机械工程论文|机械铺塑截渗技术在史灌河除

发布时间:2019-09-20 10:58

目录
一、铺塑截渗设计
二、铺塑截渗实施经过
三、结论

1991年国务院治淮治太会议将史灌河除险加固列入重点治淮工程项目,同年12月水利部淮河水利委员会批准对史灌河进行除险加固。工程包括:险工处理、古铜寺切滩及险堤段加固。除险加固工程于1992年2月开始实施,到1994年4月底相继全部完成,并于1994年6月通过了由河南省水利厅主持的竣工验收。
河南省水利设计院编制的史灌河险堤段加固工程施工图设计中,针对史灌河堤防有11.49公里长直接建于透水性强的中、细砂基上这一问题,采取了在临河堤脚做粘(壤)土截渗槽的防渗措施。截渗槽平均深度约3米,底宽1米,边坡1:1。但从当时施工时的情况看,沿堤地下水位较高,在中、细砂基上挖槽施工难度很大,另外除利用古铜寺粘土回填的4公里外,有7.49公里施工河段沿岸粘(壤)土土料较为紧张。为解决这一问题,经淮委审批室推荐,设计院对粘(壤)土截渗槽工程进行了修改设计,并决定采用铺塑机铺” 工程论文”塑料薄膜这一新技术进行堤基防渗处理。
塑料薄膜防渗技术在国外运用已有约50年的历史,80年代以来,这一技术在我国的渠道、土坝等防渗工程中不断得到推广运用。许多工程实践证明,利用塑料薄膜防渗效果好,技术经济指标令人满意。近几年由山东水科所研制的铺塑机,是一种专门用于砂层、砂砾石层、软弱土层垂直铺塑防渗的新型施工机械。该机的工作原理是:刀杆由动力驱动作往复运动,刀杆上刮板和刮板间高压水射流共同冲切地层,冲切出一约20厘米宽的深槽,紧接着用泥浆泵抽出槽中泥浆,把卷有塑料薄膜的钢管垂直放入槽中,人工转动钢管将塑料薄膜展铺在开好的沟槽内,再利用反循环系统将泥浆输送到已铺好塑料薄膜的沟槽内,泥浆逐渐沉积固定塑料薄膜,铺塑深度可以根据工程防渗要求在10米内调整。这一新的施工技术已经在山东临沂、东营等地多处使用。
一、铺塑截渗设计
1、设计范围及设计断面
原设计堤基采用截渗槽防渗,总长11490米,全部改为铺塑机铺塑防渗.原设计截渗槽平均深约3米,考虑到铺塑机截渗的特点,在不突破原设计投资的情况下,又能增加工程的截渗防渗效果,采用堤基截渗深度为地面以下埋塑深4米,地面以上预留1米塑料薄膜与原设计中的粘(壤)土斜墙衔接。
2、材料和施工要求
聚乙烯塑料薄膜,幅宽5米,厚度0.2毫米,直角撕裂强度130~400kN/cm2,,断裂延伸率180-250%,低温冲击不低于-10℃。在铺塑施工之前应先清除地表腐植土及草根杂物,清除厚度为0.2米;施工中上部预留塑料薄膜与堤身的(粘)土斜墙衔接应谨慎小心,避免薄膜破裂或碾压不实而影响防渗效果;塑料薄膜之间的连接应采用双向折叠搭接、尼龙线缝合的办法,折叠宽度以不小于10厘米为宜。
二、铺塑截渗实施经过
考虑到史灌河险堤段加固机械筑堤与截渗交叉作业,相互影响,故将机械铺塑截渗施工分为两期进行。一期工程是在坝体粘(壤)土斜墙未施工时进行的,截渗长7490米,其中右岸长3690米,左岸3800米,于1992年12月20日开始到1993年5月5日完成。二期工程是在坝体粘土斜墙完成后进行的,铺塑施工时先将粘土斜墙底脚挖去,再垂直挖深1米,形成一个3米宽平台,待铺塑完工后回填夯实;截渗(左岸)长4000米,于1994年3月13日开始到4月22日完成。铺塑截渗施工总工期为188天。
1、 施工组织及质量管理
该工程由山东省水科所与其科研生产联合体—营南水电安装公司联合组织实施。由水科所技术人员负责技术指导,检查铺塑质量,选择合理的施工技术参数,安装公司负责施工。参加施工人员共6.l人,其中工程技术管理人员5人,技工18人,普工38人。主要施工机械设备有:往复式开沟造槽机一台,柴油发电机组一台,慢速卷扬机一台,高压水泵二台,普通水泵注台,反循环系统二套,载重汽车一部,电缆1500米,钢丝绳2.5吨。
施工中,指挥部派一名工程技术人员专门负责铺塑截渗工作,对塑料薄膜质量、铺塑深度、接头、搭接宽度、缝合情况等认真检查。施工单位对工程质量严格实行“三检制”,即各班自检、互检、交接班检,并对工程质量管理人员实行定岗、定位、明确职责;各班组对所完成的每一段,根据桩号认真做好记录,由班组长及领班人员签字;各班组完成的进尺及工程质量同工资挂钩。对确保工程质量起到了保证作用。
2、 施工经过
铺塑截渗施工前,要先作好场地平整、水电连接、人员配备等各项准备工作,做到安全施工。开沟造槽时要先空转几分钟,检查开沟造槽机及铺助设备运转是否正常。开沟造槽时要保持槽中水位高于地下水位一定高度,开槽深度达到设计要求后,启动慢速卷扬机,牵引开沟造槽机前进2~3米,把卷有塑料薄膜的钢管垂直放入槽中,根据开沟造槽机前进速度,人工转动卷有塑料薄膜的钢管,将塑料薄膜展铺在开好的沟槽内。
塑料薄膜的连接采用缝合方法进行,连接宽度不小于10厘米。施工中为减少塑料薄膜接头,需昼夜不停连续作业。若情况不允许,可按如下方法处理:提出刀杆,将橡胶管插入槽底,向槽内注人较大比重泥浆,保持浆位基本与地面齐平,间隔时间长时,为防止泥浆沉淀,可人工进行搅拌,铺下捆塑料薄膜时,将刀杆放入槽底,原地工作,让沟槽内已沉淀的泥沙浮起抽出,同时注入清水。达到设计深度后,放入卷有塑料薄膜的钢管,把塑料薄膜与已铺的塑料薄膜搭接,其搭接长度不小于1米。
施工中对于部分堤段由于工作面上杂草、芦苇根、树根纵横交错,开沟造槽机无法正常工作,采取了在铺塑机前进方向,人工开挖一条宽30厘米、深30~4。厘米的沟槽,清除表面杂物;并在铺塑机刀杆下部焊接带刃的纵向刀板,随刀杆往复运动,切断草根、树根,人工清出槽外。在右岸5+400—5+423堤段施工时,由于紧靠贾河,地下水位高,机械在坡脚施工作业难度大,将铺塑轴线移至坡脚以上1米处,在铺塑轴线变化处,两段搭接长为12米;在右岸7+366—7+644堤段基础为粘土,土质坚硬,无法开沟造槽。
为检查铺塑质量,指挥部在已铺堤段抽查9个段面进行坑探质量检查,从9个探坑开挖断面情况看,塑料薄膜平整,无折皱,无破损,槽内砂土淤积密实,无孔洞,均达到了设计要求。
实际机械铺塑深度为4.1~4.2米,截渗面积为47301平方米,完成投资共计139.72万元。
三、结论
1、通过史灌河险堤段加固防渗处理工程实践说明,采用机械铺塑防渗不受地下水位限制,工期短,投资省,与采用截渗槽防渗相比,在截渗深度平均增加1米的情况下,可节省投资约30万元,并可以相应减少施工难度,降低劳动强度,提高工作效率,缩短工期。
2、史灌河除险加固工程已竣工验收发挥了工程效益,从机械铺塑截渗工程运用的情况看,防渗的效果比较好。从施工工艺上来讲,应用专门机械使用塑料薄膜进行垂直防渗是一种较为先进的施工方法,为堤坝及地基防渗开辟了一种新途径,有着较好的发展前景。

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