垂直防渗几种工法简介

1、垂直防渗几种工法简介近年来中央已投入大量资金对一些大中型、小型水库进行除险加固，取得显著的综合效益。但目前仍然有大量的中小型水库存在重大安全隐患，中央已着手解决这类水库安全隐患。这些病险库大多分布于农村，建于上世纪、五十年代至七十年代。受当时条件所限，许多中小型水库大坝坝身密实度不够，坝后排水不畅，坝身浸润线偏高，坝身、坝基渗漏严重等工程隐患，若不进行除险加固，将严重威胁人民群众生命财产的安全。为此，2006年中央经济工作会议就明确提出用三年时间基本完成大中型和重点小型病险水库的除险加固任务。我公司多年从事基础处理工作，近年来在全国各地从事多项堤防和大坝垂直防渗工程施工，结合这些年从事防渗工程

2、施工经验，对适合土坝坝体及坝基防渗的施工工法作一点探讨。垂直截渗的方案主要有如下几种形式：混凝土防渗墙、水泥土搅拌桩防渗墙、高压喷射灌浆防渗墙、冲抓套井造粘土井桩防渗墙、粘土劈裂灌浆帷幕、水泥灌浆帷幕等。一、混凝土防渗墙混凝土防渗墙是在松散透水地基或土石坝坝体中连续造孔成槽，以泥浆固壁，在泥浆下浇筑混凝土而建成的起防渗作用的地下连续墙，是保证地基稳定和大坝安全的工程措施，就墙体材料而言，目前采用最多的是普通砼和塑性砼，其成槽的工法主要有：钻劈法、钻抓法、抓取法、铣削法和射水法。施工工艺混凝土防渗墙施工一般都包括施工准备、槽孔建造、泥浆护壁、清孔换浆、水下混凝土浇筑、接头处理等几个重要环节，其施

3、工工艺流程图如下图所示，上述各个环节中槽孔建造投入的人力、设备最多、使用的设备最关键，成墙过程中影响因数最多、技术也最复杂的一环，就成槽的工法而言，主要有如下几种：钻劈法、钻抓法、钻抓法和射水法。施工准备槽孔建遭砼浇筑图槽孔式混凝土防渗墙的施工工艺流程图1钻劈法钻劈法是用冲击钻机钻凿主孔和劈打副孔形成槽孔的一种防渗墙成槽方法，其适用于槽孔深度较大范围，从几米到上百米的都适应，墙体厚度60cm以上，其优点在于：适应于各种复杂地层，其缺点是工效相对较低，机械装备落后，造价较高，对于复杂地层，其工效约为1015m?/台班（相对60cm厚的墙体）其综合造价约450550元/m。2钻抓法钻抓法是用冲击或

4、回转钻机先钻主孔，然后用抓斗挖掘其间副孔，形成槽孔的一种防渗墙成槽施工方法。此工法与上一种工法类似，是用抓斗抓取副孔替代冲击钻劈打副孔，两种工法施工机械组合不同，钻抓法工效高于钻劈法，工程规模较大地质不特别复杂，对于有砂卵石且要进入基岩的防渗墙成槽，一般采用此工法；对于防渗墙要穿过较大粒径的卵石、漂石进入坚硬的基岩层时，上部用冲击钻配合抓斗成槽，下部复杂地层由冲击钻成槽。此工法成槽墙体连续性好，质量易于控制和检查，施工速度较快等特点，成槽质量优于上一种工法。此工法的工效主要是根据地质情况选用成槽设备组合，如一般一台抓斗配6台冲击钻综合工效约为3035m?/台班，相对于墙厚60cm的防渗墙，此工

5、法综合造价约400500元/mo3抓取法抓取法是只用抓斗挖掘地层，形成槽孔的一种防渗墙施工方法，抓取法施工时也分主孔与副孔。对于一般松软地层采用如堤防、土坝等且墙体只进入基岩强分化地层最适合抓取法，特别是采用薄型液压抓斗更能抓取30cm厚度薄墙，抓取法的成墙深度一般小于四十米，深度过深其工效显著降低，用抓取法建造的防渗墙，其墙段连方法多采用接头管法，而对于墙深度较大时，也可采用钻凿法。该工法的特点是适用于堤防、土坝性等一般松软地层，墙体连续性好，质量易于控制和检查，施工速度较快等特点。抓斗法平均工效因地质、深度、厚度、设备状况等因素有关，一般在60160m2/台班。相对于墙厚60cm的防渗墙，

6、此工法综合造价约400500元/m?,影响造价的主要因素是地质情况、深度和墙体厚度。4射水法射水法是国内80年代初期开始研究的一种防渗加固技术，现已发展到第三代机型，在垂直防渗领域大量用于堤防防渗加固处理，近几年在水库土坝坝身及坝基防渗也有应用。其主要原理是：利用灰渣泵及成槽器中的射水喷嘴形成高速泥浆液流来切割，破碎地层岩土结构，同时卷杨机带动成槽器以及整套钻杆系统作上、下往复冲击运动，加速破碎地层。反循环砂石泵将水混合渣土吸出槽孔，排入沉淀池。槽孔由一定浓度的泥浆固壁，成槽器上的下刃口切割修整槽孔壁，形成具有一定规格的槽孔。成槽后采用水砼浇筑方法在槽内抗渗材料，形成槽板，用平接技术连接而成整

7、体地下防渗墙。射水法成墙的深度已突破30m，但一般在30m以内为多。射水法成墙质量的关键是墙体的垂直度和两序槽孔接头质量，一般情况下，只要精心操作垂直度易于保证。成墙接缝多，且采用平接头方式，这是此工法有别其他工法之处，根据我公司的实践经验，只要两序槽孔长度合适，设备就位准确，保证二期槽孔施工时成槽器侧向喷嘴畅通，防渗墙的接头质量是能够保证的。射水法的特点：具有地层适应性强，工效较高，成本适中的特点，最适宜于颗粒较小的软弱地层，如在粉细砂层，於泥质粉质粘土地层中工效可达80m2/台班，在砂卵石地层工效相对较低，但普遍也能达到35m2/台班，由于在各种地层中的工效不同，材料用量也不一样，因此每平

8、方米成墙造价也不同，一般约160230元/m2。以上几种工法的原理、适用范围、特点及综合造价见下表工法钻劈法钻抓法抓取法射水法原理用冲击钻机钻凿主孔和劈打副孔形成槽孔用冲击或回转钻机先钻主孔，然后用抓斗挖掘其间畐仔L,形成槽孔用抓斗分主孔与副孔挖掘地层，形成槽孔利用灰渣泵及成槽器中的射流来切割、破碎地层岩土结构，同时卷杨机带动成槽器冲击破碎地层形成槽孔使用主要设备冲击钻机钻冲击钻（回转）机钻、液压（钢丝绳）抓斗液压（钢丝绳）抓斗射水成槽机适用范围各种地层包括地层中含有较大粒径的卵石、漂石和坚硬的基岩各种地层包括地层中含有较大粒径的卵石、漂石和坚硬的基岩松软土层、砂卵石层、基岩强分化层松软土层、

9、砂卵石层、基岩强分化层特点适应于各种复杂地层，成墙厚度在60cm以适应于各种复杂地层，成墙厚度在60cm以上，成墙地层的适应性一般，成槽质量好，施工工效高，成墙厚度在地层的适应性一般，成槽质量好，成墙厚度在25cm以上，墙厚薄，造上,成墙深度范围人；其缺点是工效相对较低，机械装备落后深度范围大，成槽质量好，施工工效咼；其缺点是造价较咼30cm以上，造价相对较低；其缺点是墙体不利于穿过较大粒径的卵石、漂石进入坚硬的基岩价较低，设备简单；其缺点是墙体不利于穿过较大粒径的卵石、漂石进入坚硬的基岩综合造价450550元/（墙厚60cm）400500元/m（墙厚60cm）400500元/m（墙厚60cm）160230元/m2（墙厚30cm）二、深层搅拌法水泥土防渗墙深层搅拌法水泥土防渗墙是利用钻搅设备将地基土水泥等固化剂搅拌均匀，使地基土固化剂之间产生一系列物理化学反应，硬凝成具有整体性、水稳定性和一定强度的水泥土。深层搅拌法包括有单头搅、双头搅、多头搅。水泥土防渗墙是深层搅拌法加固地基技术作为防渗方面的应用，这几年在堤防垂直防渗中得到大量应用，特别是为了适应和推广这一技术，已研究出适应这一技术的专用设备多头小直径深层搅拌截渗桩机。深搅法的特点是施工设备市场占有量大，施工速度快