论述小型水库除险加固工程中的土石坝防渗特点与处理方法.doc

论述小型水库除险加固工程中的土石坝防渗特点与处理方法论述小型水库除险加固工程中的土石坝防渗特点与处理方法施敏(南宁市青秀区农业服务中心)摘要:土石坝防渗处理是小型水库除险加固的较重点内容.本文结合近几年小型水库除险加固工程,分析了病险土石坝渗漏的原因,提出了上石坝渗漏问题的处理原则及其各类防渗处理措施,供参考.关键词:土石坝;防渗处理;除险加固l土石坝渗漏特点土石坝渗漏是小型水库土石坝最为普遍的安全隐患,分为坝体渗漏,坝基渗漏,接触渗漏和绕坝渗漏等.土石坝渗漏造成的危害包括:坝身渗漏,背水坡不均匀分布湿润面,浸润线溢出点高于导滤棱体,坝坡塌陷,背水坡脚出现牛皮胀或造成滑坡,流土,管涌,坝坡失稳等.土石坝渗漏病险不仅造成水库不能正常运行发挥其效益,还可能严重威胁下游人民生命财产的安全.土石坝的防渗处理是小型水库除险加固的重点内容,根据不同的坝型,坝基和病因,合理选择防渗处理方案十分重要.2土石坝防渗处理方法利弊分析土坝防渗工程处理措施,以往一般采用较为简便的粘土灌浆,明挖防导渗沟,防渗墙,复合土工膜,混凝土面板和坝基帷幕灌浆等;近些年较为常用的有劈裂灌浆,高喷灌浆,振动沉模及机械造槽防渗等新技术.笔者结合近年来某些小型水库除险加固工程效果,就不同防渗处理方法的利弊简要分析探讨如下:(1)粘土灌浆.粘土灌浆针对坝体全断面进行粘土灌浆,坝基进行帷幕灌浆.此方法施工简单,造价最省.但由于粘土灌浆质量难以控制,特别是坝体和坝基接触渗漏问题无法彻底解决.例如龙岩市多数采用粘土灌浆处理后的土坝,灌浆头几年效果还可以,后期会失效,又出现渗漏.(2)复合土工膜.复合土工膜是在坝体迎水坡面铺上复合土工膜防渗,上层再以砂,卵石和块石,现浇混凝土块压载.复合土工膜造价不高,施工工艺要求也不高,但铺膜焊接口难以保证质量,施工时膜易刺破,大坝底部及周边弱透水层难以铺到位,防渗效果不太理想.例如新建的永定龙寨水库采取复合土工膜防渗,运行几年后,背水坡仍出现渗漏现象,坡面湿润面较大.(3)混凝土面板.针对坝体的迎水坡再浇筑一层一定厚度混凝土或钢筋混凝土面板,以达到防渗和加强坝体稳定效果.此方法在砌石体(或堆石体)大坝使用较多.混凝土面板本身防渗效果明显,但面板必须落在基岩上并结合基础帷幕灌浆.例如连城的石门岩水库(浆砌石重力坝),大石岩水库(堆石面板坝)采取混凝土或钢筋混凝土面板防渗,效果很好,但在小型水库除险加固中,由于现实条件限制,水库不易放空,基础开挖受条件限制,该方法一般慎用.(4)劈裂灌浆.劈裂灌浆通过钻孔用压力粘性土泥浆沿轴线方向劈开坝体,建立相对垂直连续封闭的防渗帷幕,同时充填集中漏水通道,而且通过浆坝互压和坝体土的湿化沉降固结,提高坝体的变形稳定.劈裂灌浆机械设备简单,适应于均质土坝及土砂坝地基,不适应于粗砂及卵砾石坝基,但施工工艺要求高,难掌握.(5)高压喷射灌浆.高喷灌浆(分旋喷,摆喷,定喷)利用钻机造孔,将带有喷头的灌浆管下至土层的预定位置,以高压把浆液或水从喷嘴喷射出来,形成喷射流冲击破坏土层.土粒从土体上剥落下来后,一部分细小粒随着浆液冒出地面,其余部分与灌入的浆液混合掺搅,形成凝结体.高压喷射灌浆的主要特点是质量比较可靠,机械设备简单,可用至强风化岩基,适用性比较广,但工艺要求和造价较高.(6)振动沉模.振动沉模是利用强力振动原理将空腹模板沉入土中,向空腹内注满浆液,边振动边拔模,浆液留于槽中形成单块板墙.将单板连接起来,即形成连续的防渗板墙帷幕.振动沉模适用砂,土及砂砾石坝基,防渗效果和质量比较可靠,但机械化程度要求高,桩架,操作平台和造墙深度都有一定要求或限制.振动沉模防渗墙的造价比高喷灌浆低,造墙深度约20m,但主机械较长,需要13m以上长车运输,道路转弯半径混凝土体内产生相应的收缩应力,当产生的收缩应力超过当时的混凝土极限抗拉强度,就会在混凝土中产生收缩裂缝.影响混凝土收缩的主要因素是混凝土中的用水量,水泥用量及水泥品种.混凝土中的用水量和水泥用量越高,混凝土收缩就越大.水泥品种对干缩量及收缩量也有很大的影响,一般中低热水泥和粉煤灰水泥的收缩量较小.9水工混凝土裂缝的预防措施9.1沉陷裂缝的预防措施对松软土,填土地基在上部结构施工前应进行必要的夯实和加固.保证模板有足够的强度和刚度,且支撑牢固,并使地基受力均匀.防止混凝士浇筑过程中地基被水浸泡.模板拆除的时间不能太早,且要注意拆模的先后次序.在冻土上搭设模板时要注意采取一定的预防措施.9.2温度裂缝的预防措施尽量选用低热或中热水泥,如矿渣水泥,粉煤灰水泥等.减少水泥用量,将水泥用量尽量控制在450kg/m以下.降低水灰比,一般混凝土的水灰比控制在0.632下.改善骨料级配,掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量,降低水化热.改善混凝土的搅拌加工艺,在传统的”三冷技术”的基础上采用”次风冷”新工艺,降低混凝土的浇筑温度.在混凝土中掺加一定量的具有减水,增塑,缓凝等作用的外加剂,改善混凝土拌和物的流动性,保水性,降低水化热,推迟热峰的出现时间.高温季节浇筑时可以采用搭设遮阳板等辅助措施控制混凝土的温升,降低浇筑混凝土的温度.大体积混凝土的温度应力与结构尺寸相关,混凝土结构尺寸越大,温度应力越大,因此要合理安排施工工序,分堇圆2011年8月层,分块浇筑,以利于散热,减小约束.在大体积混凝土内部设置冷却管道,通冷水或者冷气冷却,减小混凝土的内外温差.加强混凝土温度的监控,及时采取冷却,保护措施.预留温度收缩缝.减小约束,浇筑混凝土前宜在基岩和老混凝土上铺设5cm左右的砂垫层或使用沥青等材料涂刷.加强混凝土养护,混凝土浇筑后,及时用湿润的草帘,麻片等覆盖,并注意洒水养护,适当延长养护时间,保证混凝土表面缓慢冷却.在寒冷季节,混凝土表面应设置保温措施,以防止寒潮袭击.混凝土中配置少量的钢筋或者掺入纤维材料,将混凝土的温度裂缝控制在一定的范围之内.9-3化学反应引起的裂缝的预防措施碱骨料反应裂缝和钢筋锈蚀引起的裂缝是钢筋混凝土结构中最常见的由于化学反应而引起的裂缝.混凝土拌和后会产生一些碱性离子,这些离子与某些活性骨料产生化学反应并吸收周围环境中的水而体积增大,造成混凝土疏松,膨胀开裂.这种裂缝一般出现在混凝土结构使用期间,一旦出现很难补救,因此应在施工中采取有效措施进行预防.主要的预防措施:选用碱活性小的砂石骨料;选用低碱水泥和低碱或无碱的外加剂;选用合适的掺和料抑制碱骨料反应.10结束语水工混凝土裂缝是水利工程施工中的一个通病,裂缝的存在将不同程度地降低水工建筑物的整体性和耐久性,影响水工建筑物的使用寿命,严重者可能导致质量事故的发生.混凝土水工建筑物因投资小,工期短见效快等特点而广泛用于农田水利工程建设中,但是要抓住施工各环节技术要点,对保障工程质量起关键性作用.有关建筑给排水施工技术问题的分析李展标(连平县建筑工程公司)摘要:本文针对建筑给排水系统安装使用过程中经常遇到的问题,对其产生的原因作出分析和探讨,建议从问题的各方面提出解决方法,从而提高建筑给排水工程的施工质量.关键词:建筑给排水;问题分析;处理l前言建筑给排水工程是建筑安装工程的重要组成部分,也是影响建筑质量的重要因素.目前,建筑行业发展迅猛,新材料,新技术不断涌现.随着人们生活水平的提高,对给排水系统的可靠性,防噪声,消防等方面提出了更高的要求.本文针对住宅给排水系统安装使用过程中容易出现的问题,分析原因,建议从问题的诸方面采取措施,提高建筑给排水工程的施工质量,保证其使用的安全性以及人居环境的舒适性.1.1管道噪音问题普通排水铸铁管道因造价,施工方法,美观等原因逐步被淘汰,目前排水管道普遍使用塑料管道,但是普通UPVC管道的排水噪音要比铸铁管高约10dB,若排水立管靠近卧室,住户能明显感觉到排水管道的噪音,降低了生活质量.因此卫生器具布置时要尽量考虑使排水立管远离卧室和客厅,管材可以考虑新型降噪产品.比如芯层发泡uPvC管道和UPVC螺旋管则能明显降低噪音,市场上还新出现了一种超级静音排水管则加入了特殊吸音材料,噪音低于排水铸铁管.各种管材(6110mm)噪声水平比较:UPVC管58dB;铸铁管46.5dB,超级静音排水管45dB(测试地点位于距离管道lm处,排水量为2.7L/s,环境噪声42dB).要能适应这种长车.(7)造槽防渗墙.机械造槽防渗墙是利用专用的造槽机械营造槽孔,并在槽孔内注满泥浆,以防孔壁坍塌,最后用导管在注满泥浆的槽孔中浇注混凝土并置换出泥浆,筑成墙体.机械造槽防渗墙较适用于砂,土和直径小于lOmm的砂砾石层基础,不适用于基岩和大块石基础,特点是质量可靠经久,但机械化程度要求较高,造价也偏高.(8)高喷灌浆加坝基帷幕灌浆.该方法相对上述几种方法造价会高一些,仅比机械造槽防渗墙节省,适用范围广.此方案理论分析和实际检测的防渗漏效果都比较理想,是目前认为比较可靠,永久的防渗处理方案.我市马安水库采用此方案防渗效果很好,马安水库除险加固工程土质为砂性土,2009年对该工程大坝坝体进行了高喷施工,先浇灌混凝土灌注桩,柱中心距为2.2m,柱径0.8m,在柱与柱之间采用定喷墙连接.项目完工后经历两个汛期,运行良好.3结合实际选择处理方案土石坝防渗工程处理方案种类繁多,又各有优缺点,处理方案是否合理极大地影响防渗处理效果.结合我市近年来三十几座中小水库的土石坝防渗处理过程,笔者认为土石坝防渗处理方案选择主要应遵循以下几点原则:(1)结合资金实际选择.土石坝采取何种防渗处理方案在很大程度上取决资金条件.资金条件许可时,应尽可能选择防渗漏效果理想持久的处理方案,如高压喷射灌浆,造槽防渗墙等.例如某17座小(1)型水库大坝采用坝体高喷灌浆加坝基帷幕灌浆方案加固,根据现场施工观察和防渗处理完工后观测,防渗效果明显.经费比较紧缺时,部分小型水库大坝可以考虑采用粘土充填灌浆的防渗处理方式.(2)结合坝体和坝基实际情况选择.不同防渗处理方案各有其适用性和优缺点,在除险加固设计过程中,应针对工程实际加以选择运用,扬长避短.如:均质土坝及土砂坝地基可以考虑采用劈裂灌浆或高喷灌浆处理;粗砂及卵砾石坝基只能选择帷幕灌浆或高喷灌浆处理.坝高20m以下的低坝,振动沉模形成的帷幕防渗效果和质量良好,造价也不高,是很好的可选方案;坝高20m以上时,一般只能考虑采用高喷方案或造槽防渗墙方案.(3)结合技术条件选择.选用的防渗处理方案一般要求技术条件比由此可见采用新材料也是解决噪音问题的一种有效方法.1.2吸气阀的应用设计中经常遇到排水立管无法穿越楼层伸出屋面的情况,此时只能加大排水管径增加排水能力,排水效果不理想,容易形成负压,破坏水封.若在立管顶部设置吸气阀即可解决,该阀负压时开启吸气,正压时关闭,臭气无法逸进室内.该阀还有如下作用:替代室外通气帽,建筑屋面干净美观;替代环型通气管及通气立管,节约空间;替代器具透气管,保护水封;作为排水检查口,便于疏通管道.1_3排水支管户内检修由于卫生间漏水引起上下层邻居间纠纷的现象越来越多,漏水主要原因在于排水横管敷设于楼板下,居民装修时破坏管道及防水层.因此,若条件允许,卫生间应设计成下沉式,下沉350400mm,将排水横管布置在本层内,防水层设在沉降板上,发生堵塞及漏水均在本层解决.为了减少下沉空间,可以选用后排水坐便器及多通道地漏,卫生间吊顶后的高度能保证2.4m左右.1.4坐便器排水口位置的留设目前坐便器的型号规格较多,下排水口的位置要求不同,设计施工较成熟.我市较普遍采用劈裂灌浆,高喷灌浆处理坝体,帷幕灌浆处理坝基.因为有了工程经验的积累,在除险加固过程中能对工程施工的质量控制关键点和技术难点做到胸有成竹,有的放矢地进行技术把关.(4)结合施工条件选择.防渗处理方案应考虑施工便利,且应尽量不影响水库正常运行.我市采用劈裂灌浆,高喷灌浆加基础帷幕灌浆方案进行防渗处理具有以下优势:施工不需放空水库,不易影响水库正常运行.一年内除汛期外都可安排施工,便于安排进度;施工场地范围小,且基本在坝顶作业,征地范围小;施工对外界影响不大,也不会带来环境大范围破坏.据统计,采用混凝土面板防渗的有3座小(1)型水库大坝,采用充填灌浆的有4座小(1)型水库大坝;采用坝体劈裂灌浆加坝基高喷灌浆(或加坝基帷幕灌浆)的有8座中小型水库大坝;采用坝体高喷灌浆加坝基帷幕灌浆的有17座小(1)型水库大坝.检测表明,土石坝防渗处理均取得较好效果.4结语水库大坝的安全关系到供用水安全和防洪安全,也关系到人民群众生命财产安全和社会安全稳定,水库除险加固是一项迫切需要的民生和民心工程.合理选择土石坝防渗处理方案是小型水库除险加固的重中之重,总结我市近年来的水库除险加固工程经验,以下几点建议供参考:(1)方案选择前要分析各自利弊,不同的方案在资金,防渗效果,技术条件,施工条件等方面各有利弊,必须有深入的了解,才能扬长避短.(2)要结合实际