防渗结构范文（精选8篇）
防渗结构 第1篇
卷烟工业作为一种准食品行业, 对油污的污染视若寒蝉, 凡是出现油渍的烟支全部作废品处理, 不允许人们吸食, 防止因油渍产生的有害气体危害人们的身体健康, 因此, 对卷烟设备的防渗、漏油的能力要求较高, 尤其是与卷烟纸、烟丝、烟支等直接接触的工作面的要求极为严格, 防止烟支上油渍的产生成为卷烟工作重要的一环。
2 问题的提出
Super9卷烟机是目前我们国内仍在应用且数量较多的卷接设备之一, 但是在该设备的结构设计上有许多不尽合理之处, 这些不合理的结构影响机器的正常使用及维护工作。
如图1所示为S u p e r 9卷烟机上的A10842.5001机身传动轴组件, 卷烟机主传动电动机的动力经过刀头齿轮箱变速后, 在刀头齿轮箱下部通过该传动轴向后部传递, 通过万向联轴节 (9) 来带动布带轮、牌子箱、风室、劈刀、后身等工作机构。从右侧的右轴承座局部放大可以看出:油封 (7) (MOLINS件号20006.540, 规格48×65) 装在右轴承座 (6) 的内侧, 而右轴承座 (6) 装在刀头主传动箱体 (10) 右侧内部。
当油封 (7) 老化需要更换时, 需要从刀头箱的左侧拆卸。首先要拆除左轴承座 (1) 、轴承 (2) , 将整个传动轴连同弧齿锥齿轮 (4) 和右轴承座 (6) 从刀头主传动箱体 (10) 左侧取出, 由于刀头主传动箱体左侧为接装机, 为了更换老化的油封, 最初个别厂家甚至需将接装机拆开, 方能将机身传动轴拆下, 每更换一次油封需要几天的时间。随着人们对设备结构的逐步熟悉和掌握, 维护时的工作效率有所提高, 但更换一次油封仍然需要2~3人花费至少一天的时间, 费时费力, 影响正常生产, 而且多次拆卸会影响轴承、齿轮的传动精度, 降低使用寿命。
3 改进方法
为了解决此问题, 我们与国内有关生产Super9卷烟机的企业进行探讨改进的可行性和方法, 通过详细的分析和巧妙的构思, 我们对右轴承座的局部结构进行了改进, 改进后的右轴承座结构如图2所示。
我们重新设计、加工了右轴承座 (6) 代替MOLINS公司原设计的零件, 通过对右轴承座 (6) 的结构改进, 使油封 (7) 的装拆在刀头箱的右侧进行, 将更换老化的油封工作变得简单易行, 每次更换仅仅需要取下相关的罩壳, 拆下刀头向机身传动的万向联轴节 (9) 及连接套 (8) , 就可以从刀头主传动箱右侧取出油封予以更换。
4 效果
我们将右轴承座 (6) 的结构改进后, 每次更换油封的时间由原来的2~3天缩短到不超过两小时, 大大缩短了维护的工作时间, 降低了维护人员的工作量, 减少人为损坏零件的可能性, 避免因设备维护对生产造成的影响, 我们在企业拥有的全部设备上进行了推广应用, 并向兄弟单位积极推介, 具有较大的经济效益和社会效益。
摘要：本文介绍了超九卷烟机刀头主传动轴密封结构的改进方法, 通过改进, 可以方便地更换老化的油封, 防止因油封老化而产生渗漏油现象。
防渗结构 第2篇
关键词：住宅工程；外围结构；防渗；施工与监理
一、工程概况
某花园三期住宅工程高层建筑由三幢26层住宅组成，建筑高度82.30米，单幢建筑面积约6000平方米，外墙采用钢筋混凝土墙，外窗采用安装附框的铝合金窗，外立面镶贴GRC线条和饰面砖。
二、外围结构施工工艺流程
结构混凝土———灰饼、冲筋———界面剂———粉刷———安装窗附框———安装饰线条———安装饰面砖———安装窗———成品保护
三、混凝土结构墙
施工为了保证外墙无渗漏，工程外墙全部采用钢筋混凝土墙。钢筋混凝土墙自身有良好的防水性，但混凝土在浇筑时是一个楼层接一个楼层浇筑上去的，如果在新老混凝土结合处存在建筑垃圾、松散混凝土未予清除，且在浇筑混凝土前未铺浆，都可能会在混凝土成形后在新老混凝土结合处形成渗水通道。因此，施工时应凿除浮浆，在模板底部做好建筑垃圾清理工作，并在浇筑混凝土时先铺设高标号水泥砂浆层。
此外，钢筋混凝土墙模板都用对穿螺栓拉结，而留在结构中的螺栓孔处理不当就造成了渗水的通道。施工中将螺栓孔外侧凿成直径20mm的圆洞，在深20mm处凿成直径15mm的圆面，使其形成20mm×15mm深20mm的圆台，清理好洞内残渣，向螺栓孔内填入掺有膨胀剂的水泥砂浆，分次填入，密实为止，有效地防止了螺栓孔的渗水现象。
四、外墙粉刷
外墙粉刷前应做好护角、灰饼、冲筋、涂刷界面剂。工程中采用“申泰牌”混凝土界面处理剂，涂刷厚度为2～3mm.界面剂上墙后约5～15分钟，界面剂稍收浆即可进行抹灰，这要求涂刷界面剂和抹灰要形成有序的流水作业。
大面积抹灰施工时应注意外墙的装饰线条和门窗洞口的分布位置，除抹灰应分层进行，总厚度大于或等于35mm应采取加强措施外，抹灰应分二次完成。第一次抹灰应在装饰线条、窗洞口旁100mm处完成，第二次抹灰在线条安装完毕、窗洞口位置确定后完成，这次抹灰应将窗洞口剩余的100mm宽抹灰面与窗框内侧、内墙面一次完成，使抹灰结合处在窗边外，解决了接槎处易渗水的难题。
五、安装窗附框
建筑外窗四周滲水是常见的现象，如能预先安装附框再安装窗框、窗扇，就能有效地减少外窗四周渗水的问题。工程采用03J603-2《铝合金节能门窗》图集标准，使用20mm×40mm×5mm镀锌方钢附框，附框与窗洞口留有10mm的间隙，钢附框按规定设置角码，角码使用射钉固定，但角码不宜弯折，以避免粉刷不密实。施工时应先用水泥砂浆对附框与洞口间的10mm间隙先行封堵，这样做可以保证附框与洞口间水泥砂浆嵌填密实，有效防止渗水，之后再抹30mm水泥砂浆，使洞口抹灰面与附框面平齐。在具备安装窗的条件时，将铝合金窗框固定在附框上，窗框与附框间留有5mm间隙注入泡沫剂，泡沫剂要求密实、无透隙，最后再安装窗扇，整个安装窗的工程就结束了。之后就是在验收前做好成品保护了。通过上述窗的安装过程，工程未发现窗框四周渗水现象，保证了外窗无渗漏。
六、安装饰线条
工程中使用的外墙饰线条多种多样，有方形、圆形及组合形，线条材料为GRC，由厂家统一定做，安装时将GRC线条上的预留铁件与外墙上的预埋件进行焊接即可。
应当注意的是，GRC强度较差，运输、安装时均应轻拿轻放，防止缺棱掉角。当有缺棱掉角时，GRC线条与墙体结合部位就会出现不严密、多孔隙现象，如果粉刷人员不认真抹灰、封堵，孔隙处将会集水，久而久之，线条部位就会发生渗水现象。所以安装GRC线条时，要保证线条完整性好，对于小的掉角应在对线条周边抹灰时嵌填密实，无集水部位，这样就能保证GRC线条处不渗水了。
七、安装饰面砖
面砖铺贴后，在面砖粘贴面会留有空腔，若勾缝时填缝剂防水性能较差就容易造成渗水，施工时施工人员再不注意施工质量，形成沙眼、细裂缝，雨水就会顺缝流入空腔形成蓄水壁，导致外墙在水压下长时间连续渗透造成外墙渗漏水，所以外墙面砖防渗砖缝处理是关键。
工程中使用罗马面砖，规格为145mm×45mm，面砖之间留缝5mm，用专用填缝剂进行嵌填。铺贴时基层湿润，使用专用工具在面砖上铺浆，保证铺贴的面砖无空鼓，当发现有施工质量不到位而形成的空鼓面砖时坚决予以凿除。面砖贴好后使用专用填缝剂进行勾缝，保证填缝密实无裂缝，之后进行洒水养护。为了检查面砖施工质量，在实体外墙面砖处切割1000mm×1000mm范围面砖进行拔离检查，面砖粘结剂、填缝剂饱满无空隙，保证了质量，目前未发现面砖的渗水现象。
八、总结
防渗结构 第3篇
关键词：高喷灌浆,充填灌浆,复合防渗墙
近年来, 高压喷射灌浆防渗技术在水利工程基础处理中的应用获得了迅速发展, 取得了良好的防渗效果和明显的经济效益。但这些防渗墙多用于已建成或临时性工程, 主要起防渗加固或临时性挡水作用, 用于永久性新建工程的基础防渗并不多。主要原因是, 高喷防渗墙由单元孔喷射灌浆形成的板与板或板与桩相互交接而成, 厚度一般较薄 (10～30 cm) , 或者薄厚不均匀, 属板状防渗体;旋喷桩与桩套接虽然形成了较厚的墙体, 但由于单桩在不同地层深度存在桩径不一的缺陷, 使旋喷套接桩墙整体防渗性受到影响。因此由高喷灌浆形成墙体难于满足永久性建筑物防渗和耐久使用要求。
针对这一问题, 辽宁省水利水电科学研究院在小龙口水库坝基砂卵石层防渗中, 将高压喷射灌浆与静压充填灌浆结合在一起, 构筑复合结构防渗墙。墙体由外壳和内核组成, 外壳由双排高喷板墙相互连接成菱形井状结构, 菱形井中心布置静压充填灌浆孔, 待高喷板达到一定强度后再进行静压充填灌浆。与高喷板墙相比, 该种形式防渗墙厚度增加了3～4倍;与旋喷套接桩墙相比, 由于采用双排摆喷折线搭接, 提高了防渗墙整体的可靠性;同时在墙内进行充填灌浆使墙体单位体积水泥含量大幅增加, 从而使墙体的防渗性和耐久性都得到很大程度的提高。并且通过工程实际运用, 取得了较为理想的防渗效果。
在造价方面, 该种形式防渗墙平均综合单价为590元/m2, 虽比单一高喷板墙 (单价为200元/m2左右) 或旋喷套接桩墙 (单价为460元/m2左右) 偏高, 但与防渗可靠性和墙体耐久同样能满足要求的混凝土防渗墙相比 (单价为850元/m2左右, 0.8 m厚) , 造价节省约260元/m2, 约节省投资30%。因此复合结构防渗墙具有价格优势。
1 工程概况
小龙口水库位于大连市长海县大长山岛坝型为黏土心墙土坝, 总库容为68.4万m3, 坝顶长310 m, 最大坝高7.6 m, 水库主要是为严重缺水的大长山岛镇供水。
水库坝基为第四系较松散的砂卵 (砾) 石覆盖层, 宽约280m, 最大厚度为12.7 m, 渗透系数一般为4.2×10-2～6.3×10-4 cm/s。覆盖层蕴藏着较丰富的孔隙潜水, 潜水位距地表2.5～3.0 m, 水质分析结果表明, 地下水对混凝土具有硫酸性与镁化性侵蚀。
海岛淡水资源极为贫乏, 水库集雨面积仅为1.05 km2, 年调节水量不足16万m3, 设计上要求大坝 (含坝基) 不允许发生大于0.1 L/s的渗漏量。通过对几种覆盖层防渗方案分析比较, 选择了防渗、耐久使用均有实际保证, 经济上可行的复合结构防渗墙。墙体上部插入黏土心墙2.0 m, 下部及两端嵌入基岩0.3～0.5 m, 全封闭坝基覆盖层。
2 复合结构防渗墙的设计
复合结构防渗墙由双排高喷板墙相互连接成菱形井状结构, 菱形井内静压充填灌浆, 其平面布置如图1所示。高喷灌浆孔沿防渗墙轴线的上下游侧布置成双排, 排间距为0.8 m, 同排孔间距为1.7 m, 2排灌浆孔呈一一对应分布。各对应灌浆孔向内进行120o高压摆喷灌浆, 形成的高喷板对接在一起, 构成菱形井状防渗墙外壳。静压充填灌浆孔布置在菱形井中心, 待周围高喷板达到一定强度后进行静压充填灌浆, 使浆液充填、扩散到井内卵砾石层孔隙中去, 固结后形成墙体内核。同时扩散到井壁的浆液又将墙体内核与高喷板壳凝结在一起, 从而形成一道复合结构防渗墙。
3 高喷灌浆施工
3.1 工艺原理
高压喷射灌浆成墙工艺是利用工程钻机造孔, 将底端带有水、气、浆喷嘴的灌浆管置于预计的地基处理深度, 调试灌浆管的升速转速及喷嘴出口的压力流量等灌浆参数达到设计要求值, 然后自下而上提升灌浆管, 进行连续不断地喷射灌浆。在灌浆管提升 (旋、摆) 过程中, 喷嘴喷出的高压水气细射流冲切破坏地层土体, 并将剥落下来的部分细颗粒顺孔壁升扬到地面, 同时灌入浆液在射流作用范围内与扰动的地层土掺搅混合, 形成具有一定形状的凝结体。单元孔形成的凝结体相互交接在一起, 构成连续的防渗板墙[1]。
3.2 施工参数的选择
高喷灌浆工艺参数选取的合理与否直接关系到形成板墙质量与工程投资多少。本工程首先参考国内高喷灌浆处理砂卵石地基防渗工程资料, 对各种灌浆参数进行初步设计, 而后针对这些设计参数及处理地层进行现场喷射成墙试验, 通过开挖检查成墙效果, 修正设计选取参数值, 得出符合工程实际情况的施工工艺参数 (见表1) [2]。
3.3 设备及施工方法
高喷灌浆设备除高压水泵、空压机、泥浆泵、灌浆管等成套的通用设备外, 本工程还采用了满足双排孔作业的新型高喷台车及使基岩与墙体结合更牢固的下倾式喷嘴。
灌浆施工以2排间斜对应2灌浆孔为一组, 分一序组孔和二序组孔2个序列进行。分序施工的目的是避免喷射时造成邻孔塌孔和串浆。先进行一序组孔施工, 迁移高喷台车至已钻完的一序组2孔上择一孔就位, 经定向、下管、试喷、提升、补浆等工序完成该孔喷射灌浆。然后将台车上部底盘转动一个角度, 进行另一孔喷射灌浆。这样, 台车每迁移一个工位可完成一组孔喷射灌浆。当一序组孔高喷灌浆施工完毕后, 将台车整体转向180°进行二序组孔灌浆施工。双排孔分序施工详见图2所示。
为使高喷板墙嵌入基岩达到设计要求, 灌浆施工中, 除保证灌浆孔钻入基岩足够深度和使用下倾喷嘴外还采用了复喷工艺。即在基岩面以下0.5 m至基岩面以上0.3 m, 先采用高压水气定喷, 冲切基岩面附近风化岩层, 随后将喷射管插回到原处, 进行复喷灌浆。这样, 通过二次喷射灌浆作用, 扩大了基岩面处防渗墙的厚度及搭接长度。
整个高喷灌浆历时50 d, 完成高喷灌浆孔303个, 构筑菱形井151个, 耗用水泥408 t。
4 静压充填灌浆施工
充填灌浆在高喷灌浆后30 d进行。施工工艺采用在菱形井中心钻孔, 在钻进过程中, 通过钻杆向井内卵砾石孔隙灌浆。孔内的冲洗液即为充填灌浆的水泥浆液, 水灰比为0.5, 密度为1.8 g/cm3。充填灌浆压力为0.4～0.6 MPa (泥浆泵压力) 。由于高喷灌浆在先, 高喷时部分浆液已充填到卵砾石中的较大孔隙, 因而充填灌浆的吸浆量小于设计量。充填灌浆完成151孔, 耗用水泥95.2 t, 平均每个菱形井充填水泥630 kg。
5 防渗墙质量检查及防渗效果
5.1 开挖检查
整个灌浆施工结束后, 沿防渗墙轴线方向进行全断面开挖 (墙体插入心墙施工需要) , 清理出长256 m, 厚0.5～0.85 m、高2.0 m裸露的地下连续墙。可以看出, 组成墙体的各单元菱形体轮廓清晰, 连接牢固, 板壳与内核间层次分明。墙体表面粗糙不平, 卵砾石被喷射灌浆液充分包裹, 较大块砾石部分被浆液紧密包裹, 部分悬露于墙外。将菱形体剖开检查充填灌浆液以孔口为中心呈脉状扩散, 并与高喷灌浆扩散的浆脉相通。与灌浆前相比, 菱形体内卵砾石的密实度明显提高, 已由灌浆前的松散状变成类似于窝团状凝固体。
5.2 室内试验
根据安排指定的位置, 在开挖的防渗墙上, 对组成菱形墙体的外壳、内核分别取样 (龄期约150 d) , 进行室内物理力学性能试验, 试验结果见表2。从表2中看出: (1) 墙体外壳和内核的渗透系数均达到设计要求, 而且外壳的渗透系数更低些。由此可见, 在实际运行中, 由高喷灌浆形成的墙体外壳将起主要的 (上接第83页) 防渗作用。 (2) 组成墙体这2部分的弹性模量均较低, 而且彼此相接近, 说明墙体具有良好的变形适用性和协调性。 (3) 墙体的抗压强度完全满足水库低水头防渗要求。
5.3 防渗效果
水库建成后, 经历4年蓄水, 库水位达到设计正常高水位, 坝前后形成了约6.1 m水头差, 观察坝后坡脚附近地面无散渗浸出点, 经长期观测, 水库坝基几乎不产生渗漏。说明复合结构防渗墙取得了明显的防渗效果, 达到了设计防渗要求。
6 结语
复合结构防渗墙是一种新型地下防渗墙体结构突出特点是墙体防渗性能高, 耐久性好, 抗海水侵蚀能力强, 与传统混凝土防渗墙相比价格偏低, 适用于松散的砂卵 (砾) 石覆盖层强透水地基防渗。对具有特殊防渗及耐久要求工程, 特别是淡水资源极其缺乏的海岛蓄水工程, 该防渗墙在阻隔海水, 蓄积淡水方面效果十分明显。
参考文献
[1]白永年, 吴士宁, 王洪恩, 等.土石坝加固[M].北京:水利电力出版社, 1992:589.
[2]DL/T5200-2004, 水电水利工程高压喷射灌浆技术规范[S].
水闸主体结构及防渗和排水布置研究 第4篇
结合工程经验来看, 在水闸建设完成并挡水使用后, 势必形成上游下游所对应的水位差, 在水位差影响下, 导致水闸需要承受来自水平方向的水压力, 在该取值较高的情况下, 可能会导致水闸发生自高水位偏向低水位的滑动问题。从水闸结构安全性的角度上来说, 需要通过确保主体结构重量的方式, 使其达到理想的抗滑稳定效果。除此以外, 上游与下游所产生的水位差还可能诱发水闸闸基与两岸土壤出现渗流问题。更加关键的一点是:由于闸基渗流下所产生的渗透压力会以一种自下而上的方式作用于水闸基础底部, 可能造成水闸的有效重量减轻, 并对水闸主体结构的抗滑稳定性产生不良的影响。从这一角度上来说, 在水闸建设过程当中, 就需要通过引入合理的防渗排水措施的方式, 最大限度的减少水闸闸底的渗透压力, 尽可能的避免闸基发生渗透破坏的问题。本文即重点针对该问题进行分析。
1 水闸构成分析
一般来说, 水闸的组成部分涉及到三个方面:第一是闸室段, 第二是下游连接段, 第三是上游连接段。其中, 对于闸室段而言, 其主要功能是:作为整个水闸的主体结构, 其需要通过安装闸门以及操作机械启闭的方式, 实现对水流的合理操作与控制, 期间所涉及到的构成部分包括底板部分、闸墩部分、胸墙部分、以及工作桥部分等在内;对于下游连接段而言, 其主要功能是:作用于消能以及防冲等相关工作, 确保水流能够以均匀的方式扩散, 杜绝发生不利的流态问题, 防止对下游产生不良影响。在此基础之上, 还需要通过对排水装置的合理布置, 及时排除地基渗流问题, 避免其不良影响。期间所涉及到的构成部分包括翼墙部分, 护坡部分, 海漫部分, 防冲槽部分, 以及消力池部分等在内;对于上游连接段而言, 其主要功能是:引导水流, 使其能够平顺且匀速地进入闸孔内, 同时达到防冲、防渗的效果。期间所涉及到的构成部分包括铺盖部分, 两岸翼墙部分, 护坡部分, 以及护底部分等在内。
2 闸室结构分析
第一是闸底板:闸底板作为整个闸室结构的基础部分, 除了需要负责均匀承受闸室荷载作用力, 并将其传递给地基的关键工作任务以外, 还在整个闸室的防冲以及防渗工作中发挥着非常关键的作用。同时, 闸底板还可以通过发挥其与底板以及地基基础摩擦作用力的方式, 使整个闸室结构更加的稳定。闸底板的基本结构形式有两种类型:第一是整体式闸底板, 第二是分离式闸底板。前者主要适用于软土地基基础上, 后者则对地基沉陷变形无良好的效果, 需要在实际工作中区分使用。
第二是闸墩:闸墩在整个闸室中主要起到的是对闸孔进行分离的功能, 同时还需要对胸腔以及闸门部分起到一定的支撑作用。同时, 交通桥与工作桥的支撑同样需要闸墩作为保障。在闸墩的设计中, 其基本形态多为半圆形或流线型, 根据胸墙壁、闸门等其他部分的实际需求, 确定其长度。
第三是胸墙:胸墙布置于闸室孔上部, 具有非常突出的挡水功能。一般来说, 胸墙顶高程与闸墩顶高程一致, 底部高程则需要根据孔口的泄洪要求灵活调整。在胸腔的结构型式选择上, 根据闸孔的跨度有两种不同类型的的选择:在闸孔跨度较小的情况下, 以板式胸腔为首选方案, 在闸孔跨度较大的情况下, 以梁板式胸墙为首选方案。
第四是工作桥:为了安置闸门启闭设备及工作人员操作的需要, 多将工作桥设置在闸墩上。根据水闸的基本规模, 工作桥的结构型式选择也有一定的差异, 一般来说, 对于小型规模的水闸而言, 工作桥多选择板式结构, 而对于大中型规模的水闸而言, 工作桥则多选择梁板结构。
第五是交通桥:在水闸工程建设区域内有公路交通方面要求的情况下, 需要按照线性公路建设标准, 设置规范性的公路桥。公路桥的基本结构形式为:对于跨度较小的水闸工程而言 (一般来说其跨度在8.0 m范围内) , 优先选择板式结构的交通桥;对于跨度中等的水闸工程而言 (一般来说其跨度在8.0~20.0 m范围内) , 优先选择T型梁结构的交通桥, 对于跨度较大的水闸工程而言 (一般来说其跨度在20.0 m以上) , 则优先选择预应力钢筋混凝土结构的交通桥。
3 防渗排水布置要点
正如本文前面所提到的:在水闸建设完成并挡水使用后, 势必形成上游下游所对应的水位差, 在水位差影响下, 导致水闸需要承受来自水平方向的水压力, 在该取值较高的情况下, 可能会导致水闸发生自高水位偏向低水位的滑动问题。同时, 水闸闸基可能出现的渗流问题也会造成水闸主体结构的抗滑稳定性减弱, 不利于结构的稳固与可靠。有关分析中认为:渗流对水闸主体结构所产生的不良影响主要表现在三个方面:第一, 严重的渗漏会导致水闸大量模量损失;第二, 水闸闸基溶流以及两岸绕溶问题的产生可能对水闸主体结构地基基础以及两岸土壤结构造成极为不良的影响, 在渗透破坏下可能引发水闸的失事;第三, 水闸闸基础渗流相对于闸底而言会产生渗透压力 (方向为自下而上) , 造成闸室有效重量减少, 削弱其抗滑稳定性能。根据以上分析认为:在水闸建设过程当中, 上游需要通过采取相关防治措施的方式, 避免水流集中流入闸基内部, 下游则需要通过系统排水的方式, 及时将深入闸基内的水分排除。根据这一思路, 认为在水闸主体结构防渗排水布置的过程当中, 需要重点关注以下几个方面的问题:
第一, 从防渗布置的角度上来说, 当前技术条件支持下, 比较常见的水闸防渗装置有三种类型:第一是齿墙, 第二是板桩, 第三是水平铺盖。以上三种方案均有各自的应用优势。
首先, 对于齿墙而言, 一般需要在闸室底板的上游端、下游端分别设置浅齿墙, 其优势在于:除了能够使同底板的横向刚度得到有效的提升以外, 还能够促进闸室主体结构抗滑稳定性的改善, 对于延长渗流直径, 优化防渗效果而言同样意义确切。
其次, 对于板桩而言, 在水闸建设过程当中, 可以根据工程现场的实际情况, 选择合理尺寸的板桩, 将其以并排连接的方式打入闸基内部, 形成一道稳固的防渗墙。在垂直方向上起到降低渗透坡降, 延长渗流直径, 同时控制渗透压力的目的。该方案的特点在于:垂直向的防渗效果非常确切。结合已有的实践工程经验来看, 多在砂性土地基基础区域采用本方案, 且需要以钢筋混凝土板桩或模板桩为首选方案, 以达到提高板桩防渗效果的目的。
最后, 对于水平铺盖而言, 其主要技术手段是, 使用黏土, 钢筋混凝土, 以及黏壤土等一类具有较小透水性特点的材料, 在闸室上游铺设一层防渗层, 其目的是对渗流直径进行合理控制, 使渗透坡降能够得到有效降低, 且可达到缩小作用于闸底渗透比力的目的。
还需要特别注意的一点是:在水闸进行防渗布置的过程当中, 还需要针对所有具有防渗要求的接缝做止水处理。根据缝向的不同了, 可以将止水方案划分为两种类型:第一是水平缝止水, 其主要设置在底板、护垣以及铺盖之间, 同时也需要设置在水平缝与岸墙或是与翼墙连接的接缝内;第二是垂直缝止水, 其主要设置在闸墩之间, 或闸墩与岸墙之间, 或岸墙与翼墙之间。在垂直止水与水平止水结合的区域, 需要在焊接加固的同时, 通过外包沥青覆盖的方式, 形成一个完全封闭的止水系统, 杜绝渗流问题。
第二, 从排水布置的角度上来说, 在水闸中设置排水装置的主要目的是将闸基渗流水及时地排放至下游, 通过此种方式, 一方面可达到减小渗透压力的目的, 另一方面可杜绝地基发生渗透破坏方面的问题。结合水闸的一般特点, 多建议采取平铺式的排水布置方案, 具体实现方式是:使用直径在2.0 cm以内的砾石或卵石, 将其铺设于护垣下方, 设置为排水层, 铺设厚度控制在20.0~30.0 cm范围内, 同时, 考虑到在闸基渗流影响下, 排水层与地基直接接触的渗流出逸位置是最容易发生渗透变形问题的区域, 因此还需要设置反滤层, 通常建议使用无纺土工布做反滤排水处理, 以达到确切的排水效果。
4 结束语
结合相关的实践工作经验来看:在水闸投入泄水或者引水工程的过程当中, 受到上游区域与下游区域水位差因素的影响, 可能会导致过闸水流的流动速度比较大, 对应产生较大的动能。然而, 对于水闸所影响区域内的河床而言, 其土壤抗冲能力是比较有限的, 因此, 往往会产生比较严重的冲刷问题。为了避免对水闸下游造成不利的冲刷影响, 提高水闸运行的安全性, 就需要做好防渗以及排水方面的关键工作, 以达到消解水流能力, 促进流态合理改善的目的。本文从这一角度入手, 围绕水闸主体结构以及防渗排水布置方面的关键问题展开系统分析与研究, 希望能够在后续的实践工作中引起各方人员的关注与重视。
参考文献
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防渗结构 第5篇
1 碾压混凝土概述
水利工程是目前我国基础设施建设的重要组成部分, 其施工技术伴随我国社会发展而不断革新, 这也使得混凝土施工规模逐渐扩大。在当今社会中, 水利工程质量高低直接关系到社会发展进程, 这也给混凝土施工质量提出了新要求。混凝土碾压技术作为现浇混凝土技术的特殊方法, 其在水利施工中的作用不断提高, 已成为土石坝、混凝土坝等施工中的常见方法, 是一种集振捣技术和混凝土浇筑技术为一体的综合工艺。这种施工技术在应用中打破了传统碾压施工模式, 是采用先进技术为依据的施工新方法, 因此具备机械化程度高、投资成本低、施工周期短和进度快的工作优势。在当今世界水利工程建设中, 普遍都采用了这一施工方法, 并且已经就建成了许多的水利工程。
根据巴西、美国以及法国等国家的水利施工案例分析得出, 碾压混凝土坝的施工大多都是以粗放型、快速模式为主的施工方法, 但在防渗、防裂和温度控制方面还存在着一定的欠缺, 这使得坝体结构在运行中会产生一些裂缝等不必要的隐患。但是如果在施工之中我们对于施工技术、施工进度进行严格控制, 那么这些问题都是可以有效避免的, 因此碾压混凝土重力坝施工仍然是一种可行、科学的施工技术。
2 高碾压混凝土重力坝防渗结构
近几年来, 我国高碾压混凝土重力坝施工技术得到了前所未有的发展, 施工技术也取得了重大突破, 同时在水利工程建设中, 这种坝体结构已成为整个工程施工的焦点问题, 其施工工艺和施工方法都发生了重大变化。尤其是在防渗结构施工中, 更是发生了翻天覆地的变化, 为我国经济的持续、稳定发展奠定了基础。
2.1 高碾压混凝土重力坝施工
在我国当前的水利工程施工中, 如果采用了高碾压混凝土重力坝作为坝体施工方法, 那么在施工中混凝土级配必然会控制在二级以上, 且混凝土结构为良好的防渗结构, 这种施工技术已经广泛的应用在我国各地水利施工当中, 其设计、施工等技术日臻完善, 但是也存在着一定的技术难点和缺陷, 需要我们在未来工作中进行总结和优化。
2.2 碾压混凝土重力坝渗流特性分析
在我国的高碾压混凝土重力坝施工当中, 由于碾压混凝土是由多个不同的薄层碾压而成的, 在施工中必然会产生施工间歇, 这些间歇也就是我们在工作中常说的层与层之间的缝隙, 一旦在施工中这些缝隙得不到有效的处理和解决, 那么必然会在施工中产生裂缝面, 在理论上产生水力隙宽, 这给坝体渗流提供了便利, 也是高碾压混凝土重力坝渗流问题出现的主要原因, 因此在目前的施工中我们有必要对这些问题进行总结和处理。
2.3 高碾压混凝土重力坝渗流控制的目的与原则
通过对高碾压混凝土渗流特性和产生原因分析, 在目前的工作中常见的渗流控制方法主要利用分为降低坝体层面压力、减少渗透水量和防渗体系厚度的减少三个方面, 在目前的工作中我们主要是针对这三个方面做分析。在工作中, 前两种控制方法的应用都是通过在坝体上有设置防渗层, 从而达到防渗的目的, 而最后一方面则是加设科学的防渗环节, 从而减少缝隙的出现, 且要求防渗体的渗透系数最好要小于坝体垂直向的渗透系数。
2.4 碾压混凝土坝防渗结构型式分析
通常在碾压混凝土坝体与坝基之间浇筑一层常态混凝土垫层, 在坝体上下游面设115~3.5 m厚的常态混凝土作为防渗体, 上下游防渗体与坝体碾压混凝土同步搭接浇筑上升。从实践情况看, 防渗效果良好, 可靠性高。但缺点也很明显, 常态混凝土所占的比例过大, 施工工艺复杂, 施工工序甚至超过了常态混凝土坝, 对碾压混凝土施工干扰大, 难以充分发挥优势, 防渗体易产生的贯穿性温度裂缝会严重影响防渗效果。
2.4.1 钢筋混凝土面板防渗结构
钢筋混凝土面板防渗结构通过面板的分缝来避免防渗体产生过大的温度应力, 通过布设钢筋来限制裂缝的扩展, 防渗效果良好。面板的施工既可以先于碾压混凝土的铺筑, 达一定强度后作为碾压混凝土施工时的模板, 也可以滞后于坝体铺筑, 选择适宜的条件单独施工, 充分发挥碾压混凝土的施工优势。经研究, 面板后于坝体施工更有利于面板的防渗作用。但钢筋混凝土面板分缝较多, 必须布置严格的止水设施, 同时温度应力对面板防渗的影响仍然较大, 坝体与面板之间的变形和受力特性较复杂。使用面板防渗结构后的坝体可不用二级配碾压混凝土。
2.4.2 碾压混凝土自身防渗
在坝上游面一定范围内使用小骨料、高胶凝材料含量 (为防止过大温度应力, 通常采用多粉煤灰, 少水泥的配比) 的二级配碾压混凝土作为大坝的防渗结构。它充分发挥碾压混凝土的各种优势, 又较经济。存在的问题是二级配碾压混凝土中同样存在众多的层面, 自身也为强渗透各向异性体, 它只能降低大坝渗流量, 无法有效地降低层面上的扬压力, 因此防渗效果难以保证。另外, 二级配碾压混凝土结构防渗能力主要取决于层面的抗渗处理效果, 而层面的结合质量具有不确定性, 影响和干扰的因素很多, 且现场不易控制和检测。因此, 工程上一般多采用以碾压混凝土自身防渗为基础的联合防渗结构型式, 在坝上游面再辅与变态混凝土或PVC薄膜或沥青混合料或乳胶涂层等。
结束语
降低坝体层面上的扬压力、限制渗流量及提高坝体的耐久性是碾压混凝土坝防渗结构和排水设施设计的三大要求。同时, 防渗结构的选取应尽可能减小对坝体碾压混凝土施工的干扰, 充分发挥碾压混凝土快速施工的优点。
摘要：自混凝土施工技术在水利工程中应用以来, 水利事业飞速前进的同时也促进了混凝土施工方法的革新。碾压混凝土施工技术便是在这种时代背景下产生的一种施工新方法, 被广泛的应用在世界多国的水利建设中, 有关施工方法和技术手段也发生了翻天覆地的变化。本文从碾压混凝土施工要点入手, 阐述了高碾压混凝土重力坝施工技术要点。
关键词：高碾压混凝土,水利工程,重力坝,防渗结构
参考文献
[1]朱岳明, 张燎军, 黄文雄, 狄原涪, 欧红光, 周建平.龙滩高碾压混凝土重力坝的渗控设计研究[J].水利学报, 1997 (3) .
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[3]朱岳明, 匡峰, 冯树荣, 孙君森, 王红斌, 欧红光, 狄原涪.高碾压混凝土重力坝防渗结构型式研究[J].水力发电, 2003 (11) .
防渗结构 第6篇
一、复合土工膜的定义
土工复合材料,是指将土工膜、土工织物与某些土工合成材料中的两种或者两种以上材料组合起来[1]。这类复合材料能将材料的特性进行有机组合,从而满足工程的需求。不同的项目工程对土工复合材料的综合要求不同,因而土工复合材料具有丰富多样的品种,复合土工膜就是其中之一。复合土工膜就是将土工膜与土工织物复合在一起而成的产品,其中,土工织物包括织造型织物与非织造型织物。在工程建设中,非织造型的针刺土工织物应用次数较多,其单位面积的质量大致为200到600克每平方米。制造复合土工膜有两种方法:第一,把土工织物和膜共同压制而成;第二,在土工织物上抹上聚合物,使之形成二层、三层、五层的复合土工膜。
二、复合土工膜的防渗结构工艺设计
1)规格选择。影响复合土工膜的规格选择的因素包括下垫层的平整程度、材料的拉应力、弹性模量、覆盖层的最大粒径与最大水头等等。在设计复合土工膜的厚度时,还需要考虑水压强度、气候、埋压条件以及使用寿命等因素,并根据相关法律法规确定复合土工膜的厚度。2)材料选择。在进行工程选料时,选择土工膜的依据有:a.力学特性。PE膜与PVC膜的拉伸强度差距无几,但PE膜和砂的摩擦系数明显小于PVC膜与砂的摩擦系数。b.可连接性。复合土工膜在应用时需要把幅与幅连接起来,从而形成完整的防渗膜体。PE膜的连接方式仅是加热熔合,PVC膜还可用特殊粘合剂粘接。c.经济性。目前两者价格大致相同,但同等厚度下,PE膜的价格相对较少,而PVC膜的幅宽较大,二者各有优势。因此,在工程建设中,施工人员要结合工程的具体情况,综合考虑优缺点,合理选择复合土工膜。3)防渗结构层的设计。以水坝工程的建设为例,因坝体与底层图层是细粒土,经过平整夯实后可以直接铺上复合土工膜,所以可减去下垫层,则其防渗结构层自下而上为支持层、防渗层、上垫层、防护层。4)计算防渗结构的稳定性。在实际的工程项目建设中,施工人员要充分了解工程建设情况与外部环境,根据坡度的差异性与水流等情况进行核算[2],计算复合土工膜的抗滑稳定安全系数K=f/tga(f=上垫层和复合土工膜的摩擦系数,a=坝体坡度的坡角)。
三、防渗斜墙的设计施工工艺
(一)施工准备
1)检测复合土工膜的材料的各项指标质量,确保其符合设计标准。2)保证坡面的平整性、密实性与光滑程度,经验收合格后才能铺设土工膜。3)尽可能采用宽幅的复合土工膜,根据实际情况“量体裁衣”。
(二)铺设方法
在平地将4米窄幅焊接成20米宽幅,沿坡面从上至下,垂直坝体轴线的方向进行铺设。经验收合格后,从坝堤顶部向堤脚沿垂直展铺,于坡脚的齿槽外顶处和库底的土工膜相接。验收后,从齿槽外顶展铺至库内25米处。在铺设复合土工膜时,应选在干燥、暖和的天气,采取波浪形的松弛铺设方式,使富余度在1.5%左右。施工人员要及时拉平复合土工膜使之无褶皱,发现损坏的复合土工膜,应及时修补。
(三)焊接
1)试焊。为保证焊接质量,施工人员应进行复合土工膜的试焊。试焊样品长度应在1米以上,且需综合考虑试焊当天的温度与环境[3]。通过试焊,施工人员可以合理调整正式焊接时的施工状态,进而确定焊接复合土工膜的温度、速度与压力。试焊结束后,检测焊接样品的质量是否合格,若达不到要求,需重新进行试焊,直到符合焊接规范。2)焊接准备工作。运用热合焊机进行焊接。在焊接前,施工人员应先铺设好第一幅复合土工膜,并翻叠需焊接的边,翻叠的宽约为0.6米,再将第二幅铺在第一幅上,调整二者焊接的边缘走向,使其搭接长度为0.1米。在焊接前,要将土工膜上附着的杂物清理干净,确保膜体表面的整洁性。3)双缝热合焊接。检查土工膜间的搭接宽度。在焊接前,严格清理土工膜表面的灰尘、污物和水分,确保膜面的干燥、清洁。4)挤压熔焊机焊接。双缝热合焊接主要是用于复合土工膜的长直焊缝;而非长直焊缝、局部修补与加强处理等则用热熔挤压进行焊接。焊接时,应将机头对准接缝处,避免出现焊偏、滑焊和跳焊的情况。施工人员应根据当天的气温及时冷却处理焊缝;挤压熔焊被迫中断时,应逐渐减少焊条的挤出量,不能突然中断土工膜的焊接工作。
(四)锚固
锚固可分为上部和坝顶的锚固,库底和防渗铺盖的锚固,铺设时复合土工膜应贴紧沟内侧,并于沟槽内填土。
四、结语
与传统防渗材料相比,复合土工膜具有防滑效果佳、抗穿透力强和表面摩擦力较大的优点,因而在施工中被广泛应用。在施工时,要科学设计,严把质量关。施工时要细心检查基面,保证基面的平整程度。同时要加强对复合土工膜的保护,避免造成损伤,并严格按照相关规定施工,保证施工质量。
参考文献
[1]姜晓桢,束一鸣.高面膜堆石坝防渗结构受力变形数值分析方法——高面膜堆石坝关键技术(四)[J].水利水电科技进展,2015,01(34):23-28.
防渗抗裂技术在池类结构中的应用 第7篇
关键词：池类混凝土结构,防渗抗裂技术,应用
0前言
苏州市吴中区城南(城区)污水处理厂工程处在苏州市东湖路的东面,占地面积约10.27公顷,所建的池类工程主要为进水粗格栅及提升泵房、细格栅及曝气沉砂池、初沉池及污泥泵房、A2O生化反应池、二沉池及配水井、紫外线消毒池、污泥处理间、污泥投配池等。按照设计要求,混凝土表面清水混凝土,抗渗等级均为P8,混凝土强度等级有C30、C35、C40三种。本工程池类构筑物混凝土浇筑量大,单体容积大,平面尺寸大等特点,为达到彻底解决防渗漏的要求,在设计和施工过程中采用较为全面的防渗、抗裂技术措施。
1高性能膨胀抗裂剂的应用
根据本工程设计混凝土防渗等级高(P8)的特点,综合考虑市场上不同品种防渗剂的技术要求,我们采用了武汉三源特种建材有限责任公司生产的SY-G型高性能膨胀抗裂剂。
1.1 机 理
本产品采用回转窑生产的特种膨胀熟料-硫铝酸钙(CAS)及铝酸钙(CA)为主要成分,配入适量硬石膏及混凝土活化剂,经过特殊工艺处理而成。该膨胀抗裂剂掺入到水泥混凝土后发生水化作用,生成大量膨胀性结晶水化物即水化硫铝酸和铝酸钙,使混凝土产生适度膨胀,在一定的预应力筋约束条件下,使混凝土内部建立0.2～0.7 MPa 预压应力,可以抵消由于混凝土干缩、渐变等引起的拉应力,从而减小了混凝土收缩,并使混凝土密实,提高了混凝土的抗裂防渗性能。
1.2 产品技术性能
掺量:防水混凝土掺量胶凝材料6～8%,补偿收缩混凝土掺胶凝材料8～10%。
细度:<12%,比表面积250～350 m2/kg。
限制膨胀率:水中7d≥0.025%,水中28 d≤0.10%,空气中21d≥-0.02%。
抗压强度:不低于基准混凝土,凝结时间与混凝土相同,对坍落度无影响。
耐久性能:抗渗等级>P30,抗冻等级>F150,不含氯离子,对钢筋无锈蚀作用,抗化学侵蚀、耐磨性、抗碳化能力优于普通混凝土,无毒、无味,对水质无影响。
与化学外加剂适应性好,碱含量低,并能降低混凝土水化热10～15%以上。
1.3 配合比设计
由工地实验室进行试配,28 d后抗压强度以及抗渗强度均满足设计要求,实验室配比单见表1。
1.4 使用方法
根据实验室配合比,考虑现场砂的含水率,转换成施工配合比。所掺入的SY-G用量随混凝土细骨料一同加入搅拌,运至现场进行浇筑,使用方便。
1.5 使用效果
在池类满水试验中,局部存在有渗漏现象,但经一星期左右的时间,渗漏部位毛细孔全部自行封闭,不再渗水,效果良好。
2无缝施工法在大型池底板中的应用
本工程中的初沉池,底板直径31.3 m,二沉池底板直径46.3 m,厚度为450 mm,混凝土强度等级为C30,池壁为圆形的整体池壁,采用了无粘结预应力技术。为了让底板一次性成型,加快上下结构施工的进度,采用在底板结构收缩应力最大的部位设置加强带。
加强带就是在结构收缩应力最大的地方高比例掺加具有膨胀性的外加剂,使加强带相应产生较大的膨胀来补偿结构的收缩。所以,池类混凝土中均添加8%的高性能膨胀抗裂剂,而在加强带内混凝土强度提高一个等级,采用C35的混凝土,混凝土膨胀剂的添加比例提高到10%,起到完全的补偿收缩混凝土的作用(见图1)。
本工程中四个初沉池,四个二沉池为污水处理系统中主要的构筑物,个数多、占地面积大,底板全部采用无缝施工法,浇筑混凝土面积约为10 000 m2,加快了施工进度,取得很好的经济效益和社会效益。
3特大型池体结构混凝土采用跳仓浇筑技术
本工程中A2O生化反应池长95 m、宽87 m,底板最厚处为900 cm,墙体厚度最大为900 cm,墙高为7.9 m,整个池体用伸缩缝将墙体和底板断开,为了降低大体积混凝土混凝土的收缩和水泥水化热的影响,短时间内释放混凝土高温应力,在池体施工中,采用跳仓浇筑技术,即按20～30 m的间距跳仓浇筑,块体浇筑时间间隔7～10 d,伸缩缝中设中埋式橡胶止水带避免渗漏,在块与块之间用采用ϕ25的圆钢做传立杆,保持池体的整体性。具体浇筑顺序见图2。
4混凝土后浇带的应用
本工程中细格栅与曝气沉砂池两个池连成一个整体,由于这两个水池的容积相差较大,水位高差也较大,一旦荷载加上去很容易造成连接处混凝土产生裂缝而渗水,因此,在结构施工时,连接部位设1 m宽的后浇带,后浇带施工的停滞时间除满足规范要求外,还需待两个池体的满水试验完毕后,也就是说达到完全荷载,沉降稳定后再浇筑后浇带的混凝土,混凝土的强度等级及配比与加强带的混凝土相同。后浇带的设置见图3。
5预应力技术的应用
初沉池墙壁周长为95 m,高4 m,二沉池的墙壁周长141 m,高5.1 m,墙厚均为350 mm,整个墙壁均无伸缩缝及施工缝,为提高池壁结构的抗裂性能,在设计中采用了无粘结预应力技术,就是预先给混凝土墙施工预压力,使墙在荷载作用下,其外边缘产生的拉应力完全或部分被预压应力所抵消,因而避免混凝土出现裂缝而渗水。具体情况见图4～6。
在本工程中预应力张拉特别注意两点:①从顶、底端分别向下、向上同时张拉错位60°的环向预应力筋;②池壁环向每周三段预应力筋同时张拉,以防止未张拉池壁内产生受拉裂缝。
张拉顺序见图8初沉池池壁预应力张拉顺序详图。
6遇水膨胀止水条的应用
所有墙壁施工缝内设BW遇水膨胀止水条20×30。安装止水条时,要求把施工缝周边浮渣清扫干净,钉设在混凝土墙板的施工缝中部,在混凝土浇筑前要保持止水条的干燥,这样才能确保止水条的正常作用,即在被混凝土包裹状态下,遇水膨胀,封堵施工缝,阻隔外侧水的浸入,达到抗渗、抗漏水的效果。
7结束语
该工程通过采用以上防渗、抗裂技术措施,提高了工程实体的防身抗裂性能,有效的保证了该项目的池体工程不漏水、渗水,保证了工程质量。同时以上方法的综合应用,也为类似工程的设计、施工提供了参考价值。
参考文献
[1]最新水利水电防渗工程施工工艺与技术标准实用手册[M].合肥:安徽音像出版社,2004.
防渗结构 第8篇
毛尔盖水电站地处四川省黑水河中游到河石坝地段, 该水电站由直心墙堆石坝作为拦河大坝, 心墙底高程为1991m, 坝顶高程为2133m, 坝顶宽12m, 坝址区覆盖层厚度为30~50m, 最大坝高为147m, 采用高坝引水式开发[1]。毛尔盖水电站大坝在深厚覆盖层的防渗处理中广泛应用混凝土防渗墙, 已逐渐成为深厚覆盖层防渗处理的重要手段, 因为它具有防渗效果好、施工速度快、成本低等优点。防渗墙最大深度为51187m。
1 工程概况
毛尔盖水电站厂房紧邻河床, 主机间地基又有着较大的开挖深度。围堰覆盖层地基涌水是基坑开挖时面临的问题。为确保基坑开挖顺利施工, 设计决定采用高压喷射注浆技术对围堰地基进行防渗处理。水电站的由单排旋喷桩柱搭接形成高喷防渗墙。毛尔盖水电站为大 (2) 型混合式单一发电工程, 是黑水河流域水电规划二库五级方案开发的第3个梯级电站, 电站总装机容量420MW[2]。首部枢纽由放空洞、溢洪道、挡水建筑物组成。
2 毛尔盖水电站防渗墙施工结构
2.1 毛尔盖水电站大坝防渗体连接形式
大坝防渗体系中深厚覆盖层中土石坝防渗体与防渗墙的连接, 既是防渗的关键性因素是也是防渗的薄弱环节。一旦出现防渗墙及附近心墙土体防渗失效问题, 则很难修补。对土质防渗体底部的防渗性能和应力也有重要影响, 对防渗墙的安全和应力状态有着决定性的影响。参考我院瀑布沟、硗碛等项目的设计经验, 毛尔盖水电站采用顶部设置防渗心墙与灌浆廊道连接的型式。这种连接型式的最大优点是廊道沉降小, 因为廊道设置在防渗墙顶端, 方便墙底基岩帷幕灌浆施工, 不占直线工期, 同时当大坝运行后, 防渗系统出现异常破坏时也具备补救条件, 从而更能有效保障防渗系统的安全运行;但是他也有一定的缺点:防渗墙内应力较高。这是因为防渗墙不单单承受墙体两侧土体沉降产生的下拽力, 同时还要分担廊道传下来的坝体荷载。廊道与防渗墙之间宜采用减缓这种内应力的刚性连接, 来保证止水系统能够可靠地运行 (见图1) 。
目前主要有通过防渗墙直接插入心墙内部和混凝土廊道连接两种形式来连接混凝土防渗墙与坝体防渗体心墙。对后者, 廊道可作为防渗墙灌浆施工的场地和通道, 兼起大坝内部变形、水压观测、应力作用, 通过廊道还可对防渗墙的一些施工缺陷进行修补。廊道与防渗墙的连接主要有三种形式, 分别是:空接头、软接头和刚性接头。空接头, 可以减小廊道传给防渗墙顶的应力, 它是在廊道底座与混凝土防渗墙顶部之间留有保证在大坝填筑期间保证坝体的填筑荷载不会直接经由廊道传给混凝土防渗墙的足够大的空间, 也就是廊道底座与混凝土防渗墙在坝体填筑期间相互不接触。在大坝蓄水之前顶部空接头用混凝土全部封堵完毕, 使混凝土廊道与防渗墙连成1个整体。软接头, 它是廊道与混凝土防渗墙之间留有一定用来充填一部分具有防渗性能的塑胶材料的空隙。在坝体自重作用下, 随着坝体堆筑的上升, 空隙逐渐被压缩闭合, 之前的塑胶材料被挤出空隙, 直到廊道和防渗墙之间直接接触贴紧。软接头的厚度越大, 它的作用也就越显著, 然而接头构造也相应的更加复杂。应用软接头的典型工程就是德国的Brombach大坝[3]。刚性接头, 即廊道底座与混凝土防渗墙采用刚性连接, 国内硗碛水电站开创性的用这种接头形式, 随后狮子坪、瀑布沟心墙堆石坝也先后采用这种形式。
防渗体连接形式选择的原则是:曾有成功的案例、防渗体混凝结构内应力适中、结构功效尽可能大、投资适度等。推荐的连接形式之一就是防渗墙直接插入心墙内部的方式, 采取插入式的形式, 墙内的压应力一般都不如采取防渗墙连接廊道, 这是因为附近土体因沉降产生较大的拖曳力。以及廊道顶托的心墙自身有较大质量。但有时插入式防渗墙内也有相当高的压应力, 如小浪底斜心墙堆石坝工程, 它墙下部的防渗墙最大压应力达到50MPa。即使选择防渗墙接廊道的连接形式, 防渗墙内的应力也比小浪底水利工程的小。这是由河床的宽窄和大坝河床覆盖层的变形模量决定的。
2.2 防渗墙厚度
防渗墙厚度主要由混凝土的耐久性、墙体的应力、现有造孔机械设备能力、渗透坡降和施工技术水平等因素来确定。
2.3 土石坝筑坝材料设计
土石坝是世界各国水利水电工程上广泛采用的坝型, 这是因为它具有就地取材、对地基条件良好的适应性、施工机械化程度高、造价较低等优点。土石坝地基常选在深厚覆盖层上, 国内外有许多应用混凝土防渗墙技术成功经验, 如狮子坪、跷碛、瀑布沟、长河坝等堆石坝工程, 如表1所示。
当施工开始后, 需要对大坝填筑料的适时检测, 对土石坝进行动态设计。因为施工过程中设计人员可以检测设计的合理性。前期工作, 只是基于勘探试验方法的一种判断与推测, 作出的设计也有许多不完善之处等待实际施工的检验。因为在施工时, 开挖最大限度的揭露了设计范围内料场的土料情况, 做出更精确的判断。对不完善、不合理的地方进行及时的修改或补充。这样不仅可以降低工程造价, 同时也有可能避免原设计中可能存在的安全隐患。
2.4 廊道结构型式
抛物线型的廊道外轮廓, 不仅可以改善交界面处心墙的应力和变形, 还可以减少传给下部混凝土防渗墙的应力, 在廊道顶部设接触粘土, 可以减少坝体传给廊道的压力, 增强该处抗渗变形能力, 以改善防渗墙的应力。廊道为方圆型, 内部尺寸为3.5m×4m, 与在廊道内进行帷幕灌浆的尺寸要求相符合。
2.5 砾石土的渗透性及稳定性研究
随着施工碾压过程, 研究了心墙料砾石土的渗透特性。在不同填筑高程取样若干组采用注水法进行现场渗透试验。为了保护土体, 常采用反滤层保护, 避免在边界面上发生流土、管涌、冲刷等现象破坏渗透, 来提高土体的渗透稳定性既不至于将土粒带走, 又能使渗透水自由流出。基于毛尔盖水电站大坝心墙料具有很大的复杂性, 选取上包线、下包线、平均线对应级配、密度作为室内试验控制条件来进行相关的渗透试验。其中, 心墙料的级配在设计包线范围之内。
3 心墙坝面质量控制
砾石土心墙坝面质量控制主要包括:接缝施工、层面平整度、跨心墙施工道路保护措施、填筑厚度及边线、工序控制等。针对颗粒级配和土料特性, 按照设计碾压试验技术要求, 经对分析, 施工参数最终选择了碾压12遍、摊铺35cm, 得到满足设计要求的干密度和压实度。实施过程中, 运用人工记录及抽检和监理工程师巡查、GPS碾压监控系统, 使控制施工质量。除此而外, 本工程属高寒、高海拔地区, 12~2月为严寒冬季, 每年6~9月为雨季, 为实现在这些严峻天气中连续施工, 就需要通过研究在特定气温条件下土料的冻结特性, 寻求经济的的辅助保温措施, 尽量自然条件对施工的影响。可以采取以下措施: (1) 参考天气预报和地区气候, 提前做好下雨的准备。 (2) 下雨之后严禁踩踏心墙的坝面, 更要严禁车辆通行。及时清除表面稀泥, 或经翻晒、晾晒处理, 才能复工。 (3) 冬季选择正温时段, 正常填筑土料。 (4) 严寒夜晚用军用帆布或军用棉被覆盖, 早上气温升高时快速解冻。 (5) 冬季遇到恶劣天气导致连续停工数日时, 为了对已填筑心墙保温, 一般铺设50cm左右厚的土料, 在恢复施工时予以清除[4]。
4 结论
综上所述, 毛尔盖水电站大坝2009年12月开始填筑砾石土心墙, 月最高上升16m, 月平均上升7.8m, 月最大强度17.9万m3, 月平均强度10.2万m3。2011年3月实现了提前8个月汛前下闸蓄水的节点目标, 这些成果都反映了渗流、大坝变形符合渗流场和土石坝变形基本规律, 大坝运行正常。通过对毛尔盖水电站大坝防渗体连接形式的选择、防渗体连接形式、防渗墙厚度、土石坝筑坝材料设计以及廊道结构型式的分析和研究, 分析了毛尔盖水电站大坝施工过程中的一些选择, 为工程的顺利、高效的进行提供了有效地参考。
参考文献
[1]谢红英.毛尔盖水电站防渗墙结构设计[J].四川水力发电, 2011 (12) :249~251.
[2]李建国.土石坝筑坝材料动态设计思路及其工程应用[J].四川地质学报, 2011 (11) :52~55.
[3]田景元.毛尔盖心墙堆石坝防渗墙与坝体防渗体连接形式[J].水利水电科技进展, 2010 (8) :41~45.