击式反循环钻进法
冲击式反循环钻进法是在冲击式钻进法的基础上,在空心套筒式钻头中心设置排渣管,利用反循环砂石泵将钻渣与循环浆液经排渣管及循环管路,从孔底连续地抽入设在地面的泥浆净化装置进行净化,净化后的泥浆经循环浆池注入槽孔循环使用,通过这一循环,钻机完成钻进及排渣作业,直至造孔完毕。
由于采用反循环出渣方式,从而大大提高了钻进效率。
2.3射水法
射水法是利用水泵送水至成形器中的射水装置所形成的高速射流和成形器及导水管本身质量的冲击力,以及向下移动时成形器内刀片的切削等作用,破坏土层结构,水土混合回流后泥沙溢出地面(三代机是在成形器中设置排渣管用反循环砂石泵抽出地面),利用卷扬机操纵成形器不断地上下移动,切削修整孔壁,造成有规则的槽孔,并用一定浓度的泥浆护壁。
成孔后采用水下直升导管法浇注混凝土,混凝土靠自重和自流平特性而自密实形成一段混凝土墙体,利用成形器侧向水喷嘴冲洗一期槽孔混凝土的侧面,使一、二期混凝土连接紧密,形成地下连续防渗墙。
该工法适用于粒径小于10cm的砂土、粉土、粘土地基,具有工效高、造价低的特点。
2.4锯槽法
锯槽法是利用锯槽机带动锯管锯割地层,锯出有规则的槽孔,并用泥浆护壁,在锯管上设置排渣管,用反循环砂石泵出渣,再以混凝土等成墙材料置换护壁泥浆,形成具有一定强度和防渗性能的连续墙体。
该工法仅适用于松散的砂土、粉土、粘土地基,工效较高。
3、总体布置
水库防渗处理防渗布置时主要考虑以下几点:
(1)坝基地质条件和水文地质条件。
宜将防渗墙放在坚固而不透水的基岩或粘性土层中,尽量避开不利的地质构造,墙底应伸入相对不透水层,与坝的防渗体、坝基覆盖层和基岩内的防渗设施应紧密地连接成一整体。
(2)与原有防渗体及其他建筑物的连接。
与土质防渗体连接时,应作成光滑的楔形,插入土质防渗体高度宜为1P10坝高,接触面允许比降应按土料允许比降确定。
设计时应认真做好与坝身混凝土构筑物的防渗连接,但布置时应尽量避开与坝身混凝土构筑物连接,以减少接头处理。
(3)认真做好与两岸的连接设计。
(4)工程量最小和造价最低。
4、墙厚比选
防渗墙的厚度选择是混凝土防渗墙设计的一个重要内容,影响防渗墙厚度的因素主要有坝高,渗透稳定条件,施工条件和地质条件。
《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)对此没有明确规定,只在规范第6.2.8条条文说明中提出混凝
土防渗墙“一般允许渗透比降80~100作为控制上限值”。
我省大中型水库大坝80%以上坝高在40m以下,水库主要是20世纪80年代以前兴建的,坝体经过几十年沉降已趋于稳定,设计中比选防渗墙的厚度时可用防渗墙允许渗透比降确定,建议普通混凝土防渗墙允许渗透比降取80~100,塑性混凝土防渗墙允许渗透比降取60~80。
5、墙体材料比选
墙体材料主要选用普通混凝土和塑性混凝土两种。
普通混凝土选用强度等级在C10以上,水泥用量在350kg/m3以上,水胶比在0.65以下,具有弹模高、强度大的特点,能承受较大的垂直和水平荷载。
但由于普通混凝土弹模太高,极限应变太小,墙体和周围坝体间产生的沉降差和变形差使墙体在垂直压力和侧摩阻力作用下产生的应力易超过普通混凝土允许强度而产生破坏。
塑性混凝土就是在普通混凝土基础上减少水泥用量,增加粘土和膨润土用量的混凝土,由水泥、水、粘土(膨润土)、砂石骨料和外加剂等配制而成,水泥用量70~200kg/m3,膨润土用量20~50kg/m3,粘土用量150~300kg/m3,其抗压强度2~5MPa,弹性模量300~1000MPa。
与普通混凝土相比具有初始弹性模量低,极限应变大,能适应较大变形,有利于改善墙体应力状态,同时它仍具有必要的强度和抗渗性能,墙段连接采用钻凿法时因墙体强度低而便于实施。
在防渗墙墙体材料比选时,建议优先选用塑性混凝土。
6细部设计
6.1防渗墙与地基的连接
通常将墙底嵌入弱风化基岩0.5~1.0m,当基岩相对不透水层埋藏较深时,应下接灌浆帷幕。
6.2防渗墙与两岸的连接
当两岸为缓坡时按一般防渗墙的做法即可;当两岸岩石比较破碎,相对不透水层埋藏较深的,可考虑在两岸坡段墙底进行帷幕灌浆;当两岸为陡坡时应选用帷幕灌浆。
6.3与顶部的连接
从坝顶直接建造的防渗墙其轴线应尽量往上游布置。
防渗墙墙顶高程应不低于非常运用条件的静水位。
墙顶不应与坝顶公路硬化路面直接连接,其间应留有一定的过渡层。
6.4与混凝土构筑物相连
与岸边混凝土墙连接时在结合部进行灌浆或用高压喷射灌浆进行连接。
6.5墙段连接
墙段连接的方法很多,要根据造(挖)槽孔工法而选用钻凿法(包括套接接头、平接接头、双反弧接头),接头管(板)法和软接头法,设计时要考虑合适的槽段长度,尽量减少墙段连接缝数。
7、设计指标与质量要求
设计要对槽孔建造、膨润土泥浆、清孔、泥浆下混凝土浇筑、成墙混凝土、墙内孔管等质量提出设计指标,主要指标如下:
(1)槽孔建造指标。
孔位、孔深、孔斜、槽宽,槽孔间接头套接厚度,基岩岩样与槽孔嵌入基岩深度;
(2)膨润土泥浆指标。
浓度,密度,粘度,静切力,pH值;
(3)清孔指标。
孔底淤积厚度,接头孔壁刷洗质量,泥浆密度、粘度、含砂量;
(4)泥浆下混凝土浇筑指标。
混凝土坍落度、扩散度,导管间距、埋深,混凝土面高差、上升速度;
(5)成墙混凝土指标。
强度,弹模,渗透系数,允许渗透比降;
(6)墙内孔管指标。
管位偏差值,管身弯曲度。
混凝土防渗墙墙身质量检查应在成墙一个月后进行,内容为墙体的均匀性、可能存在的缺陷、墙段接缝,墙体混凝土强度、弹模、渗透系数、允许渗透比降。