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实例分析大坝加固施工技术
RSS 打印 复制链接 发布时间:2018-01-17 16:47:21

  摘要:本文作者结合实际工作经验,实例分析了大坝加固施工技术,供同行参考。 

 关键词:实例分析;大坝加固;施工技术 

  中图分类号:TU984 文献标识码:A 文章编号: 

 水利工程建设是我国一项重要的基础设施建设,对我国经济的快速发展和人民生产生活具有十分重要的作用。所以我们应该加强对水利工程建设的重视程度,保证水利工程建设事业的快速发展。在水利工程中,大坝工程是其重要的组成部分,其质量的好坏直接影响水利工程建设的整体质量。 

  1 工程概况 

  本工程为一座以城市生活饮用水为主,兼顾防洪、下游农业灌溉综合开发利用等综合效益的小(一)型水利枢纽工程。水库枢纽工程由大坝、溢洪道和灌溉输水管组成。从地质资料可发现,坝基(肩)出露地层为强风化片麻岩,大坝清基不彻底,岩体裂隙较发育,透水性较强,具中等透水性,存在裂隙性渗漏问题。左、右坝肩强风化层岩体结构破碎,具中等透水性,存在浅层裂隙绕坝渗漏问题。大坝心墙填料最优含水率为19.4%,填土含水率不满足规范要求。填土干密度平均值15.6kN/m3,实际压实度为0.94。心墙填筑土料碾压不密实,压实度不能满足规范要求。 

  针对水库枢纽工程存在的主要问题及历年发生的险情,本次大坝工程主要任务为:1)大坝坝基、坝体采取充填灌浆处理,大坝心墙接高处理,下游反滤坝局部翻修,同时对大坝上游进行块石护坡;2)溢洪道完建,对堰体段底板及边墙进行砼护砌,对泄槽段与堰体连接段边墙采用浆砌石护砌、进水渠开挖浆砌石护坡。 

  2 施工导流 

  根据本工程的实际情况,本工程按如下方式进行施工导流。在本工程施工前,充分利用现有输水管将库水放空。在大坝上游新建块石护坡下部时,利用现有输水管进行导流。在输水管进口段及柱式塔施工期间,利用施工围堰挡水,进口段及柱式塔施工完成后,即可拆除施工围堰,利用工作闸门挡水。根据本工程实际情况,按照运行安全可靠、施工简便快速的原则,就地取材,采用土袋围堰,施工围堰按不过水围堰进行设计。 

  2.1 围堰布置。围堰按照保证建筑物周围至少留1.0m宽(不含支撑占位)作业面的原则进行布置,围堰采用编织袋装粘性土料堆砌而成,顶宽2.0m,内外边坡坡比1:2.0,据此确定围堰顶面总长50m,最大堰高3.56m; 

  2.2 围堰施工。围堰采用进占法施工,即由5t自卸汽车分别从两岸修戗台向中间合拢,围堰采用10t履带式推土机碾压。围堰拆除采用容量为1m3的挖掘机开挖,5t自卸汽车运至弃渣场。施工导流主要工程量为围堰粘土662m3,代料1 260m3。 

  3 大坝加固施工 

  本工程的大坝加固施工主要内容包括大坝充填灌浆、上游干砌石护坡、下游排水棱体及坝顶公路。 

  3.1 坝体充填灌浆施工 

  为了提高坝体的抗渗性,针对大坝坝体压实不密实等问题,对大坝坝体处理措施为充填灌浆。灌浆原则:稀浆开路,浓浆灌注,分序施灌,先疏后密,少灌多复,控制浆量。本工程大坝的充填灌浆包括灌浆钻孔、充填灌浆采用双排,孔距2.0m,主排孔位于心墙轴线上,副排孔位于主排孔上游0.8m。其施工程序为:钻孔→检查钻孔→制浆→灌浆→冒浆处理→复灌→封孔→孔位转移→质量检查,主要施工方法如下: 

  3.1.1 充填灌浆分Ⅲ序孔进行施工,采用150型钻机钻孔,因坝体较松软,裂缝分布较广。为使孔壁固结和密实上层土体,防止孔壁塌落,使用较大压力灌注深层缝穴,不致冒浆、串浆,采用自下而上分段灌浆,每孔段长5m~7m。充填灌浆孔深以达到基岩面为准; 

  3.1.2 灌浆量施工控制:灌浆采用定量灌注法,而不是灌至不吃浆为止,坚持“少灌多复”每孔每次平均灌注量以孔深计,每米孔深控制在0.2m3~0.3m3。灌浆压力控制在最大允许孔口压力以内; 

  3.1.3 灌浆施工时的压力控制。根据《土坝坝体灌浆技术规范》(SD266-88)及有关的工程的经验,确定注浆管上端孔口压力应小于200kPa。先采用小孔口压力灌浆,不吃浆时逐渐提高孔口灌浆压力,直至达最大孔口灌浆压力; 

  3.1.4 横向水平位移施工控制,大坝坝体灌浆时,坝顶上、下游两坝肩处横向水平位移一般要求控制在3cm以内。复灌次数:Ⅰ序孔8次~10次;Ⅱ、Ⅲ序孔5次~6次,不少于5次。间隔时间:主要以灌入坝体裂缝中浆体的固结状态来确定,应待前次灌入的泥浆基本固结后,并根据坝体的变形情况,再确定进行复灌,每次间隔时间不少于5天。为保证坝体灌浆质量和坝体安全,检验灌浆效果,在灌浆期间应进行观测; 

  3.1.5 充填灌浆观测施工。根据《土坝坝体灌浆技术规范》(SD266~88)要求,为了有效地确保坝体灌浆质量和坝体安全,检验灌浆效果,在灌浆期间应进行观测,观测项目包括表面变形、坝体深部位移、坝顶裂缝、坝体冒浆观测、渗流监测等。在灌浆过程中,应有专职观测人员负责观测工作,全面控制灌浆质量,及时发现和解决施工中出现的问题。水平位移(横向)观测:根据选定的观测断面,布设观测位移桩,可用木桩或砼柱。在灌浆期间,每天观测2次~4次。非灌浆期间,每5天观测1次。竖向位移(沉陷)观测:竖向位移应与水平位移桩相结合,并同时进行观测,以便进行资料分析。在灌浆前,至少应观测2次。灌浆期间,每天观测1次~2次,非灌浆期间,每5天观测1次。在灌浆时,坝顶上下游坝肩允许横向水平位移量要求控制在3cm以内,并在停灌后能够基本复原。本方案主要工程量为:充填灌浆造孔3 530m,充填灌浆2 523m。 

  3.2 坝基帷幕灌浆施工 

  为了了有效地增强大坝的防渗效果,彻底根除大坝安全隐患,针对该水库大坝坝基和坝肩岩层透水性强的问题,根据《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)的规定,对大坝坝基和坝肩进行帷幕灌浆处理。 

  3.2.1 帷幕灌浆的深度。帷幕的底线按坝基q=10Lu进行控制; 

  3.2.2 帷幕灌浆长度。大坝左、右坝肩帷幕长度参照规范规定为正常蓄水位与基岩透水率101u的交线,结合本工程实际,帷幕灌浆向左、右坝肩延伸10m; 

  3.2.3 帷幕灌浆孔距。根据坝基地质特点,大坝坝基和坝肩进行单排帷幕灌浆处理,帷幕孔距为2.0m; 

  3.2.4 灌注材料。以水泥灌浆为主,为了确保灌浆质量,要求使用42.5级普通硅酸盐水泥,细度要求通过4 900孔/cm2标准筛的筛余量不超过2%; 

  3.2.5 灌浆压力。采用自下而上的灌浆顺序,接触面的灌浆压力采用1kg/cm2~2kg/cm2。 

  3.3 上、下游护坡施工 

  大坝上游护坡的施工主要是对上游原坝面整平,铺设砂石垫层,然后干砌块石护坡。下游坝坡坡面修整,采用人工挖土,人工夯实,然后以人工搬运草皮并栽植。 

  4 输水管施工 

  本项目的输水管加固处理措施进口柱式塔拆除重建,砼拆除采用人工配合机械拆除,自卸汽车运输至水库外的荒地处,运距为1.0km。管身段箱涵砼施工采用0.4m3拌和机,胶轮车配合泻槽运至施工部位,插入式振捣器振捣。管身上部回填土方,要求心墙填料粘土压实度不小于96%,含粘率不小于25%,渗透系数不大于1×10-5cm/s,坝壳采用代料土填筑,代料土相对密度≥0.75,渗透系数大于1×10-3cm/s。 

  5 溢洪道施工 

  本工程的溢洪道施工主要包括堰体底板及边墙、进水渠、泄槽段、消力池等施工。溢洪道石方开挖主要是泄槽段及消力池的开挖成型到位,采用挖掘机开挖;石渣回填全部考虑利用原溢洪道弃料,采用羊角碾及蛙式打夯机分层碾压。砼和砌石包括堰体底板及边墙的砼和砌石。砼工程施工采用0.4 m3拌和机,胶轮车配合泻槽运至施工部位,同时还采取插入式振捣器振捣。 

  参考文献: 

  [1] 邱宜伦,戎善飞,张成方.岱山县栲门大坝加固工程的技术措施[J].浙江水利科技,2009,31(6). 

  [2] 廖树材.水库除险加固技术措施探讨[J].中国水运(理论版),2011,31(9). 

  [3] 郭彩红.关河水库除险加固设计[J].山西水利,2008,31(10). 

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