洪澤湖大堤除險加固工程中的堤防防滲技術(shù)

洪澤湖大堤除險加固工程中的堤防防滲技術(shù)

1防洪工程措施洪澤湖水庫是洪澤湖防止和儲存淮河上游洪水的重要節(jié)水工程。負責防洪、灌溉、交通運輸、水產(chǎn)養(yǎng)殖和生態(tài)調(diào)節(jié)。下游2600多萬人口、3000多萬人口和許多重要基礎(chǔ)設(shè)施。由于大堤建設(shè)年代久遠,歷經(jīng)興毀,決而復(fù)堵,毀而重建,堤內(nèi)留有許多亂石堆、埽工、淤泥等隱患,雖經(jīng)多次加固,均未徹底解決,部分隱患危及大堤安全。為徹底消除隱患,達到堤基防滲的目的,經(jīng)省水利廳批準,采用高壓擺噴垂直截滲墻技術(shù)對堤防堤基進行截滲處理。2垂直截滲墻截滲工藝試驗及施工質(zhì)量控制工程高壓擺噴采用三重管雙高壓擺動噴射注漿,由于不同地質(zhì)條件下擺噴施工時采用的高壓泵壓力、噴頭提升速度、噴射間距、水灰比以及對接角度都會影響成墻質(zhì)量,故為使工程垂直截滲墻截滲效果更好,施工工藝更合理,根據(jù)《水利水電工程高壓噴射灌漿技術(shù)規(guī)范》(DL/T5200-2004)有關(guān)技術(shù)條款的要求,對工程采用高壓擺噴噴孔間距、各項施工參數(shù)(提升速度、氣水漿的泵壓力)、漿液性能要求、墻體防滲性能進行工藝試驗,并在施工工藝上通過總結(jié)指導(dǎo)后續(xù)施工。3試驗技術(shù)要求3.1堤基32層體系根據(jù)設(shè)計要求高噴截滲墻采用直線對接法,對接角度暫定為30°(±15°擺噴),噴水孔間距暫定1.4m,高壓擺噴成墻,墻體平均厚度不小于10cm,墻體嵌入(3)2層上層土100cm,下層土50cm,墻體滲透系數(shù)小于A×10-6cm/s(1≤A≤9),28d抗壓強度不小于1.0MPa。高噴需布置先導(dǎo)孔,以探明堤基(3)2層分布情況。通過先導(dǎo)孔采取芯樣以核對地層,必要時需做動力觸探試驗。先導(dǎo)孔的深度超過墻底深度0.3m,間距為30m左右。3.2孔距和提升速度根據(jù)常規(guī)三管法高噴工藝參數(shù),擬定洪澤湖大堤高壓擺噴垂直截滲墻試驗段各項參數(shù)為:擺噴角30°,孔距分別為1.3m、1.4m、1.5m,提升速度分別為13cm/min、15cm/min、18cm/min,水壓力35~45MPa,氣壓0.5~0.7MPa,注漿壓力0.5~1.0MPa,水灰比1.0,漿量80L/min。3.3試驗段堤基的分布根據(jù)工程現(xiàn)場條件及地質(zhì)結(jié)構(gòu)分布圖,選定大堤樁號K40+350~K40+450(100m)作為試驗段,該段堤基廣泛分布(2)2層、(3)1層粘性土,以及(3)2層、(6)層砂性土,(6)層砂性土頂面底面高程起伏較大。4試驗方法和質(zhì)量控制4.1高壓噴射孔間距試驗采用三管擺噴法,分別輸送氣、漿、水3種介質(zhì)到灌漿管,利用高壓水噴射沖切擠壓土體,高壓漿射流切割地層,使?jié){液在切割范圍更好地與地層顆粒摻合。根據(jù)施工圖紙,先導(dǎo)孔間距為30m左右,試驗段為100m,高壓噴射孔間距為1.3m、1.4m、1.5m,分別取3組芯樣,核對地層,進一步探明堤基(3)2層分布情況。具體施工流程見圖1。4.2防滲墻頂、底高程控制在試驗段擺噴施工軸線上用鋼尺測放樁位,誤差不得大于5cm,用竹簽標定孔位,根據(jù)實測作業(yè)面高程控制防滲墻頂、底高程,以滿足墻體深度的要求。4.3防滲墻頂、底高程設(shè)計鉆孔前先布設(shè)先導(dǎo)孔,約30m布置1個,共3個,探明堤基(3)2層分布情況,以控制防滲墻頂、底高程;鉆機架設(shè)平穩(wěn),保證鉆機在鉆進過程中不移位,控制鉆孔垂直度不超過1/100,鉆進中用鋼卷尺測量校核鉆具長度,控制終孔有效深度應(yīng)超過設(shè)計墻底深度0.3m;認真做好鉆孔記錄,正確反映堤基底層特別是(3)2層情況。4.4施工工藝調(diào)節(jié)將高噴臺車移至孔口處,進行地面水、氣試噴,以檢查高噴系統(tǒng)工作是否正常,調(diào)節(jié)好各項施工工藝參數(shù)。然后開始下噴射管,下管深度要根據(jù)先導(dǎo)孔探測的深度進行控制,確保達到設(shè)計要求。下管過程中若遇到特殊情況,如孔內(nèi)阻塞、塌孔等,應(yīng)立即停止下管,將噴管提出地面,重新掃孔后再下管。4.5冒出孔口高噴作業(yè)噴射管下至設(shè)計深度后,送入符合設(shè)計要求的氣、漿、水。待注入漿液冒出孔口時,按試驗設(shè)計提升速度,自下而上進行高噴作業(yè)。在噴射過程中,需隨時記錄注漿流量、風量、壓力、旋轉(zhuǎn)和提升速度,以及噴射時間、用漿量、冒漿情況、壓力變化等。4.6冒漿注漿管保護如流量不變而壓力突然下降時,應(yīng)檢查各部位的泄露情況,必要時拔出注漿管,檢查密封性能;如出現(xiàn)不冒漿或斷續(xù)冒漿時,若系土質(zhì)松軟則視為正?，F(xiàn)象,若系附近有空洞、通道,則應(yīng)不提升注漿管繼續(xù)注漿直至冒漿為止或拔出注漿管待漿液凝固后重新注漿;如在大量冒漿壓力稍有下降時,可能系注漿管被擊穿或有孔洞,使噴射能力降低,需拔出注漿管進行檢查;如壓力徒增超過最高限值,流量為零,停機后壓力仍不變動時,則可能系噴嘴堵塞,應(yīng)拔管疏通噴嘴。如噴射過程中因故中斷或因加接噴射管等停噴,在恢復(fù)施工時,重復(fù)擺噴灌漿搭接長度應(yīng)不小于50cm。5試驗結(jié)論、試驗5.1平均墻體厚度高壓擺噴試驗段完成21d后,施工人員按試驗段1.3m、1.4m、1.5m開挖了3個探坑,通過目測檢測了防滲墻連接情況、墻體厚度、密實度,并委托有資質(zhì)單位對墻體進行鉆芯取樣,對室內(nèi)無側(cè)限抗壓強度、滲透系數(shù)進行了檢測。檢測結(jié)果表明,擺噴孔距1.3m、1.4m、1.5m的平均墻體厚度分別為10.5cm、10.0cm、11.0cm,平均抗壓強度分別為5.02MPa、5.43MPa、4.41MPa,平均滲透系數(shù)為2.13×10-6cm/s、1.96×10-6cm/s、1.92×10-6cm/s。通過現(xiàn)場施工記錄及檢測結(jié)果比照,采用水壓35~38MPa,氣壓0.5~0.7MPa,漿壓0.7~1.0MPa,成墻最小厚度為10~11cm;采用水壓40~45MPa,氣壓0.5~0.7MPa,漿壓1.0~1.5MPa,成墻最小厚度為12~15cm。對比結(jié)果反映,隨水壓、氣壓、漿壓數(shù)值增大,墻體厚度也隨之增大;在18cm/min的提升速度下,墻體芯樣不夠完整,局部破碎,15cm/min的提升速度下,墻體芯樣基本完整,水泥漿液在土體中分布基本均勻,與土體膠結(jié)較好,強度較高。5.2推進水灰壓漿根據(jù)工藝試驗結(jié)果,綜合工程投資因素,洪澤湖大堤高壓擺噴截滲墻施工工藝參數(shù)采用:孔距1.4m,水壓大于40MPa,氣壓0.5~0.7MPa,漿壓不小于1.0MPa,提速15cm/min,擺速15次/min,水灰比1.0,漿液流量80L/min,提升速度13~