防渗墙

摘要防渗墙是修建在挡水建筑物地基透水地层中的防渗结构,是地下连续墙的一种特殊构造形式。其作用是控制地下渗流,减少渗透流量,保证建筑物地基渗透稳定,是解决深层覆盖中渗流的有效措施。 防渗墙类型 水工混凝土防渗墙的类型可按墙体结构型式、墙体材料、布置方式、成槽方法等划分: 墙体按材料可分...

防渗墙是修建在挡水建筑物地基透水地层中的防渗结构,是地下连续墙的一种特殊构造形式。其作用是控制地下渗流,减少渗透流量,保证建筑物地基渗透稳定,是解决深层覆盖中渗流的有效措施。

防渗墙类型

水工混凝土防渗墙的类型可按墙体结构型式、墙体材料、布置方式、成槽方法等划分:

墙体按材料可分为混凝土防渗墙、钢筋混凝土防渗墙、黏土混凝土防渗墙;

墙体按成槽方法可分为钻挖成槽防渗墙、射水成槽防渗墙、链斗成槽防渗墙、锯槽防渗墙;

按墙体结构型式可分为槽孔型防渗墙,桩柱型防渗墙。槽孔型是混凝土防渗墙的主要型式,是由一段段槽孔套接而成。它先施工的槽孔称一期槽孔,后施工的称二期槽孔,一、二期槽孔套接而成一道连续墙。桩柱体防渗墙由一个个桩柱套接而成。

防渗墙特点

防渗墙具备构造可靠、防渗效果好、能适应各种不同地层条件、施工简便、造价低等长处。

防渗墙运用

防渗墙施工技术的应用范围:

⑴控制闸、坝基础的渗流;

⑵控制土石围堰及其基础的渗流;

⑶防止泄 水建筑物下游基础的冲刷;

⑷加固一些有病害的土石坝及堤防工程;

⑸作为一般水工建 筑物基础的承重结构;

⑹拦截地下潜流,抬高地下水位,形成地下水库。

防渗墙施工程序

防渗墙施工工艺流程包括造孔前的准备工作、泥浆固壁与造孔成槽、终孔验收与清空换浆、槽孔浇筑、全墙质量验收等过程。

1、施工准备

(1)造孔前应根据防渗墙的设计要求,做好定位、定向工作。同时要沿防渗墙轴线安设导向槽,用于防止孔口坍塌,并起钻孔导向作用。

(2)导向槽安置好后,在槽侧铺设造孔钻机的轨道,安装钻机,修筑运输道路,架设动力和照明线路以及供水供浆管道,做好排水、排浆系统。

(3)在造孔过程中,需要注入泥浆。因泥浆比重大,有黏性,防止塌壁,要求泥浆面保持在导墙顶面以下30~50cm。

2、造孔

防渗墙开挖槽孔的机具主要有:冲击钻机、回转钻机、钢绳抓斗及液压铣槽机等。对于复杂多样的地层,一般要多种机具配套使用。

2.1钻孔法

用冲击式钻机开挖槽孔时,一般采用钻劈法,即“主孔钻进、副孔劈打”。它是利用冲击式钻机的钻头自重,首先钻凿主孔,当主孔钻到一定深度后,就为劈打副孔创造了临空面,使用冲击钻劈打副孔产生的碎渣。出渣方式有两种:利用泵吸设备将泥浆连同碎渣一起吸出槽外,通过再生处理后,泥浆可以循环使用;抽砂筒及接砂斗出渣,钻进与出渣间歇性作业。这种方法一般要求主孔先导8~12m,钻孔法老适用于砂卵石、全风化或半风化基岩地层。

2.2钻抓法

钻抓法,又称为“主孔钻进,副孔抓取”法。它是先用冲击钻或回转钻钻凿主孔,然后用抓斗抓挖副孔,副孔的宽度要求小于抓斗的有效作用宽度。这种方法可以充分发挥两种机具的优势,抓斗的效率高,而钻机可钻进不同深度地层。具体施工时,可以两钻一抓,也可以三钻两抓、四钻三抓,形成不同长度的槽孔。钻抓法主要适合于粒径较小的松散软弱地层。

2.3分层钻进法

分层钻进法也叫分层平打法,它是利用钻具的重量和钻头的回转切削作用,分层钻进,每层深度一般等于半根或一根钻杆的长度,为防止槽孔两端发生孔斜,两端钻孔应先行超前钻进,比预计要钻进的层深超深3~5m。分层下挖时,用砂泵经空心钻杆将土碴连同泥浆排出槽外。分层钻进法适用于细砂层或胶结的土层,不适于含有大粒径卵石或漂石的地层。

2.4开槽法

成孔液压开槽机主要由底盘、液压系统、工作装置(刀杆)、排渣系统、起重设施和电气系统等组成。采用液压双轮铣槽机,先从槽段一端开始铣削,然后逐层下挖成槽。液压双轮铣槽机是目前一种比较先进的防渗墙施工机械,它由两组相向旋转的铣切刀轮,对地层进行切削,这样可抵消地层的反作用力,保持设备的稳定,切削下来的碎屑集中在中心,由离心泥浆泵通过管道排出到地面。

3、泥浆及泥浆系统

建造槽孔时,孔内的泥浆具有支撑孔壁及悬浮、携带钻渣、冷却钻具的作用。因此,要求泥浆具有良好的物理性能、流变性能、稳定性能以及抗水泥污染的能力。造孔中,孔内泥浆面应保持在导墙顶面以下30~50cm。

根据施工条件、造孔工艺、经济技术指标等因素选择拌制泥浆的土料。优先选用膨润土。拌制泥浆的黏土,应进行物理试验、化学分析和矿物鉴定。施工中应从以下几方面控制泥浆的质量。

(1)施工现场定时测定泥浆的密度、黏度和含砂量,在实验室内进行胶体率、失水量、静切力等项试验,以全面评价泥浆质量和控制泥浆质量指标。

(2)严格按操作规程作业。

(3)应做好泥浆的再生净化和回收利用,以降低成本、保护环境。

4、终孔验收和清孔换浆

终孔验收的项目和要求符合有关规范,验收合格方准进行清孔换浆。清孔换浆的目的是清除回落在孔底的沉渣,换上新鲜泥浆,以保证混凝土和不透水层连接的质量。

5、水下混凝土浇筑

5.1浇筑方法

水下浇筑混凝土的方法有导管法、开底容器法。水下或泥浆中浇筑混凝土,目前多用导管法。其施工设备主要包括:混凝土运输车、混凝土料斗、存料漏斗、导管、护筒等。

5.2特点

防渗墙的混凝土浇筑和一般的混凝土浇筑不同,是在泥浆液面下进行的。泥浆下浇筑混凝土的主要特点如下:

(1)不允许泥浆与混凝土掺混形成泥浆夹层。

(2)确保混凝土与基础以及一二期混凝土之间的结合。

(3)连续浇筑,一气呵成。

5.3导管法

浇筑施工导管法浇筑施工包括压球、满管、提管排球、埋管、查管、连续浇筑、终浇等工序。

(1)按设计钻孔。

(2)将导管下沉到离基面5~10cm处。

(3)在存料漏斗的下口安放一个用布包裹的(木球塞或者预制混凝土半球塞、空心橡胶、塑料球),并用铁丝吊住。

(4)向存料斗倒满混凝土,剪断吊球塞的铁丝开管(此时混凝土会挤压球塞沿着导管迅速下落)。

(5)将导管向上稍微提升,球塞会从导管底口逸出,混凝土也随之涌出,并挤升一定高度,将导管底口埋没。距离太小易堵管,太大则要求漏斗及管内混凝土量较多。

(6)连续浇灌混凝土,之后边均衡地浇筑混凝土,边慢慢提起导管,导管下口必须始终保持在混凝土表面之下不小于1m且不宜超过6m。下口埋得越深,则混凝土顶面越平、质量越好,但混凝土浇筑也越难。混凝土面上升速度不应小于2m/h,在顶部卸去导管的各个管节,直到浇筑桩的设计高程。

防渗墙和帷幕灌浆区别

防渗墙和帷幕灌浆是水利工程中常见的防渗技术,它们有一些区别:

1、施工原理:

防渗墙是通过深层搅拌或锯槽法等技术,在土体中形成一道连续的墙体,以阻止水的渗透。这通常涉及将防渗材料注入土壤中,形成具有较高密实性的墙体。

帷幕灌浆是通过在土体内注入浆液,形成一系列纵向的帷幕结构,以阻止水的渗透。这种方法主要用于处理土体中的裂缝和孔隙,增强土体的密实性。

2、结构形式:

防渗墙通常是一道垂直于地表的墙体,可以穿越多层土体,形成一个有效的隔离屏障。

帷幕灌浆是一系列纵向的浆液帷幕,通过多个注浆点进行布置,覆盖特定区域的土体。

3、适用场景:

防渗墙适用于需要形成连续且较深的防渗隔离层的情况,如深层基坑、大坝、隧道等。

帷幕灌浆适用于处理土体中的局部渗透问题,如土体裂缝、孔隙,以及对土体进行局部强化。

4、施工设备:

防渗墙 需要专用的深层搅拌设备或锯槽法设备,具有一定的施工复杂性。

帷幕灌浆使用注浆设备,根据具体情况选择合适的注浆点和深度,相对较灵活。

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