水利施工防滲技術運用及問題解決
時間:2022-04-25 09:10:00
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垂直鋪塑防滲工程施工工藝,具有省材料造價低、施工速度快(當h=6~lOm日進尺可達60~8O延米)防滲體適應變形能力強等諸多優(yōu)點,因此得到了廣泛的應用。目前垂直鋪塑技術成槽深度達16m,深度增大時其機具制造、施工工藝等都有一定難度,功效較低,單位造價相對要高:同時在地質條件較復雜時,特別是在地下障礙物較多、土層中含有大量塊石時,適應能力較差。因此,防滲工程選擇方案時,分析研究垂直鋪塑技術的適應條件,發(fā)揮其“好、快、省”的特點,優(yōu)先選擇該技術方案。
1施工中防滲材料選擇
垂直鋪塑技術是因塑料工業(yè)的發(fā)展,生產(chǎn)了防滲性能優(yōu)良的制品而研究發(fā)展的一項新技術。目前多選用PE防滲膜,主要原料為聚乙烯及六七種其他材料,密度為923kg/m。PE膜具有強度高、變形伸長率大、滲透系數(shù)小等良好的性能,使用壽命>50年(國外資料表明大于100年)。工程中采用厚度至2mm,根據(jù)作用水頭的大小和工程的重要程度要求,可選用0.3~0.5ram。其基本特性由試驗測定。設計中常根據(jù)工程需要提出一些具體要求,以某水庫為例,塑膜置放深應達到設計測定。膜厚0.2mm,主要性能指標為:滲透系數(shù)小于10cm/s,拉伸屈服應力大于12MPa,斷裂伸長率>500%,刺破試驗大于128N,使用溫度范圍+60℃等。PE防滲膜的市場價格隨年度、原材料價格、市場需求量的變化有較大的差異,防滲膜的幅寬因原材料、生產(chǎn)工藝及厚度的不同而不同,常用的PE防滲膜幅寬一般2~lOre,最大可達16m。工程施工中,根據(jù)鋪塑的深度、運輸及儲存方便條件等常選用幅寬6~8m。
2鏈條式開槽機垂直鋪塑防滲工程施工
2.1機組
由主機、牽引機、鋪塑機、水泵、發(fā)電機組等組成,總重17t。主機行走寬度大于3.5m臺班人數(shù)為12~l4人(司機手1人、發(fā)電1人、鋪塑2人、清泥2人、后勤1人、機修1人、技術員1人等)。造槽按防滲體中心線放樣定位。鋪設行走道軌,設備就位調試,開機運行,連續(xù)造槽主機通過傳動機構帶動鏈條循環(huán)遠行。固定在鏈條上的鏟斗克服土體的摩擦阻力和重力等將槽內的土體挖出土面,經(jīng)皮帶傳送機和人工將取土堆放在槽兩側。槽深≤16m時,槽寬為0.2~0.3m。
2.2泥漿護壁
采用常用的護壁技術。當土層含粘粒較多,槽內水位大于地下水位1.2-1.5m時,可自行造槽護壁;半土層含粘粒較多時,需加膨潤土和工業(yè)用堿造漿膨潤土質量差異較大,常算用中等質量之膨潤土(市場價格400~600元/t,一般計200元/t左右即可)。其配比因土層組成的不同而異,常根據(jù)經(jīng)驗及參照己完工工程情況確定,或按重量比:土:堿=1.000:1.0o0:(O.o08~0.020),經(jīng)試運后作適當調整。
2.3鋪膜及回填
鋪膜由鋪型機鋪設,將PE膜卷在鋼膜機主軸上,由機械牽引或人力牽引(當槽深12~30m),卷間膜的連接方法常有縫接、焊接和搭接、縫接用手動縫紉機縫合,強度及滲漏均能滿足要求;焊接是由專用焊接機熱合,接縫處強度高于母材強度,接縫兩端處強度為母材強度的80%;塔接是出專用的焊接機熱合,搭接即平接,長度應大于0.5m。工程中常用縫合。當采用復合土工膜(兩布一膜)時,要求生產(chǎn)廠家預留“毛邊”,即根據(jù)尺寸要求,為使膜與膜的連接(焊接和縫合),預留5~10cm,土工布與膜不熱合。待膜連接后,將土工布縫合。鋪膜完成并檢驗合格后即可在膜的兩側回填鼓土等,回填土不得含有帶尖棱角的石塊雜物等。當與上部防滲結構連接時,鋪塑在地面以上應留有余量,一般應大于0.5m,且應妥善保護外,以防損壞。
3往復式開槽機垂直鋪塑防滲工程施工
3.1機組
由主機、牽引機、鋪塑機、發(fā)電機、供水泵、反循環(huán)系統(tǒng)、維修設備等組成,總重15t。主機行走寬大1>4.5m,要求場地平整、供水水源近、水量充足、排水通暢、機臺人員組合與鏈條式類同。
3.2造槽
按設計防滲體中心線放樣,設備就位調試,開機運行,連續(xù)作業(yè)。主機通過傳動機構和鏈桿等,帶動開槽機主桿往復運行,主桿上固定有刮板(或鋸齒)和射水孔,利用射手的沖擊和刮板的運動,切割破壞原土體結構,通過反循環(huán)系統(tǒng)將離散的土體排出槽外。槽深≤16m時,槽寬常為0.2~0.3m往復式升槽機造槽工效較高,在同樣條件下日進尺較鏈條式造槽稍快,其他工序同鏈條式。
4施工中常見的問題及解決措施
施工中常會遇到大樹根、石塊、廢棄井等地下障礙物及槽壁坍塌等。
(1)由于樹根的埋深一般較淺,槽寬為0.2~0.3m,在“三通一平”時即應用人工推土機等機械沿軸線處徹底清除主根,被切斷的根莖5.0cm時,對作業(yè)影響不大。
(2)地下障礙物地下降礙物對作業(yè)的進度影響很大,有時成為該技術成敗的關鍵。當土層中局部含有少量不成層狀分布的礫石或個別較大的塊石時,作業(yè)進度受到影響較小,適當放慢速度,注意觀察,以防意外。工程地質勘探報告有時較難全面反映土層的詳細情況,如廢棄的水井、地窖、墳墓等,對回填土也容易疏漏。如靠近城鎮(zhèn)的回填土往往有建筑垃圾,含有大量的石塊、磚和混凝土塊等。干砌磚結構水井等,其材料強度較低,有時可切割擊碎,被挖(排)出槽外;當有困難時可停機,利用人工擊碎或簡易抓斗等挖(撈)出。當遇到地下埋沒物較多時(如墓群),應建議改線繞行、避開。采取補充措施保護防滲結構的完整性。當遇到個別的大漂石時,可停機處理或繞行當遇到回填土為含大量塊石的建筑垃圾且埋深較小時(如12m)可事先清除之。(3)蹋壁蹋壁是常見的事故。為防止蹋壁應對土層的組成及地下水位變化等有充分的分析判斷和制定對策,作好泥漿固壁、蹋壁會將主機的主桿埋入地下,常需用人工或機械開挖、牽引起吊等法將主桿拉起,有時因工期、設備條件等原因不得己將主桿鋸(七刀)斷,重新組裝主桿。
5彎道的折線點和封閉圈首端連接的方法
江河堤防或圍壩常會遇到“彎道”,當軸線與彎道切線夾角薹50。時,主機行走可慢行逐步調整;當有一定困難可局部改變軸線時,應建議設計者改線變更;當夾角較大時可作‘‘端部”處理,成折線。端部是指一段首尾部,圍壩則為封閉圈,首尾連接。彎道的折線點和封閉圈首端連接的方法是:當槽內土體固結、兩側土體穩(wěn)定時,可用編織袋內裝粘土(或塑件混凝土)固定末始端,并使兩編織袋接合之,此法一般能達到防滲要求;當土體穩(wěn)定性較差,有可能引起蹋壁時,預留~定搭接長度,長度常大于槽深。
6檢驗防滲效果的方法
旌工的全過程中應加強管理,各工序各崗位嚴把質量關,嚴格按施工單位“質量保證體系”合關規(guī)定操作發(fā)現(xiàn)問題及時處理,確保工程質量檢驗防滲效果的方法:觀測防滲體上下游水位變化,滲漏量變化,地下水位變化及下游淹浸影響變化等。觀測方法有利于原有觀測孔(管)、下游水井水位測量等,也可新設觀測設施。
7結束語
多年來水工建筑物防滲加固問題~直是水利工程旌工當中施工中尤為重要的環(huán)節(jié),當基礎土質較差,滲透性較強時,在水流的作用下對基礎的危害很大。因此防滲加固工程便成了水工建筑施工中不可忽視的部分。垂直鋪塑防滲技術是近十幾年來研究和發(fā)展起來的新技術,在江河堤壩防滲堵漏、水庫土壩防滲加固、平原水庫圍壩等防滲工程中得到了廣泛應用,取得了良好的效果。采用垂直鋪塑處理方法能夠解決堤壩基礎滲漏問題。