吳振順 廣東華隧建設(shè)集團(tuán)股份有限公司
近幾年水利工程在我國飛速發(fā)展,相關(guān)的水利工程項(xiàng)目數(shù)量也在不斷擴(kuò)增,壩體結(jié)構(gòu)樣式也是多種多樣,為我國抗洪減災(zāi)提供了最堅(jiān)固的后盾保障。但是水利工程長期使用后,難免牢固性會降低,不能夠發(fā)揮有效的保障作用,這個時候我們必須通過加固技術(shù)去加固水利堤防,延長水利堤防的使用壽命。
灌漿技術(shù)是結(jié)合壓力把已經(jīng)凝固的混凝土靜壓輸入巖土空隙或工程裂縫中,提高水利工程的牢固性,強(qiáng)化其物理性能。灌漿技術(shù)的優(yōu)勢在于通過適當(dāng)?shù)膲毫ψ対{液輸入到堤防空隙中能夠避免中途受到不同阻力的影響,使得漿體能夠有效的進(jìn)入到裂縫中,與裂縫完全貼合。在輸送過程中,漿液隨著不斷深入受到的壓力也會不斷增加,吸漿量和漿液擴(kuò)散的距離也在不斷增大,這就是工程中常提到的滲入性灌漿。灌漿常用的原材料有水泥漿、水泥砂漿、水泥黏土漿等,目前水利堤防中常用水泥黏土漿加固構(gòu)筑物。
高壓噴射技術(shù)是利用鉆孔機(jī)對水利工程進(jìn)行鉆孔,鉆孔深度達(dá)到設(shè)計(jì)方案要求后就可采用高壓泥漿泵輸送漿體。輸送漿體主要通過鉆桿的桿端部位的噴嘴對土體進(jìn)行高壓噴射固化處理,為了確保高壓射流能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求,在噴射過程中,我們要勻速提升鉆桿,保證高壓噴射的漿液能夠快速凝固以確保堤防達(dá)到良好的防滲效果。
排水固結(jié)技術(shù)是利用軟黏土地基的特性,軟黏土隨著空隙中的水分流出,黏土本身的孔隙比降低后地基就會出現(xiàn)凝結(jié)變形,凝結(jié)后再通過降低超靜水壓力從而提高土的有效應(yīng)力。通過排水、超靜水壓力工序之后,地基土的強(qiáng)度會隨之增強(qiáng)。排水固結(jié)法能夠有效改善黏土地基下沉的問題,通過排水系統(tǒng)與加壓系統(tǒng)的參與還能夠增加地層的透水性。
某堤防由于所處的地理位置導(dǎo)致長期浸泡在洪水中,再加上附近挖沙船作業(yè),導(dǎo)致堤防所在的河床基礎(chǔ)變薄,堤防多處有漏水、滲水的情況,其中某段按照20年一遇大洪水的標(biāo)準(zhǔn)建筑堤壩。經(jīng)過長時間的雨水或洪水沖刷、浸泡,該堤防高水位處在工作時可能會出現(xiàn)滲透的情況,這會影響到堤防整體的安全,所以必須采取防滲加固技術(shù)對堤防進(jìn)行加固。
根據(jù)該地區(qū)的地貌特征我們可以確定堤壩所處區(qū)域上部為中粗砂、黏土,下部為軟礫石、土層,堆積物中的卵石比較多且顆粒直徑較大,這些卵石可作為良好的透水層。通過分析我們可以確定堤防覆蓋層為中粗砂夾礫石層,下部基巖為白石質(zhì)灰?guī)r,局部斷層夾礫石,所以可以采用高壓噴射灌漿技術(shù)進(jìn)行防滲加固。
為了能夠達(dá)到堤防的要求,在進(jìn)行堤防工程防滲加固技術(shù)時必須要時刻遵守基本原則。例如使用灌漿、防滲墻降低浸潤線,利用防滑磚穩(wěn)定堤壩,提高堤壩的的抗滑系數(shù)。
在處理滑坡時,要先對滑坡形成的原因進(jìn)行分析,提高土體的強(qiáng)度。另外,為了增強(qiáng)堤身的質(zhì)量還需考慮適當(dāng)加入土工布等合成材料,利用土工膜這類復(fù)合材料的防滲性間接提高土體的穩(wěn)定。對于壩基的滲漏可以對堤壩進(jìn)行分區(qū)處理,上游區(qū)域采用“鋪、截、堵”,下游區(qū)域采用“導(dǎo)、減、排”,通過修建防滲墻、帷幕灌漿減小滲漏量,并修建導(dǎo)滲反濾體、減壓井等方式降低揚(yáng)壓力。
在進(jìn)行劈裂式帷幕灌漿時,要重點(diǎn)注意堤防的防滲效果,鉆孔工作也要根據(jù)堤防的內(nèi)部情況進(jìn)行孔徑的確定。在直線布孔時,要利用低壓速凝式灌漿法進(jìn)行高危水位的管涌的堵塞,確保堤身的綜合應(yīng)用效益的提升,以滿足當(dāng)下工作的需要。在該模塊的應(yīng)用過程中,它可根據(jù)管涌所處位置的地質(zhì)情況分別采用30型鉆機(jī)或50型鉆機(jī)鉆孔,然后先向孔內(nèi)注入浸水后即膨脹的物質(zhì),再以小于49kPa的壓力徐徐向孔內(nèi)灌入加進(jìn)速凝劑水玻璃的水泥漿。注入膨脹物質(zhì)是為了加大管涌內(nèi)阻力,減慢管涌內(nèi)水流速度,防止水泥漿隨水流出。
高壓填充式灌漿法使用過程中,首先要保證堤防本身的牢固性,保證堤防溶洞等洞口已經(jīng)填充完畢。在進(jìn)行基礎(chǔ)灌漿時,要著重關(guān)注工程鉆機(jī)的應(yīng)用,掌握好孔深的控制,保證灌漿壓力在同一壓力值上,并時刻保證堤防的干燥性,為灌漿做好防護(hù)工作,以確保灌漿工作能夠順利開展。高壓填充式灌漿法主要用于治理因?yàn)橄忍旎A(chǔ)不牢固引起的滲漏,通過對基礎(chǔ)砂礫層灌入水泥漿,保證堤防的防滲漏性。灌漿過程中,如果遇到蟻穴、溶洞時,在填充過程中,灌漿用30型鉆機(jī)先在蟻穴或溶洞周圍布孔灌入泥漿,形成包圍圈,然后進(jìn)行填充,直至填滿為止。
在進(jìn)行灌漿加固時,要注意防滲體的形成模式,要能夠意識到防滲體對堤防壩體的重力的影響。例如要在大壩的上游對其進(jìn)行固結(jié)工作,對漏洞及縫隙進(jìn)行填補(bǔ),增強(qiáng)堤防的防滲性與承載力,延長堤防壩體的使用壽命。
在下游建設(shè)過程中,要對固結(jié)灌漿進(jìn)行追蹤,已經(jīng)鋪設(shè)、埋好的漿管要及時進(jìn)行灌漿,堵塞漏水的區(qū)域以及堤壩內(nèi)的空隙、裂縫,加固壩體,并增加壩面的穩(wěn)固性,保證堤壩能夠長時間抵抗流水的沖刷。在采用固結(jié)灌漿施工時,要保證壩前無水,另外,固結(jié)灌漿僅適用于進(jìn)行揚(yáng)壓力以及設(shè)排水孔時進(jìn)行。
防滲加固技術(shù)中,防滲帷幕造墻也是關(guān)鍵點(diǎn),以下是常用的防滲帷幕造墻施工關(guān)鍵點(diǎn)。
組合鉆機(jī)開槽法、射水開槽法、多頭小直徑深層攪拌樁的使用都必須注意垂直度。垂直度的角度會直接影響到防滲墻在堤防內(nèi)與墻體軸線的貼合程度,所以在施工期間我們要注意孔斜率、軸線偏差,這些規(guī)格必須嚴(yán)格按照操作規(guī)范進(jìn)行,施工中一旦發(fā)現(xiàn)偏差要第一時間進(jìn)行糾偏,保證防滲墻體在同一軸線上,避免出現(xiàn)斷墻或與墻體底部銜接不嚴(yán)的情況,影響整座防滲幕墻的防滲效果。
堤防中,混凝土墻體與墻體之間的銜接必須要進(jìn)行清洗,保證銜接處沒有夾雜水泥或其他碎屑物,保證無縫銜接。墻體與墻體平行相接時,搭接長度保持在2米內(nèi)最為適宜。如果銜接后因?yàn)榉忾]不嚴(yán)導(dǎo)致出現(xiàn)滲透通道,我們可以用鉆機(jī)鉆孔現(xiàn)澆混凝土的方法將滲漏處進(jìn)行填補(bǔ)。
防滲墻施工期間因?yàn)樾枰揽磕酀{護(hù)壁,一旦護(hù)壁土層中含有粉砂層、桔料層,就會出現(xiàn)擴(kuò)孔或塌孔的情況。這個時候需要控制護(hù)壁的泥漿濃度,可以適當(dāng)在泥漿中增加膨潤土;還可以加密隔離體,增加護(hù)壁的支撐力。
多頭小直徑攪拌樁的鉆進(jìn)與提升直接與防滲帷幕的寬度、強(qiáng)度以及抗?jié)B性有關(guān),是通過水泥漿利用高壓輸漿系統(tǒng)與土體攪拌而形成的防滲墻。所以,在施工時,機(jī)械的應(yīng)用必須嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行,相關(guān)的記錄也要做好備案,加強(qiáng)對機(jī)械工作的監(jiān)督。
綜上所述不難看出,防滲加固技術(shù)在水利堤壩工程建設(shè)中是非常重要的,實(shí)現(xiàn)防滲加固技術(shù)能夠提高水利工程的應(yīng)用效果,減少人力資源以及材料資源的浪費(fèi),加大堤防對河流沖擊的承受力度,促進(jìn)我國的水利工程發(fā)展。