防渗墙堤防渗控技术中应用分析论文

一、堤防渗控技术

渗透破坏在堤防工程中非常普遍,要做好渗透破坏的除险加固工作,首先要了解渗透破坏属于哪种类型,并分析其形成的原因;然后根据渗流控制原则和具体的工程地质条件,选择经济合理的除险措施;最后按所选的措施进行精心施工,达到根除渗透破坏的目的。

砂卵石地基堤防的渗流问题及其所导致的渗透破坏(常称管涌)极大地威胁着堤防的安全。对如何控制渗流、采取何种措施,也经历了长期的探索、研究与实践。“前堵后排、保护出口”、“因地制宜”、“导压兼施”,都是通过大量实践所总结出的渗控原则。就渗控措施而言,大致可分为三类,即:截渗、压渗和排渗。截渗包括各类防渗墙和铺盖;压渗有堤后压浸平台、盖重和填塘;排渗有沟、井,反滤也列入其中。应该说,各种渗控措施都可解决一定的渗流稳定问题,有时甚至要采取多种措施综合治理,方可达到控制渗流保护,堤防安全的目的。

二、垂直防渗的一般施工技术

堤防渗流控制是一种控制堤身(基)内的渗流状态,如渗流水头、渗透坡降等在允许范围内,以保证大堤安全的手段。防渗分为水平防渗和垂直防渗,本文主要研究垂直防渗。

垂直防渗墙技术目前还没有确切定义,它是通过置换、填充、挤密、冻结及化学作用等手段在土(岩)层中形成一个垂直的防渗帷幕墙体,从而达到截水、阻水的目的。墙厚是依据堤内外水头作用的计算而确定的。全国公务员共同的天地－尽在（）目前国内外垂直防渗墙的成造工法多种多样,大体分为以下几类:

1、置换法

置换法就是利用机械将原地基土层挖,然后填充防渗的材料,在土体中形成一道起阻渗作用的墙体,从而达到防渗的目的。置换法主要是指地下连续墙。地下连续墙被广泛用于岩土工程和水工建筑中的地下基础防渗处理。

2、板桩墙工法

用木桩、钢板桩、板桩灌注墙。木桩是采用适宜的木料借助机械打入土层中而形成连续板桩。板桩灌注墙为挤密填充型防渗墙,是通过特制机械模板在震动冲击作用下,使土体受强迫振动作用而产生剪胀破坏或液化破坏,从而对土层进行挤压,达到一定深度,然后进行灌注浆(水泥砂浆或水泥粘土砂浆或水泥粉煤灰砂浆等)而形成墙体,分振动切槽(单模)和振动成模(双模)两种工法。此法适用于砂层、粉砂质粘土层、粘土质或含较小砾石的砂砾石层。

3、深层搅拌工法

它是用特制的单头或多头小直径搅拌机械,在向下搅动过程中,不断喷入水泥浆于土体,使土体最终形成水泥土墙体。依搅拌头不同,有单头、双头和三头搅拌方式。该法一般适于粘性土、砂层土、砂层。

4、高喷法

它是使用钻机成孔成槽,然后利用高压水切割土体并注入水泥浆,在冲切过程中不会使一定范围内的土体结构受到破坏,并与固化浆液强制混合,凝固后在土体中便形成具有一定性能和形状的固体墙体。它是半置换与固结防渗的结合体。按高喷方式不同有定喷、摆喷和旋喷。它不仅用于堤防防渗,也用于地基改良。

5、注浆法

该方法多以钻孔为主要手段,然后注入浆体,通过浆液的渗透作用而使土体在一定范围形成适宜的墙体。一般有粘土注浆、水泥注浆、化学注浆等。在具体使用时,应结合土层进行选择,特别是使用化学注浆时,还要注意环境污染。

6、土工膜防渗墙

土工合成材料目前已广泛用于水利、建筑、交通等施工领域。我国近期也逐渐用于防渗工程中。它主要是在已经成槽的地层中,用土工膜送入器将土工膜以单帷幕式或双帷幕的形式送入槽内,之后在槽内填充与地层同性质的土(或以土还土、以砂还砂),或填充其他柔性的材料起到阻水作用。在堤坝施工中土工膜是一种柔性防渗墙,也用于水平防渗铺盖。总的来说,其工艺简单,工效高,成本低适于广泛推广。

三、堤防垂直防渗墙工程应用

3.1相关工程实施方案

南京六合的山湖水库及河王坝水库除险加固工程。如采用堤内压盖方式防渗将涉及到堤内的搬迁问题,所需投资相当大,因而,堤内压盖方式对这两个工程是不可取的。垂直防渗方式加固造价相对堤内压盖方式要高全国公务员共同的天地－尽在（）,但是由于不涉及移民搬迁问题,施工周期短,因而综合费用相对要低得多,效益比也要远远大于堤内压盖方式加固。因此两处堤防除险加固确定采取垂直防渗措施。其中山湖水车库段采用的是多头小直径防渗墙,河王坝水库段采用的是帷幕灌浆的防渗方式。

3.2工程观测与效果评价

该两个工程堤防垂直防渗墙试验段施工完成后,对其效果进行了试验观测和计算分析。结果表明,试验段防渗墙对大堤的防渗作用显著,有效减弱了大堤内外的水力联系,降低了堤防内侧的出逸比降。经现场巡查发现,堤内以前有散浸的地方现在没有了;而没有完成防渗墙的堤内仍然有散浸现象。因此可以说,此两种方式施工的防渗墙质量良好,防渗效果都是明显的。

四、结论

针对垂直防渗墙在砂卵石地基中的贯入深度与地基最大渗透坡降的位置和大小变化的相关关系;垂直防渗墙在相对不透水地基中的贯入深度与地基最大渗透坡降的位置和大小变化的相关关系作系统的相关分析研究,研究成果表明:从随着垂直防渗墙在砂卵石地基中的贯入深度从逐步增加,堤中地下水的自由面位置并没有明显的变化,在堤内覆盖层中等势线的变化也不明显,而当垂直防渗墙完全贯穿了整个强透水层时,堤中地下水的自由面位置有了明显的降低,在堤内覆盖层中等势线也变得十分的稀疏,堤内各处的渗透坡降才有明显的降低;随着垂直防渗墙在相对不透水层基础中的贯入深全国公务员共同的天地－尽在（）度增加时,垂直防渗墙的底部附近的相对不透水层中的等势线有明显的变化,表明该处的渗透坡降有了较大的改变,当贯入深度超过1.5米后,渗透坡降的变化不是太大,因此贯入深度太大没有必要。