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浅谈水利堤防工程中利用射水法造砼防渗墙

摘要:水利堤防工程通常都是需要一个相对漫长的时间历程,其堤基与堤身的实际环境均较复杂,随着时间的推移,通常存在一定的安全隐患。本文针对水利提防工程中,使用较为常见的射水造墙法进行了深入的探讨,详细分析了该施工技术的基本原理、应用范围、具体的工艺顺序、质量控制以及一些特殊情况的处理措施等。对该工艺技术的实际工程应用具有积极的推动作用。
关键字:射水法;堤防工程;防渗墙;工程应用;处理措施
0 引言
    水利堤防工程通常都是需要一个相对漫长的时间历程,其堤基与堤身的实际环境均较复杂,随着时间的推移,通常存在一定的安全隐患。一般情况下,水利的防堤大都修建在覆盖层之上,而水利险段通常是外滩较窄的堤段,当水位处于较高水平,逐渐形成了漫滩,在堤坝的背后部则会发现管涌以及散浸等情况,更为甚者,则会形成渗水通道。本文以东南地区某水库的库区堤防为实例,详细分析射水法造砼防渗墙在水利提防工程中的具体应用。该水库的覆盖层属于全新统的冲击层;堤基则是采用二元结构,不同的是,堤基存在具有一定透水性的砂性土层,而当水库的水位超过该砂性土层以后,水则会由该砂性土层以后向堤脚处逐渐逸出。同时因为砂性土层的渗透比降值一般不大,于是由于渗透压力的原因,砂性土层则会出现渗透形变,在外表现为冒水翻砂、散浸以及土层隆起邓现象。近几年,就水利工程中,堤防防渗墙的施工技术等得到极大的发展,而采用射水法技术来修建渗墙工艺技术得到较为广泛的推广,同时也是目前应用得较为成熟的施工技术。本文从该施工技术的基本原理、应用范围、具体的工艺顺序、质量控制以及一些特殊情况的处理措施等进行讨论,为射水施工法在水利堤防工程中的应用提供详细的参考资料。
1 基本原理
射水造墙技术是采用水泵或者其他成型装置中的射水机构,从而形成了高压力较高的泥浆水,以射流的方式来破坏土层结构,从而使得水与土的混合泥砂逐渐地溢出,并借助于基于卷扬机操纵的成型装置,连续地上下往复冲击土层,使得土层被再次破坏,然后再对孔壁进行切割修整,从而得到标准的断面槽孔,最后在采用具有一定浓度的水泥砂浆来对墙壁进行固定。土层被泥浆水破坏时所形成的土、水以及砂邓的混合体,则是由砂砾泵将其从槽孔中抽出,排放到泥浆池,并逐渐进行沉淀;而所沉淀以后的泥浆水则是以循环的形式供给予射流泵,形成高压射流。在槽孔完成以后,将灌注导管放入其中,并将以设计配比的混凝土经过该灌注导管来进行浇注,下砼;并逐渐将灌注导管的高度提升,直到所灌注的混凝土平面高度满足设计所需要的防渗墙高度方可停止。最后在借助于平接技术来实现接缝,形成连续的、具有设计厚度的防渗体。
2 应用范围
    在水利提防工程中,射水造墙技术主要应用在3中情况:a. 冲积层或者洪积层,土粒半径<2.5cm,墙深约为20米;b. 残积层,土粒半径<3cm,墙深约为25米;c.人工填土,土粒半径<3cm,墙深约为20米。实际应用表明,射水造墙施工工艺在3种常见的土层中适用:a.砂类土;b.粘性土;c.黄土,效果均较佳。而在这4种土层中:a.砾石;b.碎块石;c 腐殖质土中的施工质量较差。在松散土层或者淤泥土层中施工,因淤泥土层严重的流塑性,在施工槽孔过程中,极易产生缩孔现象;而对于松散土层,在施工槽孔过程中,则常常发生垮孔或者孔壁坍塌等现象。因而在造孔过程中,必须严格保证泥浆固壁的质量,而在地下水的水流速度快,水泥砂浆在槽孔中难以凝固的情况下,容易发生地层塌陷,同时水泥砂浆对地基的侵蚀效果明显,都不能采用射水造墙技术。
3 射水造墙技术的工艺流程
4 质量检查
4.1检查施工工序
     施工工序的检查工作主要针对5个方面:a.检查槽孔成型质量;b.检查水泥砂浆的配制以及其使用过程;c.检查清孔换浆质量;d.检查导管埋设质量;e.检查砼拌制和浇注质量。
4.2 检查墙体质量
    由于在水下进行浇、筑、砼过程中,其强度比在地面上进行同种施工时的增速要缓慢得多,于是墙身质量的检测则在墙体成形以后1各月再进行,如果不这样,采用钻孔取芯过程中,其取芯率会十分低,也不能真实反映实际的墙体质量,具体的墙体质量检查方法为:
    a.采用开挖探槽的检查方法:用于检测施工墙体的均匀性、墙体的连续性、墙体的完整性、有可能潜在的缺陷,以及墙段的接缝质量等方面。
    b.采用墙体钻孔取芯的检查方法:利用取出来的墙体岩芯来实现墙体整体性的探究,从而作为判断墙体内是否存在断墙、是否大范围夹泥、墙体施工材料的均匀性等方面,同时也可以分析墙体的物理性能等。
c.采用室内试验的检查方法:在施工时,对混凝土进行随机采样,并将其制成试验块,等过一定的试验时间以后,在室内对其抗渗、抗压等方面的性能进行试验。
5 特殊情况的处理措施
本文主要就6种特殊情况的处理措施进行探究:
a. 在造孔时,若土层出现大范围漏浆的情况,必须及时进行堵漏,情况严重时,可以回填槽孔;若出现塌垮孔以及槽孔的孔壁垂直度不足时,需要将孔内的水泥砂浆抽净,并重新造孔。
b.在浇筑混凝土的时候,若发生导管堵塞或者漏浆等情况时,可以采用两种方法: 1.将导管完全拔出,洗净,并将导管内的水泥砂浆抽净,重新进行浇筑;2.在进行混凝土浇筑之前,需要检查混凝土面的高度以及导管的长度。
c. 若在浇筑混凝土时出现质量差的现象,可采用三种措施解决:1.成型器重新敷设,将已浇注的混凝土完全凿除,重新进行浇筑;2.与设计师进行协商,经同意以后,可以在待处理的墙段,进行补贴处理;3.在土层具有良好的可灌性的情况下,可以在待处理的墙段伤,采用高压喷射灌浆的方法来进行弥补。
d.若遇到夹卵漂石或者块石等土层情况复杂时的解决措施常见的有4种:1.在成型装置的底刃安装弹簧钢板、金钢齿或者螺纹钢齿等,从而使得成型装置加重以及增强,从而提高其冲击破碎块石性能,增强其导向性;2.提供水泥砂浆的比重及其粘度,并使槽壁侧压力得以平衡,缩减射流压力,从而确保槽壁稳定;3.改进反循环通道,在反循环通道上,添加钢板,用于将直径较大的块石拦截,提升反循环通道上的弯曲半径,缩减弯头;4. 精心操作,经常检查设备状态以及造槽情况,将设备故障快速排除,从而确保系统的正常运行。
e.若遇到老化粘土时,通常需要深入到透水性较差的土层,在透水性较差的土层,其土质较坚韧、致密,于是在造槽时,进尺缓慢,可以借助于将长钢齿焊接于成型装置上,若条件允许,还可以将长钢齿做成倒刺形状,实际应用表明,其效果较佳。
f.若遇到松软砂层,或者是防止堤身破裂的施工时,提升高压水泥砂浆的射流速度,其进尺速度也相应较快,然后再撤出成形装置以后,槽孔质量通常较差。在这种情况下,需要减小水泥砂浆的射流强度,提升水泥砂浆的粘度以及其。此外,还可以降低成型装置的冲击行程,使施工过程中的操作平稳,尽可能地使成型装置的机身震动降低,并补浆及时,使得造孔以及浇筑工序快速完成。
6 结论 
    在水利提防工程中,借助于射水法防渗墙可以对一些危险工段进行处理,对管涌、渗漏和一些填筑质量差的堤坝进行加固整理等十分有效。而在一些具有较大石块的土层或者砌石涵洞等情况下,由于射水造墙技术难以实现成孔,其槽孔的垂直度也无法得到保证,则可以利用诸如高喷灌浆等方法来进行弥补。同时,采用射水造墙法较其他一些先用的防渗墙施工技术来讲,其工程耗资要少,因而在一些土层透水性较差、待修建或改造的防渗墙面积大等的水利提防防渗工程中,其得到极其普遍的应用。

 

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