振冲防渗板墙在黄河下游堤防加固中的应用分析张陆彪

振冲防渗板墙在黄河下游堤防加固中的应用分析张陆彪

河南黄河勘测设计研究院450000

摘要:在对黄河下游进行堤防加固时,要充分考虑环境因素,本文从具体的应用情况入手,先对黄河下游整体情况进行简要分析,再从具体的施工入手,从技术原理、主要设备、操作方法三个方面展开论述,最后又对整体工程的质量保证方面进行描述,分别是墙体垂直控制、墙体连续性、墙体强度、抽样检查。作者根据实际经验出发,对振冲防渗板墙在黄河下游堤防加固中的应用做出了具体的分析。

关键词:振冲;防渗板墙;堤防;加固

1工程概况

黄河下游河道自河南省孟津县出峡谷后进入华北大平原,河道由数百米突然展宽到3~5km,除南岸郑州以上及东平湖至济南为低山丘陵外,其余区段全靠堤防挡水。由于历史上黄河多次改道、决口,在黄河堤防两侧,古河道决口扇、泛滥洼地相间分布,形成了波状起伏地形,迄今为止,堤防两侧还有许多决口的痕迹,如潭坑、冲沟等。近年来,采用大量防渗墙技术对下游堤防进行加固,以确保黄河下游堤防的稳固。

2施工工艺

2.1技术原理

振冲防渗板墙利用大功率振动器对配料进行搅拌,再利用打浆泵将储浆桶中的水泥沙浆形成振动切槽或者叫浆曹(前面还需挖导向槽的工作),最后再利用切头副刀在成形的浆曹内振动,产生接连不断的板墙。

2.2主要设备

针对黄河下游山东段一处工程进行具体分析。该工程所需要的设备主要是振动切槽、搅拌以及输浆注泵操作所需要的设备,这三大程序一共完成了制造防渗板墙的工程。

根据实际需要,该工程的振动切槽机的型号为DZ90KS,激振力480KN,转速1080K/min,容量133.4kw,两个振动管,外径150mm,壁厚15mm,主刀长0.8m,副刀长0.3m;搅拌机要2台0.4立方米的涡轮式砂浆搅拌机,1立方米的储浆桶一个,18.5kw的打浆泵一个,输浆管采用传统输浆管即可满足要求。

2.3操作方法

(1)在设计墙体时,会有中心位置,导向槽就是要在中心处开始挖。挖导向槽是为了帮助切槽机起到引领的作用,还有储浆的作用,槽的大小要根据槽孔的大小计算,不要出现浪费砂浆的情况,太大或太小都会浪费。(2)铺枕木,安装切槽机。在铺枕木时要保持平整,两面的高度差要尽量减小,一般小于1cm,还需要校正是否垂直。(3)切槽机在具体工作时,一定要将刀对准墙体中心位置,将供浆泵打开,等浆液正常流出后,再开始工作,根据导向槽切刀的速度快慢调整供浆量。(4)切槽机上的刀提起时,还需注意观察浆面是否有变化,在到提起时,还要注意切刀上是否有异物,要及时清理,以免异物掉入浆液中。(5)每一刀下落的距离是有一定要求的,在切向下一个孔时,副刀要在上一浆槽中间0.3m的位置,然后重复这个操作。对于地质不同土壤层有不同的切速:壤土,下切3.02m/min,提升1.75m/min;黏土,下切3.4m/min,提升1.76m/min;板沙土,下切2.05m/min,提升1.82m/min;沙壤土,下切2.74m/min,提升1.82m/min。

3质量控制

3.1墙体垂直控制

振管可以决定墙体是否垂直。振管的工作原理就是振动器和振刀之间力的传递者,振管的长度要根据墙体的深度来选择。根据前文所提到的墙体的大小,振管应该选择垂直度小于或等于0.3%,定位误差小于3%。根据实际调研发现,该工程应该采用铅锤的方法来控制垂直度,振动滑到的长度决定垂线的长度,该工程垂线长度为14m,可以对撑杆进行调整来控制垂线的位置,不要让垂线偏离中点。还有一个因素可以影响墙体的垂直度,就是振管弯曲,这个因素也是最难解决的,甚至避免都比较难。振管弯曲和多种因素有关,比如地质,振管长度,材质等。在工程施工之前,一定要将振管的质量塑造到最好,既有较好的韧性,又要有较好的可塑性,才能在施工中承受较大的振动力,不轻易断或者变形。根据以往的工程情况来看,如果振管上端是弯曲的,而下端是垂直的,振管仍然可以继续工作,当弯曲那部分切入到槽底时,再移动底框来调整,使墙体仍然保持垂直。如果振管中间出现较大的弯曲,可先将切刀切入到槽孔1-1.5m,然后左右移动底框,边进行切槽边校正,如果这样无法实现的情况下,就需要更换振管。根据之前的施工经验来看,也可以将单振管改为双振管,增加了振管的抗弯能力。

3.2墙体连续性

如果能够很好的控制墙体的垂直度,还要保证墙体的连续性,也就是槽孔之间的衔接情况,墙体是否均匀。槽孔之间的衔接情况,需要根据主副刀的下刀情况来确定,根据具体的施工要求,副刀要嵌入前一槽孔0.3m,使两个槽孔之间搭接良好。切刀下切和提升的速度我们已经知道,但是还要使供浆量和切刀紧密配合。孔槽内必须有浆液,而且导向槽中的浆液一定要灌满,防止出现断层的情况。一旦出现孔槽漏浆的情况,不要再提升切刀,保持继续注浆。如果在下切时发生机器因故障停工的情况,要间隔10min就打一次浆,如果修理机器的时间比较长,超过4个小时,就需要将刀提出,标记此次切入的位置,清洗输浆管,维修好后再次在原来位置开始工作。

3.3墙体强度

墙体的强度影响着墙体的抗压、抗渗等方面的能力,按照最原始的设计配比砂浆,然后根据实际砂的含水量做出相应调整,最后配比出合适浓度的浆液。在该工程中浆液的比重应该为1.81-1.84g/cm。在具体施工中,需要浆液具有非常强的流动性,不能用普通的砂浆搅拌机,容易造成输浆管堵塞,影响工期和工程质量。所以,该工程最后采用2台涡轮式砂浆搅拌机,使砂浆更容易变成浆液,使切槽机能够持续的使用浆液。

3.4抽样检查

根据规定的质量检测标准,需要对每一段施工情况进行检查,将墙轴线每80米留取3组(墙体上、中、下)砂浆小样,对于已经成形的墙体,可以采用钻孔取芯的方法抽取小样进行检测。最后结果统计,一共获取砂浆样本80组,取芯样本12组。检查后的结果为:抗压强度k28=32mpa,渗透系数k28=8.45*10-7cm/s,水力坡度J>125,弹性模量F=586.2mpa,所有得出的数据都和最原始方案相吻合,已达到标准。检查完成后,还需对钻孔的墙面进行最理想的修复,以达到最初的效果,就需要工作人员足够的细心和耐心,使整个墙体仍然保持垂直、平整,没有明显的裂痕。

结语

总而言之,振冲防渗板墙在黄河下游堤防加固工程中可以起到非常重要的作用,也可以达到理想的效果,在具体操作过程中也可以实现堤防的相对稳定,在工程结束后,会在一定程度上增加工程的稳定性。

参考文献:

[1]刘纯阳,司芳芳.防渗墙在黄河堤防加固工程中的应用探讨[J].内蒙古水利,2007(03):24-25.

[2]马强,李振,马德龙,张燕.振冲防渗板墙在黄河堤防加固中的应用[J].甘肃科技,2005(05):26-27+23.

[3]潘玉琴,杨春林,李洪明,姜英焕,韩晶.振冲防渗板墙技术在黄河堤防加固中的应用[J].山东水利,2004(12):44-45.

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