淺論防滲墻鋼結(jié)構(gòu)導(dǎo)梁和入巖深度判別新工藝的應(yīng)用

張偉

【摘要】隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步和先進(jìn)設(shè)備投入到施工中，在進(jìn)行防滲墻施工時(shí)，首先要構(gòu)筑定位所需要的導(dǎo)引墻以用來進(jìn)行防滲透墻軸線的精準(zhǔn)定位，為了能夠讓防滲透墻底進(jìn)入到施工設(shè)計(jì)參數(shù)要求的巖層、深度，對(duì)墻底所進(jìn)入到的巖層以及巖層的深度進(jìn)行判別，就要打出先導(dǎo)孔來進(jìn)行判別。通過對(duì)與上述的內(nèi)容總結(jié)出兩種新的施工方式，一種是通過在鋼結(jié)構(gòu)中的盜梁來替換掉鋼混的導(dǎo)墻，以實(shí)現(xiàn)防滲透墻軸線所需的定位作用；一種是可以通過液壓抓斗上壓力表顯示的抓斗的抓力和相關(guān)地勘文件中相關(guān)技術(shù)參數(shù)相結(jié)合進(jìn)行分析、判斷墻底所到達(dá)的怎樣的巖層和巖層的深度。經(jīng)過較多實(shí)際工程施工中，總結(jié)出這兩種新型施工方式有很好的環(huán)保和節(jié)能的作用，并且可以有效的解決施工成本，提高施工效率，有效提升施工的速度。

【關(guān)鍵詞】防滲墻；鋼結(jié)構(gòu)導(dǎo)梁；入巖深度；辨別；新工法

防滲墻是一種修建在松散透水層或土石壩（堰）中起防滲作用的地連續(xù)墻。防滲墻技術(shù)在20世紀(jì)50年代起源于歐洲，因其結(jié)構(gòu)可靠、防滲效果好、適應(yīng)各類地層條件、施工簡便以及造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，尤其是在處理壩基滲漏、壩后“流土”、“管涌”等滲透變形隱患問題上效果良好，在國內(nèi)外得到了廣泛的應(yīng)用。我國水利水電覆蓋層及土石圍堰等有防滲壓力的防滲處理一般首選防滲墻。

1、防滲墻的類型

防滲墻的類型可以按照墻體結(jié)構(gòu)形式、墻體材料、布置方式和成槽方法分類。

1.1 按照墻體結(jié)構(gòu)形式分類

按墻體結(jié)構(gòu)形式水工混凝土防滲墻分為槽孔型防滲墻、樁柱型防滲墻和混合型防滲墻三類，其中槽孔型防滲墻使用更加廣泛。

1.2 按照墻體材料分類

按墻體材料分，水工混凝土防滲墻主要有普通混凝土防滲墻、鋼筋混凝土防滲墻、黏土混凝土防滲墻、塑性混凝土防滲墻和灰漿防滲墻。

1.3 按照成槽方法分類

按成槽方法分，水工混凝土防滲墻主要有鉆挖成槽防滲墻、射水成槽防滲墻、鏈斗成槽防滲墻和鋸槽防滲墻。

2、工程簡述

彎彎川水庫坐落于吉林省通化縣，水庫總?cè)萘繛?500萬m3，是集灌溉、養(yǎng)殖、發(fā)電為一體的綜合性中小型工程，彎彎川水庫為土石壩，有一定的質(zhì)量和安全隱患。

3、防滲墻設(shè)計(jì)

3.1 防滲墻的設(shè)計(jì)深度的確定

防滲墻的底部用作壩基時(shí)，防滲墻底部在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)要求開挖截水槽，將全風(fēng)化巖挖除，原則上嵌入相對(duì)不透水層（弱風(fēng)化巖）0.5～1.0米左右，頂部嵌入壩體防滲體中。當(dāng)土石壩防滲墻的墻體用作壩身或壩基時(shí)，其頂部與壩頂防浪墻相接或低于壩頂0.5m左右。

3.2 防滲墻墻體厚度的確定

土石壩防滲墻厚度的確定除了應(yīng)滿足墻體的抗?jié)B性、耐久性、墻體應(yīng)力和變形的要求等條件外，還應(yīng)考慮其土石壩所在地的地質(zhì)情況及其施工的機(jī)械設(shè)備等因素。有關(guān)防滲墻的滲透量的計(jì)算和滲透穩(wěn)定分析以及強(qiáng)度、變形許可范圍等的計(jì)算沒有規(guī)范的計(jì)算方法和理論理論依據(jù)。而在土石壩的設(shè)計(jì)方面，以往的經(jīng)驗(yàn)都是以防滲墻破壞時(shí)的水力坡降作為參考，來確定墻體厚度（δ），其計(jì)算方法如下：

作用于防滲墻的最大水頭差（m）；

K—抗?jié)B坡降安全系數(shù)，一般取3～5；

防滲墻滲透破壞坡降，取300。

根據(jù)以往修建的防滲墻數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，防滲墻允許承受的水力坡降可達(dá)到100，當(dāng)K=5時(shí)，為60，假定防滲墻承受的最大水頭差與壩前水深相同。

3.3 防滲體插入高度的確定

根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》，防滲墻的墻頂插入壩體的高度以1/10壩高最佳，而且應(yīng)保證防滲墻插入壩體的高度應(yīng)不小于3m。基巖內(nèi)1.5m至壩基面以上3m處可采用C10混凝土，為了使防滲墻能與壩基整體協(xié)調(diào)，距壩基3.0m以上可采用塑性混凝土修建，而墻頂部則用高塑性粘土封頂。

3.4 防滲墻的墻體材料確定

材料的好壞很大程度決定土石壩的加固修建質(zhì)量。因此，在防滲墻的墻體材料選擇方面，應(yīng)參考國內(nèi)外已建防滲墻的經(jīng)驗(yàn)，采用鋼結(jié)構(gòu)導(dǎo)墻作為墻體材料比較合適。這種材料的特點(diǎn)是抗?jié)B性能好，維護(hù)維修費(fèi)用低，施工速度快，一次成型等。

4、防滲墻鋼結(jié)構(gòu)導(dǎo)梁和入巖深度判別兩種新工法的使用

4.1 鋼結(jié)構(gòu)導(dǎo)梁工法

在防滲墻施工過程中主要運(yùn)用于防滲墻軸線定位的導(dǎo)墻為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)在防滲墻施工結(jié)束后就會(huì)被廢棄或者拆除。在彎彎川水庫中在進(jìn)行防滲墻工程施工過程中，采取鋼結(jié)構(gòu)導(dǎo)梁替換鋼筋混凝土導(dǎo)墻并且同樣精準(zhǔn)的對(duì)防滲墻軸線進(jìn)行定位。鋼結(jié)構(gòu)導(dǎo)梁可根據(jù)鋼板的長度加工 ，通常單根導(dǎo)梁長8.5m，將導(dǎo)梁進(jìn)行分組，兩根為一組。導(dǎo)梁要為L形，使用鋼板制作，鋼板厚度為9.5mm。為了能夠更好的滿足對(duì)于強(qiáng)度的要求，在制作過程中在中間進(jìn)行加肋。制作6～7組導(dǎo)梁就可以很好地滿足對(duì)于循環(huán)使用需要。并且可以一次完成，無限次循環(huán)重復(fù)使用。使用這種新工法，在實(shí)際工程施工中有較大的優(yōu)勢從技術(shù)以及施工成本方面來看，鋼結(jié)構(gòu)導(dǎo)梁這種形式由于其可以無限次循環(huán)重復(fù)使用的特點(diǎn)，具有特別高的節(jié)能減排、環(huán)保的功能，非常適用于當(dāng)前國家對(duì)于各個(gè)行業(yè)環(huán)保的要求，應(yīng)該大力推廣、應(yīng)用、開發(fā)。

4.2 入巖深度判別工法

通過防滲墻入巖達(dá)強(qiáng)風(fēng)化基巖的這種情況完全可以通過廣泛使用的防滲墻成槽施工機(jī)械液壓抓斗上壓力表所標(biāo)示的抓斗抓力大小進(jìn)行判別。在彎彎川水庫施工過程中，就使用液壓抓斗成槽施工。防滲墻主要穿過一個(gè)土層和巖層，土層主要是主壩的壩身段，該壩為均質(zhì)土壩，壩體為填筑土料；巖層也即壩基，主要成分為泥質(zhì)粉砂巖和砂卵礫石互層。設(shè)計(jì)要求防滲墻伸入強(qiáng)風(fēng)化基巖層不小于1.8m。施工發(fā)現(xiàn)，壩體填筑土成槽需要抓斗抓力大小為11～14MPa ，強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖或砂卵礫石需要抓斗抓力大小為22～24MPa。根據(jù)該數(shù)值判斷防滲墻穿過的是土層還是巖層，并和地勘孔資料中土層（巖層）分布深度對(duì)比，結(jié)果是完全吻合的。這種新方法不僅能夠滿足施工要求和質(zhì)量要求，并且反應(yīng)更加直觀，并且在人力、物力、時(shí)間、成本上都會(huì)得到較大節(jié)約。

結(jié)語

當(dāng)前我國在加固修建防滲墻方面的技術(shù)仍然處于發(fā)展階段，在施工技術(shù)上仍然需要在大量實(shí)際工程施工過程中總結(jié)、發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新，對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)導(dǎo)梁和入巖深度判別這兩者新工法，滿足當(dāng)前國際對(duì)于環(huán)保的重視，并且在實(shí)際施工中可以更加省時(shí)省力，在保障質(zhì)量前提下降低經(jīng)濟(jì)成本，提升工程施工效率，應(yīng)該進(jìn)行進(jìn)一步推廣和發(fā)掘、創(chuàng)新。

參考文獻(xiàn)：

[1]GB50017—2003鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2]SL174-2014水利水電工程混凝土防滲墻施工技術(shù)規(guī)范.