塑性混凝土防渗墙在土坝防渗加固中的有效运用分析.pdf
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1、理 论研 究 水利技术监督 2 0 1 5年第 6期 D OI :1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 8 1 3 0 5 2 0 1 5 0 6 0 2 4 塑性混凝 土防渗墙在 土坝 防渗加 固中的有效运用分析 崔 丽娜 ( 山西朔州 市水 务局 ,山西 朔州 0 3 6 0 0 2 ) 摘要 :塑性混凝土 防渗墙在 水利 工程 中的使 用非常普遍 ,文章结合 目前塑性混凝土 防渗墙 的特 点和 土坝易渗漏 的 原 因,对其在 中型 土坝 中的施 工工艺进行 分析 和探 讨。 关键 词 :塑性混凝土 ;防渗墙 ;土坝 防渗加 固 中图分类号 :T V 5 4 3 8 文献
2、标识码 :B 文章编号 :1 0 0 8 1 3 0 5 ( 2 0 1 5 ) 0 6 0 0 6 3 0 3 经 过多 年 的实践 证 实 ,塑 性混 凝 土 防渗 墙作 为 一 种防渗结构 ,具有既经济又安全 的特性。因为在 塑性混凝土防渗墙施工中,由膨润土和粘土取代 了 其他防渗墙体中的普通混凝土 ,保证工程质量的同 时有效地降低了成本 ,所以在水库土坝中的运用较 为广泛。在施工过程中,结合塑性混凝土的优越性 能 ,利用先进 的工艺和技术 ,可以使防渗墙起到很 好的防渗加固作用 。 1 塑性混凝土 防渗墙 的特点 塑性混凝土防渗墙就是利用造槽机械设备生产 防渗工程中所需要的槽 ,在槽孔
3、的中心实施混凝土 浇筑形成的防渗墙。它克服了刚性防水墙的部分缺 点 ,相对于普 通混凝土 防渗墙及其他 防渗墙来 说 ,有着 十分 明显 的特 点和 优点 。 ( 1 ) 墙体 极限应 变性能的加大 ( 大约是普通 混 凝土的 2 4倍) 可以减小正常荷载或者地震荷载中 的应力 ,防渗墙 的安全性能得到很大的提高。 ( 2 ) 塑性混凝土与普通混凝土相比,稳定性更高、 极 限应变更大 、抗渗性能更佳 ,方便工程 的施工。 ( 3 ) 塑性混凝土的弹性模量和土体本身相差不 大 ,能够适应土体的变形。( 4 ) 塑性混凝土 的耐久 性好 。其渗透系数在 1 0 一1 0 。 e m s ,破坏坡
4、降 能够 达 到 5 0 0 ,防渗 性能 十分 优越 。 ( 5 ) 塑 性 混 凝 土 在 实 际 运 用 中 水 泥 的 消 耗 量 少 ,能够很大程度地节约经济成本。 2土坝容 易渗 漏的原因 2 1 坝体原因 ( 1 ) 前期填筑时没有对坝体实施碾压或者没有 压 紧 ,土体 出现疏 松 ,致使 坝体 部分 土 区 的坡 降下 降 ,水量过剩导致坝体被侵蚀状况。 ( 2 ) 坝体受到老鼠等生物在其中筑巢 、打洞 的 侵害 ,致使坝体内部 出现集中渗流 ,部分坝体成为 渗流 区域 。 ( 3 ) 坝体土样过于或者容重低 ,坝体填筑土 的 渗透 系数过 高 ,不满 足相 关规 范 和要求
5、。 ( 4 ) 土坝设计及对洪水进行校核时 ,渗流量过 大 ,浸润线下游的逸出点偏高 ,安全系数变低 ,不 能 满足 相关 规范 的要 求 ,容易 发生 渗漏 。 2 2防渗措 施不 完善 ( 1 ) 坝基 位置 可 能存 在 天然 的断 层 破 碎带 ,或 者基岩节理裂隙呈现发育 ,但是没有进行灌浆和加 固处理 ,坝体与坝基之间的防渗体系不完整 ,使漏 水 通道 容易 被破 坏 。 ( 2 ) 大多数 的土坝坝基会存在天然覆盖层 ,本 身的透水性较强 ,没有对其进行防渗处理或者防渗 措施不完善。渗流水体经过透水层 ,再从下游坝脚 以及坝脚的薄弱位置逸 出,造成安全系数下降,甚 至出现坝体沼泽
6、化 、流土的危 险状况。 ( 3 ) 穿坝涵 管连接坝体的地方 没有实施止水 , 施工 回填土以及夯实处理较差 ,水 由裂隙沿着管壁 的薄弱位置渗漏 ,出现渗水通道。 3 塑性混凝土 防渗墙 的设计 大坝加 固防渗处理方案 :坝体使用塑性混凝土 的防渗墙结构 ,坝基使用帷幕灌浆 的方式。帷幕灌 浆的深度需要深入到坝基岩体 5 L u线 以下。在河床 作者简介 :崔丽娜( 1 9 8 2年一 ) ,女 ,工程 师。 6 3 2 0 1 5年第 6期 水利技术监督 理 论研 究 段使用悬挂式帷幕处理 ,深度采用最大坝高。帷幕 灌浆设置先导孔用于对灌浆的设计参数进行优化调 整 ,分三序孔进行灌浆 ,
7、按照孑 L 距 由疏到密的顺序 进行 。 3 1 防渗墙的布置 在 中型土坝 的加 固除 险施工 中 ,根 据土 坝运 行 的实际施工工序和所处的环境 ,结合 防渗墙的施工 平台布置。其轴线一般布置在坝顶范围之内,且与 坝轴线平行。墙顶的高度必须保证不能低于校核的 洪水位置 ,高于设计洪水位0 3 0 6 m以上。防渗 墙墙底穿过坝基风化覆盖层 ,紧贴基岩界面,防止 漏水 和渗 流 的发生 。 3 2 墙顶 施工 平台 的布置 凿孔是土坝加固除险工程 中的必要工序 ,在防 渗墙的布置中,一般使用钻机实施这道工序 。由 于在中型土坝的建设中,所需槽孔的宽度较长 ,且 施工机械设备为大型设备 ,所
8、 以为满足设备安放和 通行的施工需求 ,墙 顶需要设置上下 游的施工平 台 。施 工平 台的交 通组 织施 工 中设 备 机 械较 大 ,要 满足如冲击机、相关吊机等机械的通行 ,上下游平 台设置时应 大于 7 0 m,以满足挖掘设备和运输车 辆 的通 行 。平 台顶 面需 要设 置厚 度约 0 20 3 m 的 泥结砂砾承重层 ,以保护平台下的坝体 以及满足通 车需要。在上部坝体实施填筑之前 ,必须对该承重 层 予 以清除 。 3 3 确定 墙体 厚度 根据抗渗性和耐久性的需求不同,计算墙体厚 度有不同的方式。 ( 1 ) 抗 渗 性 。 塑 性 混 凝 土 的 抗 渗 性 能 在 n 1
9、0 n1 0 c m s 之 间发 生 变 化 ,其 中少数 昆凝 土抗渗性能达到 1 0 c m s 。在实际水利水 电工程 中,承压水头低 于 7 0 m时 ,渗漏 系数控制 在 n x 1 0 n x 1 0 。c m s之 间 , 当 承 压 水 头 高 于 7 0 m 时,渗漏系数在 n1 0c m s 。 ( 2 ) 耐久 性 。防 渗墙 在 压 力 的不 断作 用 下 ,耐 久 性 的程度 取 决 于物 理 侵 蚀 和化 学 溶 蚀 的 程 度 。 其 中物理侵蚀主要是指机械力的侵蚀 。因为水力坡 降对侵蚀破坏的程度有重大影响,所 以防渗墙的厚 度计算需要根据水利坡降的水力梯度进
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