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【摘要】现代水利工程建设中，除了要建设一批新的水利工程以外，更多的是对现有的水利工程进行改造和加固，以提升其整体质量，延长其服役期限。其中水利工程堤防工程对于保证水利工程正常运行来讲有着重要意义，若其出现了渗漏或不稳定现象，则属于重点病险，需要尽快进行加固处理。现本文以某工程为例，来介绍一种简便易行且加固效果良好的施工技术——真空预压固结排水法，以供同类工程参考借鉴。
【关键词】真空预压；固结排水；软基加固
所谓真空预压固结排水法，就是为了能够增大加固主体的整体性和内部粘结性，对其进行覆膜处理后再进行抽气处理，使得膜层覆盖下的气体排出，增大膜下的压强，从而使其中的黏土层在固结应力的作用下更好的粘结在一起。这种加固方法可以有效的提高地基土层的密实度，从而达到很好的加固效果。该技术是在近年来被研发出来的，目前已经被广泛应用在各个建设工程领域，尤其在水利工程提防加固领域有很好的应用效果。以下本文以工程实例来详细探讨其具体的应用。
一、工程概况
某水利工程的堤坝位于软土地基上，尤其是堤坝的上下游交界处的地基更为软弱，在长期的运行使用中，该堤坝的抗压能力和强度都大大降低，存在一定的安全隐患。为了保证堤坝的安全稳定工作，必须要尽快对其进行加固处理。在本工程中，技术人员决定采用真空预压固结排水法来实现堤坝加固，重点的施工范围包括堤坝上下游的护坦、护底和砌石部位等一共8个加固区域。
二、真空预压固结排水法施工工艺
在具体的施工中，首先要进行场地平整和放线定位，然后就可以利用真空抽水设备进行真空预压固结排水施工来进行加固。具体的施工技术要点有以下几点：
1、场地平整
由于本工程的堤防已经运行多年，需要加固的部位有很多地方都不够平整，这不利于真空抽水施工的进行。为此施工前首先要进行场地平整。包括对施工部位及其周边部位的平整。当然，在不同的加固部位，多需要使用的平整技术方法和要求是有很大不同的。例如在斜坡护坦的平整上，就不要求水平方向上的平整度，而要求坡面的平整。总的来讲，场地平整完工后要求无论是平面还是斜面都应该保持相应的平整度。以便于覆膜和抽压施工。在平整完场地后，还需要在表面覆盖一层素土，以满足承重需要。一般多采用30cm厚的砂垫层作为该层素土。所有场地处理完工后，要保证其高差不超过5cm。
2、放线定位
场地平整完成之后，就可以进行放线以确定施工位置。在放线过程中，一定要严格按照设计方案和施工图纸的要求进行测量和放线。首先要利用专业的测量仪器测定出排水板、集水井、管网的施工位置并进行相应的标记。在放线定位的过程中，要注意塑料排水板的宽度应该与真空管网保持平行。
3、真空抽水设备的安装
当所有准备工作完成之后，就可以进行真空抽水设备的安装和加固施工。其中最关键的是要完成真空集水井、井上真空系统和真空机械系统的安装，其决定着真空预压固结排水的施工效果。
（1）真空集水井。真空集水井通常是使用预制钢结构来制造而成，在施工现场的每个加固单元都必须要设置一个相应的真空集水管。施工现场的真空集水井在完成平铺之后，其水平的管道应当在开始进行铺设之前就进行安装施工。并且其干管在进行安装的过程中，衔接位置应当使用橡胶软管来进行连接，从而达到密封的目的。（2）井上真空系统。井上真空系统包括真空泵、配电控制柜、真空缓冲罐、管道泵、控制阀、真空表、管道及计量仪表等配套设备。真空泵采用5.5Kw的往复式真空泵。每个真空集水井均配备2台真空泵和1台管道泵。真空泵安装在固定的平台上，潜水泵与集水井连接。水平管网施工完成后，就要开始安装井上真空系统。真空泵通过耐压软管与缓冲罐连接，缓冲罐与真空井之间也通过耐压软管连接。其它设备的安装按常规方法施工。（3）真空机械系统。真空机械系统包括往往复式真空泵及其附属设备。每台真空泵与水气分离系统通过胶管相连接。
4、铺设真空膜
在水平管网系统完成后，即可以铺设真空膜。真空膜采用14丝的PVC薄膜三层。铺设密封膜之前，把出膜弯管与真空滤管连接好，出口压盘与地层表面齐平，并放好下橡胶垫圈；铺设时顺风向伸展，加固区四周余留量基本—致；施工人员穿软底鞋上膜，严禁穿带钉鞋上膜；封膜铺设层数满足设计要求，每铺一层均由专人检查，若有孔洞，及时粘补；在密封沟内侧把膜铺平，薄膜过长时，可将其折于沟底，不可外铺于外侧坡上。
5、真空负压操作
密封膜铺设完工后，各单元的机泵系统进入真空操作阶段。密封膜上覆水前，应进行试抽真空，同时检查每台真空泵的运转情况及薄膜的密封性；试抽真空时间为10天，要求密封膜下真空压力达到0.08MPa以上。试抽真空达到要求后，可进行覆水转入正常抽真空，正常抽真空时间应满足设计要求；覆水厚度应为300mm，覆水后，膜下真空压力应逐渐稳定在0.08MPa。真空操作要求有水必排。随着压力的逐渐上升，排水量越来越小，软基的固结程度也逐渐加大，80天左右即可达到加固要求。
6、卸载
终止真空预压的标准：连续四昼夜实测地面沉降量小于2mm/d或地基固结度大于实测地基沉降曲线的80%。
三、加固过程中的监测
为了保证加固效果，在采用真空预压固结方法进行真空增压的过程中，还要做好一定的监测工作。包括对真空度、孔隙水压力、沉降量和水平位移等四方面的严密监测。
首先，在抽真空处理后，要对每个加固区域覆膜下的真空度进行监测，以掌握真空的损失程度，便于随时采取措施来维持其内部的压强。一般每隔6小时就要进行测量一次，以保证固结效果。其次，要对孔隙水压力进行监测。其主要是为了充分掌握在固结力度不断加大的情况下，随时掌控加固过程中水压消散的具体过程。在孔隙水压力计的探头埋入到所要求的深度时，就要立即采集初始读数，自加固开始后，每天观测一次（在每天的同一时刻进行观测）。第三，要对地表的沉降量进行监测，这样可以掌握并推测地基的加固效果，所以对沉降的观测是必要的。沉降观测的密度不小于每3天1次。第四，要对加固部位的水平位移程度进行随时监测，以便能及时采取措施。观测的密度不小于每3天1次。
四、结语
总之，在水利工程的堤防加固工程施工中，除了可以采取帷幕灌浆、增设桩基等传统的加固施工技术以外，还可以采取不影响其整体结构和性能的其他加固施工方式。本文中所介绍的真空预压固结排水法就是这样一种具有良好加固效果的施工技术新方法。本工程中通过采用这种加固施工技术对堤防进行加固后，其强度和稳定性都得到了很大的提升。
参考文献
[1]葛安定.真空预压法软基加固技术研究[J].科技创新导报，2011（29）.
[2]武占军，王巍.对软土地基用塑料排水板施工工艺的探讨[J].价值工程，2010（06）.
[3]赵友云，闵木林.真空预压法在市政道路软土路基处理中的应用[J].中国高新技术企业，2009（21）.
【关键词】真空预压；固结排水；软基加固
所谓真空预压固结排水法，就是为了能够增大加固主体的整体性和内部粘结性，对其进行覆膜处理后再进行抽气处理，使得膜层覆盖下的气体排出，增大膜下的压强，从而使其中的黏土层在固结应力的作用下更好的粘结在一起。这种加固方法可以有效的提高地基土层的密实度，从而达到很好的加固效果。该技术是在近年来被研发出来的，目前已经被广泛应用在各个建设工程领域，尤其在水利工程提防加固领域有很好的应用效果。以下本文以工程实例来详细探讨其具体的应用。
一、工程概况
某水利工程的堤坝位于软土地基上，尤其是堤坝的上下游交界处的地基更为软弱，在长期的运行使用中，该堤坝的抗压能力和强度都大大降低，存在一定的安全隐患。为了保证堤坝的安全稳定工作，必须要尽快对其进行加固处理。在本工程中，技术人员决定采用真空预压固结排水法来实现堤坝加固，重点的施工范围包括堤坝上下游的护坦、护底和砌石部位等一共8个加固区域。
二、真空预压固结排水法施工工艺
在具体的施工中，首先要进行场地平整和放线定位，然后就可以利用真空抽水设备进行真空预压固结排水施工来进行加固。具体的施工技术要点有以下几点：
1、场地平整
由于本工程的堤防已经运行多年，需要加固的部位有很多地方都不够平整，这不利于真空抽水施工的进行。为此施工前首先要进行场地平整。包括对施工部位及其周边部位的平整。当然，在不同的加固部位，多需要使用的平整技术方法和要求是有很大不同的。例如在斜坡护坦的平整上，就不要求水平方向上的平整度，而要求坡面的平整。总的来讲，场地平整完工后要求无论是平面还是斜面都应该保持相应的平整度。以便于覆膜和抽压施工。在平整完场地后，还需要在表面覆盖一层素土，以满足承重需要。一般多采用30cm厚的砂垫层作为该层素土。所有场地处理完工后，要保证其高差不超过5cm。
2、放线定位
场地平整完成之后，就可以进行放线以确定施工位置。在放线过程中，一定要严格按照设计方案和施工图纸的要求进行测量和放线。首先要利用专业的测量仪器测定出排水板、集水井、管网的施工位置并进行相应的标记。在放线定位的过程中，要注意塑料排水板的宽度应该与真空管网保持平行。
3、真空抽水设备的安装
当所有准备工作完成之后，就可以进行真空抽水设备的安装和加固施工。其中最关键的是要完成真空集水井、井上真空系统和真空机械系统的安装，其决定着真空预压固结排水的施工效果。
（1）真空集水井。真空集水井通常是使用预制钢结构来制造而成，在施工现场的每个加固单元都必须要设置一个相应的真空集水管。施工现场的真空集水井在完成平铺之后，其水平的管道应当在开始进行铺设之前就进行安装施工。并且其干管在进行安装的过程中，衔接位置应当使用橡胶软管来进行连接，从而达到密封的目的。（2）井上真空系统。井上真空系统包括真空泵、配电控制柜、真空缓冲罐、管道泵、控制阀、真空表、管道及计量仪表等配套设备。真空泵采用5.5Kw的往复式真空泵。每个真空集水井均配备2台真空泵和1台管道泵。真空泵安装在固定的平台上，潜水泵与集水井连接。水平管网施工完成后，就要开始安装井上真空系统。真空泵通过耐压软管与缓冲罐连接，缓冲罐与真空井之间也通过耐压软管连接。其它设备的安装按常规方法施工。（3）真空机械系统。真空机械系统包括往往复式真空泵及其附属设备。每台真空泵与水气分离系统通过胶管相连接。
4、铺设真空膜
在水平管网系统完成后，即可以铺设真空膜。真空膜采用14丝的PVC薄膜三层。铺设密封膜之前，把出膜弯管与真空滤管连接好，出口压盘与地层表面齐平，并放好下橡胶垫圈；铺设时顺风向伸展，加固区四周余留量基本—致；施工人员穿软底鞋上膜，严禁穿带钉鞋上膜；封膜铺设层数满足设计要求，每铺一层均由专人检查，若有孔洞，及时粘补；在密封沟内侧把膜铺平，薄膜过长时，可将其折于沟底，不可外铺于外侧坡上。
5、真空负压操作
密封膜铺设完工后，各单元的机泵系统进入真空操作阶段。密封膜上覆水前，应进行试抽真空，同时检查每台真空泵的运转情况及薄膜的密封性；试抽真空时间为10天，要求密封膜下真空压力达到0.08MPa以上。试抽真空达到要求后，可进行覆水转入正常抽真空，正常抽真空时间应满足设计要求；覆水厚度应为300mm，覆水后，膜下真空压力应逐渐稳定在0.08MPa。真空操作要求有水必排。随着压力的逐渐上升，排水量越来越小，软基的固结程度也逐渐加大，80天左右即可达到加固要求。
6、卸载
终止真空预压的标准：连续四昼夜实测地面沉降量小于2mm/d或地基固结度大于实测地基沉降曲线的80%。
三、加固过程中的监测
为了保证加固效果，在采用真空预压固结方法进行真空增压的过程中，还要做好一定的监测工作。包括对真空度、孔隙水压力、沉降量和水平位移等四方面的严密监测。
首先，在抽真空处理后，要对每个加固区域覆膜下的真空度进行监测，以掌握真空的损失程度，便于随时采取措施来维持其内部的压强。一般每隔6小时就要进行测量一次，以保证固结效果。其次，要对孔隙水压力进行监测。其主要是为了充分掌握在固结力度不断加大的情况下，随时掌控加固过程中水压消散的具体过程。在孔隙水压力计的探头埋入到所要求的深度时，就要立即采集初始读数，自加固开始后，每天观测一次（在每天的同一时刻进行观测）。第三，要对地表的沉降量进行监测，这样可以掌握并推测地基的加固效果，所以对沉降的观测是必要的。沉降观测的密度不小于每3天1次。第四，要对加固部位的水平位移程度进行随时监测，以便能及时采取措施。观测的密度不小于每3天1次。
四、结语
总之，在水利工程的堤防加固工程施工中，除了可以采取帷幕灌浆、增设桩基等传统的加固施工技术以外，还可以采取不影响其整体结构和性能的其他加固施工方式。本文中所介绍的真空预压固结排水法就是这样一种具有良好加固效果的施工技术新方法。本工程中通过采用这种加固施工技术对堤防进行加固后，其强度和稳定性都得到了很大的提升。
参考文献
[1]葛安定.真空预压法软基加固技术研究[J].科技创新导报，2011（29）.
[2]武占军，王巍.对软土地基用塑料排水板施工工艺的探讨[J].价值工程，2010（06）.
[3]赵友云，闵木林.真空预压法在市政道路软土路基处理中的应用[J].中国高新技术企业，2009（21）.