堤坝地基及坝体处理方法和加固措施

2015-07-17 348 0



   引言
 
  堤坝是水利工程建筑施工中防洪的基础设施之一,是水汛的关键防线,同时也是水利工程建设施工防汛的基础设施。堤坝与其它建筑物不同,它的结构不仅要考虑地基变形和稳定等一般性问题,还要关注水的渗漏问题,大坝泄露是非常严重的问题,它不仅会带来经济上的损失而且渗漏引发的一系列问题更是会对人民财产与安全带来难以估量的损失。因此对堤坝的地基进行合理有效的处理以及对其本身进行加固处理不仅可以预防堤坝渗漏等各种严重问题,而且也能避免人民生活因堤坝渗漏而带来不必要的损失。
 
  1堤坝及两岸山体渗漏的原因
 
  水库蓄水形成了巨大的水头压力。水库建设存在着过水通道,水头的高低和通道的大小与渗漏量的多少成正相关。堤坝裂缝与水库内外相连,凡在裂缝中产生较大渗漏的都具有一定的开度。有些密实的裂隙或溶洞在建设中并没有与水库相连,所以即使在有裂缝的情况下也不会形成严重的漏水。
 
  在分析判断坝基和岸边能否产生严重漏水时,坝区岩石内内断层、裂隙、溶蚀等的排查是非常重要的,在排查过程中不仅查明充填情况还要分析其现状。只有详细调查、勘探才可能在工程地质问题最少而又渗水量小的地段上确定坝址。实际选址过程中,不同的地质存在着不同的缺陷,所以坝体及山体的渗漏在选址中也至关重要。
 
  2常用的堤防软土地基处理方法及作用如表1所示。
 
  3堤坝灌浆防渗的措施
 
  (1)堤坝防渗加固高聚物注浆的原理
 
  堤坝要做到防渗效果好、材料力学性能稳定、土体与材料结核性能好、造价低、材料柔韧性好的要求就必须要加固高聚物注浆。根据堤坝防渗设计要求,在需要防渗加固的软土堤坝中,利用静力压入设备,从堤坝坝顶将专用成孔钻具压入堤坝,沿堤坝轴线形成的连续超薄型注浆孔模,在注浆孔膜内插入注浆管,采用提升注浆的方法通过注浆管向孔模内注射非水反应类双组份高聚物注浆材料,高聚物注浆材料发生化学反应后体积膨胀把注浆孔模充满并固化后形成了高聚物薄片体,相邻孔模的高聚物薄片体胶结在一起便形成连续超薄的堤坝高聚物防渗墙,这种高聚物材料注浆凝固体具有良好的抗水渗透性能,防渗效果好可以达到堤坝防渗加固的目的。
 
  (2)堤坝基础灌浆主要采用高压填充式灌浆和堤身蚁穴和孔洞填充
 
  这三种灌浆方式是用50m工程钻机在需灌浆的堤段钻孔,孔距一般为1.5~2.0m,孔深以进入砾石层的2m左右为宜。套管下到填土层必须要保证堤身干燥,并要用黄泥封口,只有采用这种方式才能保证地基基础建设良好。
 
  (3)堤坝高水位下抢险堵塞管涌一般采用低压速凝式灌浆,在工程中根据管涌所处地理位置的地质情况采用钻机钻孔,然后向孔内注入浸水后的膨胀物质,再以小于49kpa的压力向孔内灌入加速凝剂水玻璃泥浆。
 
  (4)在堤坝工程建设中为了加固堤身,防止堤身渗漏一般采用劈裂式帷幕灌浆
 
  劈裂式帷幕灌浆主要是采用孔底注浆、全孔灌注的方法,用简单的钻具或用浅孔轻便钻机采用梅花形布孔或直线布孔方式沿堤坝轴线从坝顶离堤外1.5m处钻孔,孔距一般为3m,孔深根据堤身实际情况而定,但一般以穿过堤身钻入基础1~2m为宜。有控制地加大灌浆压力,利用浆压力将堤身劈裂成缝,再强制性注入浓浆液,使纵向浆脉在堤内部形成垂直的防渗帷幕,在灌浆时要灵活掌握压力大小,灌浆要遵循少灌多复、由上而下、循序渐进、由稀到稠的原则。只有这样才能有效的处理灌浆中出现的冒浆、串浆、滑坡、局部隆起等各种问题,使灌入的泥浆沿堤轴形成一道强大的帷幕并以此来改善堤身质量、提高坚固度、防止渗漏。
 
  堤坝建设中一般都采用土质结构,在不清楚坝内地质实际情况不得而知时,采用钻探的方法对坝内真实情况进行分析。堤坝加固是水库堤坝建设的关键,它对安全方面要求极高,工艺也颇为复杂。在水库堤坝加固时对劈裂式注浆工艺进行多处改良,先行钻探多个实验孔,从坝堤中心位置入手,然后沿两边扩散。钻孔成功后,通过泥浆泵输送混合泥浆进入孔内(注:混合泥浆中水泥一般占8%),待浆液离地面1m左右就可视为注浆完成。在注浆过程中专业技术人员必须随时看守,注意注浆的压力本鞥超过0.4MPa,入孔的混合泥浆只有经调好方位方能经注浆管有针对性地进入坝内原有的劈裂缝隙。这种注浆方式在坝内形成一道道横向的屏障和帷幕,同时将坝内可能存在的空洞进行有效的填充,使得工程在具体应用中取得了完美的效果。
 
  4灌浆施工分析
 
  4.1灌浆施工试验结果的规定
 
  (1)钻孔时,每孔必须达到终孔标准后才能起管。灌浆管拔出后要用稠浆灌满孔口,只有浆面不下沉时才能回填夯实。
 
  (2)灌浆时要严格按照工程比例,每5min左右的稀浆,泥浆容量要控制在12kN/m3左右.
 
  (3)灌浆不分序,单孔灌浆要分次灌注,在灌浆中要注意堤顶,如出现裂缝,堤顶冒浆要立即停止灌浆。
 
  4.2灌浆事故中处理措施
 
  (1)对堤坡、堤顶冒浆,可采用间歇灌浆的方法,停灌半天再灌,以便于加速浆体的析水骨节。
 
  (2)当沿护壁管或注浆管向上反浆时,要停止灌浆,将护壁管或注浆周围挖深40cm,然后回填粘土夯实
 
  (3)在灌浆过程中,常发现相邻两孔串浆。出现这种情况时要用木塞将冒浆管口堵上,可以间歇交叉灌浆。
 
  (4)在开始初灌浆或重复灌时,有时注浆管会堵塞,此时应将注浆管上提10~20cm,用稀浆或清水把管冲开,避免注浆管堵塞。
 
  5施工技术保证措施
 
  (1)在施工过程中常出现渗漏、浆管堵塞,因此施工部门必须重视质量管理,合理分工,将责任落实到人头,及时了解施工情况、技术管理以及材料供应。
 
  (2)堤坝建设对技术要求非常严格,因此要指派专业技术人员搜集分析相关资料,对堤坝结构进行实地勘察,及时分析土坝渗漏原理,确定坝体渗透、渗漏的形式、范围、以及途径,指派专业技术人员观察记录。
 
  (3)准备堵漏灌浆处理的必备材料,保证灌浆工作的连续性。
 
  (4)及时分析堤坝附近的水文地理情况,布置先导孔作为勘探孔。
 
  (5)在土石坝堵漏灌浆中采用低压、密孔、浓浆或掺速凝剂。
 
  (6)确立相关项目的负责人,对关键项目进行监督。确保工作能够如期完成。
 
  6结束语
 
  如今,我国在堤坝地基加固及坝体防渗技术方面取得了新的成就。每种新技术有各自的原理、施工工艺、优缺点和适用性。在实际工程中根据相应的综合防渗技术,达到了科学、经济、合理的目的。
 
  参考文献:
 
  [1]白永年.等.土坝渗透破坏的原理及治理技术[J].水利水电技术,2002(10).
 
  [2]董哲仁.主编.堤防抢险实用技术[M].北京:中国水利水电出版社,1999.
 
  [3]马秀媛.土坝老化引起的弱应力破坏问题[J].岩石力学与工程学报,2002(3).

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