论文部分内容阅读
【摘要】国内水利项目中各种坝型应用最多的一种就是均质土坝，但因为其建设时期的历史特殊性，很多均质土坝存在着不一样程度的设计缺点或质量问题。文章首先介绍了均质土坝的特征，之后分析了均质土坝防渗施工技术，最后对均质土坝防渗防渗施工技术应用进行了探讨。
【关键词】均质土坝除险加固；施工技术
1、均质土坝的特点
1.1优点
材料单一，使得施工流程相对简单，每一道工序之间的相互干扰较少，施工速度快，施工便利；坝体与坝基、岸坡以及混凝土建筑的接触渗径较长，因此可以实现简化防渗处理。
1.2不足
均质土坝的不足主要表现在：与其他坝型相比，坝坡相对平缓，使得填筑工程的工程量有所增加；土料在施工过程中，容易受到气候因素的影响，因此在多雨地区和严寒季节会受到很大的限制；如果水库水位下降较快，粘性土孔隙中的水分不易排出；在施工期间，由于自身的重力作用，会产生一定的孔隙压力，对坝坡的稳定性造成影响。因此，在施工中，需要切实加强质量控制工作。
2、均质土坝防渗施工技术
2.1高压喷射灌浆防渗
运用钻机钻孔，把喷射管置于孔内，因为喷射出的高压射流冲切破坏土体，同时随喷射流直入水泥浆液和被冲切土体掺搅，喷嘴上提，浆液凝固，在地基中依设计的方向、深浅、大小和构造方式以及地基联合成严紧的凝结体，有防渗的作用。其施工速度快是重要优点，比混凝土防渗墙快10～30倍的施工速度。二十世纪七十年代，因为日本引进高压旋喷灌浆法，八十年代初我国把旋喷改为定向喷射灌浆，用于病险水库坝基防渗，获得了较好的结果，快速获得了推广。高喷灌浆最初关键用于黏土层与砂土层的防渗，这几年来在砂砾层中也有很多成功应用。
2.2劈裂灌浆防渗
我国研究人员经过试验，在以前重力坝灌浆的基础上，运用土石坝中最小主应力面与坝轴线方向相同的规律，在土坝中使用劈裂灌浆，沿坝轴线布孔，运用一定压力，把坝体沿坝轴线小主应力面劈开，灌注泥浆，并让浆坝互压，最后变成（10～50）cm厚的密实、竖直、连续泥墙，以达到防渗目标。这项技术不但起到防渗作用，也加固了坝体。劈裂灌浆使用区域愈来愈广，以前标准规定坝高50m以下的均质坝与宽心墙坝，并要求在低水位实施；这几年来，渐渐发展到超过50m坝高，且高水位也能实施，还能够作劈裂堤坝基础灌浆，再窄心墙坝也能实施。
2.3冲抓套井回填粘土防渗墙
坝体冲抓套井回填粘土防渗墙是利用冲抓锥取土造井，然后用粘性土料分层回填并用夯实锤夯实，施工完成后形成粘土心墙的技术。一般井径为0.8～1.1m，每孔圆心间距0.8m，粘土防渗墙厚度0.8m。粘土防渗墙一般布置在大坝临河距大坝中轴线1m处，平行于大坝中轴线。该施工操作主要工序是造孔、回填、夯实三个环节，工艺流程为：放样布孔→架机对中→造孔→下井检查→人工清理→回填夯实→质量检查→移机料场取土→运输→土料翻晒或加水→土料存储运输。
3、工程实例应用
3.1工程概况
野角岙山塘位于新昌县七星街道五龙岙村，建于1972年，山塘集雨面积0.045km?，总容积1.1万m?，主要用途为灌溉。山塘主要建筑物由大坝、溢洪道和放水设施组成。主坝为均质土坝，坝顶长度56m，坝顶宽度10.43m，最大坝高5.2m，上游坝坡坡比约1：1.4，下游坝坡坡比约1：2.4；坝体填筑质量较差，存在渗漏问题，现状坝顶及上下游坝坡杂草丛生，迎水坡受风浪冲刷严重。溢洪道位于坝体左侧，为明渠式溢洪道，2006年进行拓宽加固。
3.2工程主要建筑物及施工要点
野角岙水库除险加固后主要建筑物由大坝、溢洪道、输水涵管三个部分组成。
根据野角岙水库的病险情况，本次防渗处理设计为：沿主坝轴线对坝体进行粘土套井回填防渗处理。本次施工，采用SJ9—95型冲抓钻机造孔，根据放样轴线成孔。造孔施工严格按照先主井后套井的顺序施工，造孔应连续作业，不得停歇，以免塌孔。打井完毕后，立即连续进行分层回填粘土夯实。套井回填粘性土防渗墙的套井直径为1.1m（其中有效厚度0.75m）套井中心距离0.8m，河床处井底高程133.46m。套井回填采用渗透系数不大于1×10-5 cm/s的粘性土料回填，填筑后压实度不小于0.95，渗透系数不大于1×10-5 cm/s。坝内输水涵管位于0+016.8桩号处，坝轴线处涵管中心高程134.91m，在大坝套井回填中要做好涵管保护：涵管中心线左右各1.5m为保护范围。
3.3套井回填粘土防渗墙施工工艺
（1）造孔
在造孔前，必须尽早将水库水位降低到要求处理的高程以下；施工顺序为：先打主井1、3号井→回填夯实后→再打套井2号井→回填→再打5号井→回填后再打4号井，以此类推，按顺序进行。造孔注意事项：钻孔要垂直，这是施工中的关键，否则会影响防渗墙的搭接和有效厚度。为防止井孔偏斜，造孔时，定位要对准中心桩，三脚架垫应保持平稳，避免钻头摆动而影响造孔质量。冲抓钻头上的4个叶片必须长短一致，而且要直，造孔到一定深度，及时检查井孔是否平整垂直，如发现井壁已歪斜，必须查明原因，及时纠正。
（2）回填
在回填土料前，应下井检查，把井底浮土、碎石清理干净，并保持无水，井内若有渗水应及时抽干。回填土料须经过试验后选定料场开采，并有专人负责，料场含水量根据天气等因素控制，一般天气干燥或风速较大时，料场含水量稍高些；在夜间和湿度较大时，应稍低些，料场含水量的控制数值与填筑含水量的差值，应通过试验确定。土料开采后要打碎，粒径一般不得大于5cm，不得掺有草皮、树根等杂物，回填铺土要均匀平整，分层填筑，每层厚度在30～50cm为益。
（3）夯实
回填土的夯实是提高土的密实度和抗渗强度的重要环节，对保证填土质量起很大作用。击实次数、每层土的厚度及夯击功能参数有关，应通过击实试验确定，如无条件做现场试验，可根据室内试验确定。深井底部要及时回填，分层铺土要均匀、平整；夯锤落距宜小，落锤要平稳，提升后自由下坠，不使钢丝绳抖动，以保证夯实密度。一般回填控制夯距2 m，夯击次数20～25次。当距顶2 m以内时，应减少单位冲量，夯距要小于2 m，以防坝顶开裂或沿孔周壅起。
3.4套井回填粘土防渗墙优缺点
实践证明，套井回填粘土防渗墙具有机械设备简单，施工简便、成本较低、坝体防渗效果较好等优点。野角岙水库施工中，使用了一台SJ9—95型冲抓钻机，套井回填工期33天，墙体每米造价为219.71元，与混凝土防渗墙相比，每米约节约投资300元。
受施工工艺及大坝宽度、水文、地质等条件，套井回填粘土防渗墙也存在一定的不足之处。首先，在大坝防渗处理中，一般适用于均质土坝及两岸坡结合部，不适用于砂性土。其次，大坝坝顶宽度小于3m时无法架设套井机具，另外，大坝与两岸坝肩交接处，由于冲抓钻头必须垂直工作，无法成功抓取两岸结合部不平整的原土，致使产生绕坝渗流的漏水隐患。套井回填防渗墙须与帷幕灌浆结合使用，才能完全解决水库坝基以及两岸结合部的漏水问题。
4、结语
因为历史因素，相当局部均质土坝是边勘测、边设计，边施工的，加之管理不善，很多大坝变成病险大坝。对存在渗漏问题的土坝，应根据当地大坝的工程现状及类型，选取经济上合理、施工速度快、防渗效果好、技术上牢靠的工程措施进行防渗处理。
参考文献：
[1]党雪梅.土石坝除险加固设计水利[J].技术监督，2010，18（5）
[2]张相会，李丽梅.小型堤坝的防渗加固技术[J].城市建设，2008（12）
【关键词】均质土坝除险加固；施工技术
1、均质土坝的特点
1.1优点
材料单一，使得施工流程相对简单，每一道工序之间的相互干扰较少，施工速度快，施工便利；坝体与坝基、岸坡以及混凝土建筑的接触渗径较长，因此可以实现简化防渗处理。
1.2不足
均质土坝的不足主要表现在：与其他坝型相比，坝坡相对平缓，使得填筑工程的工程量有所增加；土料在施工过程中，容易受到气候因素的影响，因此在多雨地区和严寒季节会受到很大的限制；如果水库水位下降较快，粘性土孔隙中的水分不易排出；在施工期间，由于自身的重力作用，会产生一定的孔隙压力，对坝坡的稳定性造成影响。因此，在施工中，需要切实加强质量控制工作。
2、均质土坝防渗施工技术
2.1高压喷射灌浆防渗
运用钻机钻孔，把喷射管置于孔内，因为喷射出的高压射流冲切破坏土体，同时随喷射流直入水泥浆液和被冲切土体掺搅，喷嘴上提，浆液凝固，在地基中依设计的方向、深浅、大小和构造方式以及地基联合成严紧的凝结体，有防渗的作用。其施工速度快是重要优点，比混凝土防渗墙快10～30倍的施工速度。二十世纪七十年代，因为日本引进高压旋喷灌浆法，八十年代初我国把旋喷改为定向喷射灌浆，用于病险水库坝基防渗，获得了较好的结果，快速获得了推广。高喷灌浆最初关键用于黏土层与砂土层的防渗，这几年来在砂砾层中也有很多成功应用。
2.2劈裂灌浆防渗
我国研究人员经过试验，在以前重力坝灌浆的基础上，运用土石坝中最小主应力面与坝轴线方向相同的规律，在土坝中使用劈裂灌浆，沿坝轴线布孔，运用一定压力，把坝体沿坝轴线小主应力面劈开，灌注泥浆，并让浆坝互压，最后变成（10～50）cm厚的密实、竖直、连续泥墙，以达到防渗目标。这项技术不但起到防渗作用，也加固了坝体。劈裂灌浆使用区域愈来愈广，以前标准规定坝高50m以下的均质坝与宽心墙坝，并要求在低水位实施；这几年来，渐渐发展到超过50m坝高，且高水位也能实施，还能够作劈裂堤坝基础灌浆，再窄心墙坝也能实施。
2.3冲抓套井回填粘土防渗墙
坝体冲抓套井回填粘土防渗墙是利用冲抓锥取土造井，然后用粘性土料分层回填并用夯实锤夯实，施工完成后形成粘土心墙的技术。一般井径为0.8～1.1m，每孔圆心间距0.8m，粘土防渗墙厚度0.8m。粘土防渗墙一般布置在大坝临河距大坝中轴线1m处，平行于大坝中轴线。该施工操作主要工序是造孔、回填、夯实三个环节，工艺流程为：放样布孔→架机对中→造孔→下井检查→人工清理→回填夯实→质量检查→移机料场取土→运输→土料翻晒或加水→土料存储运输。
3、工程实例应用
3.1工程概况
野角岙山塘位于新昌县七星街道五龙岙村，建于1972年，山塘集雨面积0.045km?，总容积1.1万m?，主要用途为灌溉。山塘主要建筑物由大坝、溢洪道和放水设施组成。主坝为均质土坝，坝顶长度56m，坝顶宽度10.43m，最大坝高5.2m，上游坝坡坡比约1：1.4，下游坝坡坡比约1：2.4；坝体填筑质量较差，存在渗漏问题，现状坝顶及上下游坝坡杂草丛生，迎水坡受风浪冲刷严重。溢洪道位于坝体左侧，为明渠式溢洪道，2006年进行拓宽加固。
3.2工程主要建筑物及施工要点
野角岙水库除险加固后主要建筑物由大坝、溢洪道、输水涵管三个部分组成。
根据野角岙水库的病险情况，本次防渗处理设计为：沿主坝轴线对坝体进行粘土套井回填防渗处理。本次施工，采用SJ9—95型冲抓钻机造孔，根据放样轴线成孔。造孔施工严格按照先主井后套井的顺序施工，造孔应连续作业，不得停歇，以免塌孔。打井完毕后，立即连续进行分层回填粘土夯实。套井回填粘性土防渗墙的套井直径为1.1m（其中有效厚度0.75m）套井中心距离0.8m，河床处井底高程133.46m。套井回填采用渗透系数不大于1×10-5 cm/s的粘性土料回填，填筑后压实度不小于0.95，渗透系数不大于1×10-5 cm/s。坝内输水涵管位于0+016.8桩号处，坝轴线处涵管中心高程134.91m，在大坝套井回填中要做好涵管保护：涵管中心线左右各1.5m为保护范围。
3.3套井回填粘土防渗墙施工工艺
（1）造孔
在造孔前，必须尽早将水库水位降低到要求处理的高程以下；施工顺序为：先打主井1、3号井→回填夯实后→再打套井2号井→回填→再打5号井→回填后再打4号井，以此类推，按顺序进行。造孔注意事项：钻孔要垂直，这是施工中的关键，否则会影响防渗墙的搭接和有效厚度。为防止井孔偏斜，造孔时，定位要对准中心桩，三脚架垫应保持平稳，避免钻头摆动而影响造孔质量。冲抓钻头上的4个叶片必须长短一致，而且要直，造孔到一定深度，及时检查井孔是否平整垂直，如发现井壁已歪斜，必须查明原因，及时纠正。
（2）回填
在回填土料前，应下井检查，把井底浮土、碎石清理干净，并保持无水，井内若有渗水应及时抽干。回填土料须经过试验后选定料场开采，并有专人负责，料场含水量根据天气等因素控制，一般天气干燥或风速较大时，料场含水量稍高些；在夜间和湿度较大时，应稍低些，料场含水量的控制数值与填筑含水量的差值，应通过试验确定。土料开采后要打碎，粒径一般不得大于5cm，不得掺有草皮、树根等杂物，回填铺土要均匀平整，分层填筑，每层厚度在30～50cm为益。
（3）夯实
回填土的夯实是提高土的密实度和抗渗强度的重要环节，对保证填土质量起很大作用。击实次数、每层土的厚度及夯击功能参数有关，应通过击实试验确定，如无条件做现场试验，可根据室内试验确定。深井底部要及时回填，分层铺土要均匀、平整；夯锤落距宜小，落锤要平稳，提升后自由下坠，不使钢丝绳抖动，以保证夯实密度。一般回填控制夯距2 m，夯击次数20～25次。当距顶2 m以内时，应减少单位冲量，夯距要小于2 m，以防坝顶开裂或沿孔周壅起。
3.4套井回填粘土防渗墙优缺点
实践证明，套井回填粘土防渗墙具有机械设备简单，施工简便、成本较低、坝体防渗效果较好等优点。野角岙水库施工中，使用了一台SJ9—95型冲抓钻机，套井回填工期33天，墙体每米造价为219.71元，与混凝土防渗墙相比，每米约节约投资300元。
受施工工艺及大坝宽度、水文、地质等条件，套井回填粘土防渗墙也存在一定的不足之处。首先，在大坝防渗处理中，一般适用于均质土坝及两岸坡结合部，不适用于砂性土。其次，大坝坝顶宽度小于3m时无法架设套井机具，另外，大坝与两岸坝肩交接处，由于冲抓钻头必须垂直工作，无法成功抓取两岸结合部不平整的原土，致使产生绕坝渗流的漏水隐患。套井回填防渗墙须与帷幕灌浆结合使用，才能完全解决水库坝基以及两岸结合部的漏水问题。
4、结语
因为历史因素，相当局部均质土坝是边勘测、边设计，边施工的，加之管理不善，很多大坝变成病险大坝。对存在渗漏问题的土坝，应根据当地大坝的工程现状及类型，选取经济上合理、施工速度快、防渗效果好、技术上牢靠的工程措施进行防渗处理。
参考文献：
[1]党雪梅.土石坝除险加固设计水利[J].技术监督，2010，18（5）
[2]张相会，李丽梅.小型堤坝的防渗加固技术[J].城市建设，2008（12）