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探析水利工程的防渗材质及防渗能力 - 水利施工

时间:2020-05-09 05:47来源:建材资讯
水利工程灌浆技术的施工要点是什么,下面中国本网为大家详细介绍一下,以供参考。 [摘要] 结合工作经验,对常用的各种防渗处理方式、方法进行总结整理,并结合小型水利水电枢纽工

水利工程灌浆技术的施工要点是什么,下面中国本网为大家详细介绍一下,以供参考。

[摘要]结合工作经验,对常用的各种防渗处理方式、方法进行总结整理,并结合小型水利水电枢纽工程的现状提出当前适用性较高的防渗方法。

探析水利工程的防渗材料及防渗技术

1、高压喷射灌浆技术

[关键词]水利工程水利除险加固灌浆处理

摘要:建筑物渗漏是水利工程的一大难题,被称为建筑顽症。而造成建筑物渗漏的原因很多,涉及到材料、设计、施工、运用等各个方面,其中防水材料性能不佳以及防水技术不高是导致渗漏的最主要的原因。因此加快建筑防渗、防水材料的研发和技术的提高十分重要,而且前景广阔。

高压喷射技术主要指的是利用水泥浆液的高压射流冲击来破坏工程中被灌注的地层结构,使被灌地层的土颗粒同水泥浆液进行掺和、混杂后形成壁状的固结体,从而起到防渗的作用。它在水利工程防渗处理上的优点主要有:造价低、工效高、料源广、搭接防渗效果好和设备简单等;其不足主要有:技术实施的地质条件要求较高,机具数量较多,且容易在大于200mm的颗粒背后出现漏喷现象等。高压喷射技术根据防渗要求和地层结构的不同,一般分为旋喷、摆喷和定喷三种方法。

一、防渗墙类型及其特点

一、 水利工程防渗防水材料的分类

2、土坝坝体劈裂灌浆技术

防渗墙一般要求墙体厚度小、渗透系数低、柔性强、耐久性好及单位面积造价低。防渗墙施工有多头深层搅拌水泥土、锯槽法、链斗法、薄型抓斗、射水法和倒挂井法等成墙工艺。 多头深层搅拌水泥土成墙工艺 多头深层搅拌桩机一次多头钻进,把水泥浆喷入土体并搅拌,使土体与水泥浆液混合固结成一组水泥土桩,桩与桩搭接形成水泥土防渗墙,目前最大成墙深度为22m,水泥土渗透系数<10cm>0.3MPa。其优点是施工简便、无泥浆污染、造价较低,适用于粘土、砂土、淤泥和砂砾层(砂砾直径小于5cm)。实践证明,多头深层搅拌水泥土防渗墙防渗效果明显,在地下防渗工程中质量可靠,投资最经济、最有效,具有一定发展前景。 锯槽法成墙工艺 在先导孔中,锯槽机的刀杆以一定的倾角一边作上下往复切割运动,一边以0.8-1.5m/h的速度向前移动开槽;被锯切割下来的土体可由反循环或正循环方式的排渣系统排出槽外,并采用泥浆护壁。浇筑塑性混凝土,形成宽度为0.2-0.3m的防渗墙体。锯槽机由行走底盘、动力及传动系统、刀杆及支架加压系统、排渣系统、起重设施及电气控制系统组成;传动方式有机械式与液压式2种。以不同规格的刀杆进行组合,开槽宽度可达0.2-0.5m、深度达到40m。锯槽法的优点是连续成槽、工效高、墙体连续、质量好,并且成墙深,适应于粘土、砂土和卵石粒径小于100mm的砂砾石地层;还可以采用自凝灰浆、固化灰浆形成不同强度和抗渗指标的防渗墙。 链斗法成墙工艺 由链斗式开槽机排桩上的旋转链斗取土,同时将斜放的排桩下放到成墙深度,开槽机前进开挖沟槽,并采用泥浆护壁,其浇筑混凝土方法类似锯槽法。链斗式开槽机的开槽宽度为16-50cm,深度可达10-15m。适应于粘土、砂土和粒径小于槽厚的、含量小于30%的砂砾石地层。 薄型抓斗成墙工艺 采用斗宽为0.3m的薄型抓斗挖土开槽,泥浆护壁,浇筑塑性混凝土或用自凝灰浆形成薄壁防渗墙,最大成墙深度可达40m。适用于粘土、砂土及卵石和砂砾的含量与粒径在一定范围内的土层。 射水法成墙工艺 射水法成墙设备主要由造孔机、混凝土搅拌机和浇筑机组成。利用造孔机成型器内的喷嘴,射出高速水流来切割土层,成型器上下运动切割修整孔壁,采用泥浆护壁,正循环或反循环出渣。槽孔形成后,浇筑水下混凝土或塑性混凝土,形成薄壁防渗墙。成墙厚度为0.22-0.45m,深度可达30m.成墙垂直精度可达1/300,适应于粘土、砂土和粒径小于100mm的砂砾石地层。在1998年历史罕见的特大洪水过后,在长江、赣江、鄱阳湖等国内重要堤防加固工程中,射水法得到广泛采用,取得了较好的社会经济效益。

国内外经常使用的防水材料主要分为两大类:柔性防水材料和刚性防水材料。

土坝坝体劈裂技术主要指的是为了提高水利工程的坝体防渗能力,在施工时根据水利工程坝体的应力分布等规律,通过施加一定的压力,使水利工程的坝体能够沿着坝轴线的方向劈裂开来,并在其中灌注上相应的泥浆,使其形成连续铅直的防渗泥墙,以达到切断软弱层或堵塞裂缝、漏洞等的目的。坝体劈裂技术能够通过坝、浆的湿陷与互压,平衡坝体内部的应力重分布情况,从而达到提高坝体稳定性的目的。

二、灌浆类型及其特点

㈠柔性防水材料

3、卵砾石层的防渗帷幕灌浆技术

土石坝坝体、坝基防渗处理中灌浆方法主要有均质土坝及宽心墙坝的坝体劈裂灌浆、高压喷射灌浆、坝基卵砾石层防渗帷幕灌浆等。 土坝坝体劈裂灌浆 土坝坝体劈裂式灌浆是运用坝体应力分布规律,用一定的灌浆压力,将坝体沿坝轴线方向劈裂,同时灌注合适的泥浆,形成铅直连续的防渗泥墙,从而堵塞漏洞、裂缝或切断软弱层,提高坝体的防渗能力,并通过浆、坝互压和湿陷,使坝体内部应力重分布,提高坝体变形稳定性。针对裂缝的局部灌浆,在可能有裂缝的区域,均匀布置类似固结灌浆的灌浆孔群;对坝体施工质量差,甚至出现上下游贯通的横缝,一般应做全线的劈裂灌浆。我国广东省宝树水库用土坝坝体劈裂灌浆技术来解决土坝坝体的渗漏问题,结果表明灌浆后坝体密实度得到提高,渗透系数降低,背水坡湿润渗水现象消失,坝体渗流量减少70%以上。 高压喷射灌浆 高压喷射灌浆防渗是借助于高压水泥浆液射流冲击破坏被灌地层结构,使水泥浆液与被灌地层土颗粒掺混,形成壁状固结体而起防渗作用。根据被灌地层结构和防渗要求不同,又分为定喷、摆喷和旋喷。高压喷射灌浆防渗处理的优点是:设备简单、工效高、料源广、造价低,搭接防渗的效果好。缺点是:机具较多、对地质条件的要求较高,控制不好易在较大(>200mm)颗粒背后形成漏喷现象。 卵砾石层防渗帷幕灌浆 卵砾石层的防渗帷幕灌浆大都采用粘土为主加少量水泥的混合浆液进行灌注,不同于在岩石中灌浆。卵砾石层灌浆难以形成自立的钻孔,故常采用套阀式灌浆、循环钻灌阀跟管灌浆、打管灌浆的方法。因受地质条件的限制,不能有效控制浆液的填充范围,为达到相对较高的防渗标准,常需采用3排以上的灌浆孔。随着防渗墙技术的日益成熟,目前较少采用该方法,仅用于当灌浆作为补充勘探的手段,同时兼顾防渗处理,可以更加准确地针对发生集中渗漏的地点,通过少量的灌浆使问题得到解决的情况下。 控制性灌浆 控制性灌浆是近年来提出的一种改进型灌浆工艺,是对传统灌浆工艺的一种调整,通过控制浆液压力和流量,在保证质量和效果的前提下,有效控制灌浆范围,节约时间和投资。

柔性防水材料又分为卷材和防水涂料两类

卵砾石层的防渗帷幕技术主要指的是用粘土水泥混合浆液进行水利工程的灌注,由于灌浆不易自立钻孔,因此在灌注时通常采用打管灌浆、循环钻灌阀跟管灌浆和套阀式灌浆等方法进行作业。目前,该技术方法仅用于勘探和防渗处理的补充手段。

三、结论 综上所述,小型水利水电枢纽工程除险加固,多可以采用防渗、灌浆的方法得到有效处理。针对小型水利水电枢纽工程的不同特点,采取不同的方法。高压喷射灌浆技术具有开挖量小、占地少、设备简单、灌浆工效高、造价低、对临近建筑物影响小的特点,应用较广。

1.卷材:常用的卷材有沥青质和高聚物改性沥青质卷材,三元乙丙橡胶类卷材、氯化聚乙烯类、氯丁橡胶类、聚氯乙烯类、氯磺化聚乙烯类卷材等。其中以沥青质卷材应用最多,它的原料来源丰富,价格低廉,但易老化,高温易流淌,低温易脆裂,热施工污染环境,在形状复杂部位不易施工,操作困难。新发展的防水卷材,如三乙丙橡胶类卷材,防水不成问题,但用于粘贴的胶粘剂耐水性、耐久性不佳,若基面比较潮湿,卷材就会与建筑物基体脱开,造成空鼓。

2.防水涂料:以低档的沥青质涂料为主,使用较多的有聚氨酯煤焦油涂料,氯丁胶沥青防水涂料,再生胶沥青防水涂料等。防水涂料虽适用于形状复杂部位施工,但很多产品质量不稳定,耐久性差,在低温下不易施工。而且产品毒性较大,污染环境,危害人们身体健康,应用上受到一定程度的限制。

㈡刚性防水材料

刚性防水材料无毒无味,有利于环境保护,施工操作较简便。主要技术措施是在混凝土中掺入各种外加剂,如防水剂、减水剂、膨胀剂等。掺入防水剂、减水剂这两类外加剂可以显著降低混凝土水灰比,增加混凝土密实性,减少毛细孔数量或者使混凝土憎水,生成凝胶类产物堵塞毛细孔,因而可以改善混凝土的抗渗性和吸水性,从而达到防水之目的。但这两类外加剂都没有解决混凝土收缩开裂这一要害。但是,膨胀剂大多限用在地下工程,主要是因为地下工程温度变化小,湿度大,混凝土干燥收缩和热胀冷缩小,因此防水效果较好,而用于地上则效果不甚理想。

二、 水利工程防渗的处理技术

㈠防渗墙类型及其特点

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