浅谈混凝土防渗墙施工技术

应用技术　Ｉ■　Ｃｈｉ［１１：　ＳＣｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏ１Ｉｌｇｙ　Ｒｅｖｉｅｗ　浅谈混凝土防渗墙施工技术　扶纪富　（广西桂林市资源县水利局）　［摘　要］本文介绍了混凝土防渗墙施工技术，重点对其旖工技术难点与对策作了详细阐述，供大家参考。　［关键词］混凝土防渗墙堤防加固　中图分类号：ＴＶ５４３＋．８２　文献标识码：Ａ　文章编号：１００９—９１４Ｘ（２０１０）１１—０２７４　０２　１前言　（１）钻孔时，直接向孔内投放粘土，利用冲击钻机冲击时，钻头对孔壁的挤　混凝土防渗墙作为一项基础防渗加固技术，它是在地面上进行造孔施工，　在地基中以泥浆固壁，开凿成槽开孔或联锁柱孔，回填防渗材料，筑成具有防渗　性能的地下连续墙。混凝土防渗墙施工技术，广泛用于水利、水电工程中，在　我国的应用已经有几十年历史，为了适应堤防加固垂直防渗工程的需要，已开　发出多项混凝土防渗墙施工新技术，如射水法、锯槽法、抓取法等。现此项技　术除在堤防上广泛应用外，在水库的除险加固和水库的坝体防渗等方面也广泛　使用，且取得了良好的效果。　２防渗檀麓工技术　混凝土施工渗墙的旌工工艺流程为：施工准备——造孔——终孔验收——　清孔验收——导管下设——混凝土浇筑。　２　１施工设备　钻孔机械是防渗墙施工的主要设备，仿苏式钢绳冲击钻机，其钻孔原理是　利用钻头对地层进行反复冲击破碎，直至地层碎屑被破碎到能被泥浆悬浮，用　抽砂筒提出孔外，因而功耗大，工效低。冲击式反循环钻机，改抽筒断续出渣　为泵吸连续出渣，避免了钻头对地层颗粒的重复破碎，工效提高，但需要有泥浆　净化机配套分离钻渣。抓斗挖槽机，抓斗无须以泥浆为介质，完全利用斗齿切　割，破碎土层，直接抓出渣土，按工作原理可分液压抓斗和钢绳抓斗两种。　２．２造孔工艺　防渗墙造孔工艺应根据地层情况、钻机类型等分别选择合适的造孔方　法，常用的有以下几种方法：　（１）钻劈法，适用于一般砂卵石地层。施工时按墙轴线划分不同长度的槽　段，相邻两个槽段分一、二期先后施工。使用钢绳冲击钻机或冲击式反循环　钻机，分主、副孔钻进，当相邻两个主孔钻进…定深度后，再劈打副孔接存劈落　的石渣并提出孔外。采用钻劈法造槽孔，开孔钻头直径须大于终孔钻头直径。　（２）抓取法，在粒径较小的砂卵石层或粉土层中修建防渗墙，可用抓斗直接　挖掘成槽，可大大地提高工效。施工时分主孔和副孔，主、副长度均须小于抓　斗的有效抓取长度，　（３）钻抓法，在紧密的地层中造槽或施工深槽孔，即采用冲击钻和抓斗联合　施工，冲击钻钻进主孔漂卵石层及基岩，两主孔之问的副孔用抓斗抓掘。根据　槽孔的大小，可采用两钴一抓或三钻两抓的方式进行。　２．３其他关键工序　（１）导墙的作用。它具有开挖机具导向，保护槽１３、承重等作用。由于　防渗墙每一槽段的施工周期较短，为降低工程成本，应尽量使用可周转使用的　钢结构导墙，如使用混凝土导墙时其断面尽量缩小，一般为高×宽＝５０ｃｍ×　３Ｏｃｍ的矩形。　（２）在成槽过程中，为了保证槽壁稳定，应用泥浆固壁，通常使用膨润土制　浆。膨润土泥浆采用高速搅拌机拌制，但新浆须经２４小时水化溶胀后才能使　用，其主要指标是密度１．０４ｇ／ｃｍ左右，马氏漏斗粘度３２Ｓ～５Ｏｓ。泥浆可　重复使用，但需用泥浆净化机除砂。　（３）防渗墙一般用一级配塑性混凝土作为墙体材料，这种材料强度和变形　模量均很低，适应地基变形的能力强，抗渗性能好，渗透系数小于Ｉ　Ｘ　ｉ０—６ｃｍ　／ｓ，渗透破坏比降可达３００以上　（４）混凝土浇筑采用直升导管法，导管内径２０ｃｍ左右。视施工现场条件　可选取用罐车或泵输送混凝土。　（５）墙的连接多采用“接头管法”，也可采用“切削法”或其他方法，　墙段连接是该项技术的难点之一。　３技术难点与对策　３　１特殊地层钻孔技术　３．１．１强透水砂卵石地层　在混凝土防渗墙施工过程中经常遇到的强透水层，一般有２种情况：①河　床浅层砂卵石地层：②人工填筑的强透水层，如采用砂卵石填筑的施工围堰　等。在钻孔时，由于其结构松散，透水性强等特点，易引起孔内泥浆大量流失，　导致坍孔。　为维持孔壁稳定，除采用优质固壁泥浆、保持浆面高度等常规措施外，我　们在钻孔工艺上作了一些改进，收到了较好的效果。　２７４　Ｉ科技博览　压作用，把孔内砂卵石和粘土挤进孔壁，达到密实孔壁，封闭渗漏通道的效果。　增强孔壁的稳定性。　（２）采用层削法成槽，若主孔一次性钻进至设计深度后再施工副孔，由于地　层松散，加上其两侧处于临空状态，在冲击时，孔内砂卵石将迅速崩塌，突然新　增了大面积渗漏通道，槽段内的泥浆可能迅速流失，导致坍孔事故。有的工程，　在施工过程中虽然采用了液压抓斗等先进机械设备成槽施工，减少了对孔壁的　扰动，但也存在同样的缺点，若存在不良地层和不利地下水位等因素，也极易导　致坍孔，采用层削法施工则可有效防止以上情况的发生。层削法是一种主孔钻　进领先，副孔和小墙紧跟其后的成槽方法，它有利于孔壁密实和稳定，延长了泥　浆和粘土填充孔壁空隙的时间，缩小了集中渗漏的面积。这样，即使存在渗漏　通道，也有足够的时间采取措施加以处理，有效防止了坍孔事故的发生。　３．１．２粘土地层　在以粘土心墙作为防渗体系的土石坝的除险加固工程中，往往需要在粘土　心墙中修建混凝土防渗墙。针对这种特殊的地质情况，采用Ｙ．Ｋ．ｃ冲击钻机　和ＧＰＳ—１０型回旋钻机联合施工是一种缩短工期，提高经济效益的有效方法。　粘土层中，主孔和副孔采用回旋钻机成孔，小墙采用冲击钻机修整成槽：基岩采　用冲击钻机施工，两种不同机型联合施工，起到了取长补短的作用，既发挥了它　们的长处，又避开了它们的缺点，这项拖工技术曾在奉化横山水库混凝土防渗　墙工程施工过程中得到成功应用。　与冲击钻机相比，粘土层中采用回旋钻机钻孔具有十分明显的优势：　（１）工效高。可提高工效３～４倍：（２）成形好。由于对孔壁的扰动小，孔　壁稳定，墙体成形，且大幅度降低了混凝土浇筑的充盈系数：（３）成本低。一方　面，设备本身的运行成本低：另一方面，回旋钻机在钻孔过程中迅速把粘士转化　成泥浆，减少了泥浆制备费用：再一方面，减少了劳动力，降低了劳动强度。　值得注意的是回旋钻机用于防渗墙钻孔，在性能上须作改进，一是改变原　有的行走系统，使之在Ｙ．Ｋ．Ｃ冲击钻机轨道上移动方便，提高工效：二是提高　钻具的稳定性，具体可以通过两个途径来解决，采取措施以提高机架的稳定性，　或采取增加钻头重量等措施以提高钻具在高速转运时的稳定性．　３．２卡钻处理　Ｙ．Ｋ．Ｃ冲击钻机在砂卵石或基岩中钻孔，易因孔壁掉块或操作不当等　原因造成卡钻事故。出现卡钻事故时，应立即摸清孔内情况，及时加以处理。　当简易方法处理无效时，不应盲目处理，人为增加后续处理难度。此时采用带　专用钻头的回旋钻机处理是一种比较有效的方法。利用回旋钻机剔净卡钻部　位的石块的沉渣，然后采用专用卡具把被卡钻头取出，钻头采用普通钢板弯制，　做成喇叭型，喇叭口的直径以不超过孔径为原则，并镶合金刀片。施工钻前，钻　机须对中，使喇叭１３套住整个被卡钻头，施钻时，采用优质泥浆清除钻　当钻　至被卡钻头的底部深度后，移掉回旋钻机，用专用的卡具把被卡钻头取出，具采　用双开式抓斗的原理定制而成。　采用上面这种方法处理的是钻头处于直立状态下的卡钻事故，钻头处于其　它状态时可能不适用。但是，当出现卡钻事故时，若处理不当，绝大多数情况　下，钻头总是处于直立状态，所以这种处理方法带有普遍的实用效果。　４墙体质量的控制与检查　防渗墙的质量水平取决于对其施工过程中各个工序质量的控制和检查，这　些工序是：槽孔建造、清孔换浆、接头管的下设与起拔、混凝土浇筑等，检　查时一般可按现行标准执行。考虑成槽规律，并依据国内外施工经验，槽孔建　造精度现行标准偏高，孔斜率应为控制在：墙深小于２５ｍ时为８‰、墙深大　于２５ｍ时为６％ｏ。墙体质量的检查应在成墙一个月后进行，检查内容有：墙体　的均匀性、可能存在的缺陷和墙段接缝。检查方法有开挖试坑对墙顶直观　检查和对墙体钻孔取芯检查。检查所得的试样或芯样，可对其物理力学性能　进行检测，并在所形成的钻孔内进行注水试验和其他无损检测，如超声波法和　地震透射层析成像（ＣＴ）法。　５混凝土防渗墙钻孔取芯的抗压强度值　对混凝土防渗墙钻孔取芯进行抗压强度试验得的试验结果，一般情况下达　不到混凝土机口取样试验的强度标准。受施工、养护等因素的影响．其抗　压强度都有不同程度的降低。国内外工程实践经验证明，防渗墙钻孔取芯试　应用技术　啊＿　硫酸电除尘器的技术特点及设计对策　琚秋生　（江西金帆达生化有限公司）　［摘　要］硫酸电除尘器具有除尘效果好，密封性、绝缘性良好等优势，而这些优势都源于硫酸电除尘器良好的技术特点和设计对策。因此，本文在对电　除尘器发展历史回顾的基础上，进一步对硫酸电除尘器的技术特点和设计对策进行了分析、研究，以期推动硫酸电除尘器设计技术的进一步发展。　［关键词］技术特点　设计对策硫酸电除尘器　中图分类号：ＴＦ３５１　文献标识码：Ａ　文章编号：１００９—９１４ｘ（２０１０）１卜０２７５一Ｏ１　硫酸电除尘器具有除尘效果好，密封性、绝缘性良好等优势，而这些优势　都源于硫酸电除尘器良好的技术特点和设计对策。鉴于此，笔者在介绍硫酸电　除尘器基础知识的基础上，进一步对硫酸电除尘器的技术特点和设计对策进行　了分析、研究，以期推动硫酸电除尘器设计技术的进一步发展。　１硫酸电除尘器概述　我国最早在硫酸工程中使用电除尘器是在２Ｏ世纪５Ｏ年代前苏联援助的　工程中，当时使用的棒帏式电除尘器。进入２Ｏ世纪７０年代，随着技术的发展，　棒帏式电除尘器发展为板卧式电除尘器。虽然硫酸电除尘器规格小于其他行　业，但是其对运行环境、技术标准的要求非常高。因为，硫酸电除尘器作为酸　洗过程中的重要设备，区别于冶金、建材、电力等行业所选用的电除尘器，这　些行业选用电除尘器主要是基于环境保护的需要。硫酸电除尘器的运行稳定　性、可靠性直接关系整个生产流程的畅通性，这也就决定了硫酸电除尘器所选　用的技术参数、性能指标必须符合整个生产系统运转的需求。此外，由国外引　进的硫酸电除尘器费用占据了引进设备费用很大一块。综上，我们可以知道，　进～步研究硫酸电除尘器的技术特点和设计对策具有重要的理论和现实意义。　２硅酸电除尘器的技术特点分析　结合我国硫酸电除尘器的使用情况与对国外引进电除尘器技术的研究，笔　者总结出硫酸电除尘器具有如下三个方面的技术特点：　２　１硫酸电除尘器要求密封性良好　由于硫酸电除尘器处理的是有毒的、含尘的高浓度二氧化硫气体，因此　必须保证气体不能发生外泄。为了实现这个标准，一般设备会采取负压操作策　略。在负压操作状态下，如果设备的入ＴＬｆ］、排灰口、振打传动处等处理不妥，　密封状态不好，就会造成空气进入设备，进而炉气局部温度降低，三氧化硫冷　凝：此外，炉气中自争　氧化硫与空气中的氧气产生反应，生成三氧化硫，导致炉　气中三氧化硫含量增加，粉尘会因硫酸盐成分增加而发粘，进而导致电极肥大，　排灰难度大大增加，除尘效率大大降低。　２　２硫酸电除尘器要求除尘效率较高　硫酸电除尘器处理的烟气含尘量较大，因此要求其具各较高的除尘效率。　通常，在电除尘器前方设置一级或两级旋风除尘器，以此来降低电除尘器的进　口含尘量。然而，在例如南化２００Ｋｔ／ａ七系统等的一些大型硫酸生产装置中因　为尘粒较细，电除尘器前不设旋风除尘器以降低系统阻力。在这种情形下，进　入电除尘器气体的含尘量可高达２５０　３００ｇ／ｍ３。通常情况下，电除尘器出口含　尘量低于０．２ｇ／ｍ３才能保证净化系统循环酸管路的畅通。这就要求电除尘器　有大于９９％的除尘效率，甚至要达到接近１００％的水平。此外，高标准的除尘效　率是决定硫酸产品质量好坏的关键因素，也是衡量设备是否正常的重要指标。　２．３硫酸电除尘器要求有较高的绝缘性能　气体成分不同，硫酸电除尘器中烟气露点温度也不同，但是通常来讲温度　会保持在ｌ９３　２３３℃。因此，电除尘器操作温度应该控制在烟气露点温度之　上，通常为３５０℃。电除尘器只有保持这样的操作温度，才能绝缘件结露以及　壳体内件腐蚀。这样以来，设备长期处于高温状态下，不仅要考虑本体和内件　处于高温中的刚度、强度，而且还要保障绝缘材料的绝缘耐高温性能。此　外，高温操作要求电除尘器有较强的保温性能，所以在实际操作过程中，可以通　过相应的计算来确定保温层的厚度，进而采取有效的保温技术和措施，降低设　备散失的热量。　想使得硫酸电除尘器达到最佳的工作效率，首先需要的是一个较好的、从原　料到焙烧多工序优化配合的炉气气氛。这个过程设计多种因素，因为不同原　料的水分、化学成分以及粒度等均会影响到烟气的含尘量、比电阻及粒度等。　因此，依据多年生产经验，硫酸电除尘器进口温度控制在３２０　３５０℃为最佳，烟　气标准则为１ｌｒ（０２）＜２％，１ｌｒ（ＳＯ２）＞１２．５％，ｌｌｒ（Ｓ０３）＜Ｏ．１％。如果严格按上述工艺　条件，则硫酸电除尘器效率高达９９％以上，设备运行比较稳定。从一些大型的　硫酸电除尘器使用经验来看，其指标中的温度和气体两者相比，温度更为重要。　所以，严格控制电除尘器的进口温度对于设备的持续使用具有重要保障。　对于电除尘器参数的选择，由于容量大小直接关系到硫酸电除尘器的处理　能力，因此首先应该确定的是以比集尘为性能指标的容量大小。通常条件下，　在相同操作条件下，比集尘面积愈大其处理能力愈强。但是，在参数选取过程　中，我们不能单一地追求处理能力的最强，而是应该结合技术性能、经济性能　两个指标来权衡，以选择合适的电除尘器容量。　３．２电除尘器气流分布板设计对策　硫酸电除尘器中所设置的气流分布板的数量及其开孔率对电除尘器充分　发挥效用有着重要的作用。在实际工程中，电除尘器往往因为气流分布不均匀　而致使除尘效果降低。一般情况下，气流分布板的具体设置情况需要通过模拟　实验来确定。组织模拟试验时，要注重从工程系统的角度加以考虑，不仅要涉　及到电除尘器前后的设备，还要考虑到进口接管的布置和变化　此外，由于极板的选型匹配及板间距与电场强度、电流密度有着极为密切　的关系，很大程度上影响了除尘效率。因此，要在结合工况条件基础上，综合电　场风速、烟尘性质等的差别，确定极板极线之间的间距和匹配，做出适合工况　的最佳选择。　３　３电源性能与负载的匹配设计　对硫酸电除尘器来讲，其电源性能与其运行情况、除尘效率有着直接的　关系，尤其是在处理高含尘烟气的情况下更为显著。因此，电除尘器的选择特　性与负载匹配设计非常重要。通常，电除尘器输入的电能愈大，处理能力愈强，　除尘效率也越高。但是，当输入的电能过大时，就可能产生电场闪络甚至弧光　放电的现象　在电除尘器处理高含尘烟气之时，电场会出现“塞堵”现象，即　负载电流很小（趋向０），负载电压升高，电除尘器的功率也很小（趋向０），此时　电除尘器的效率很低。　３．４应考虑热膨胀因素　如上文所述，硫酸电除尘器所处的操作温度较高，因此要选用高温绝缘的　材料，以降低热膨胀因素的影响。考虑热膨胀因素的完全消除措旌是不现实　的，但是留有足够的自由膨胀间隙则是可行的。此外，所有振打设施应安装在　强度和刚度足够的支架上，以防止壳体顶板变形引起传动系统破坏。　总之，我国硫酸电除尘器应用、研究起步较晚，但是在吸收国外先进技术　的基础上，研究设计取得了一些长足的进步，生产的产品甚至还出口到国外。　但是，我们也应该意识到自身发展的不足，例如设备选型没有形成系列、设计　手段还不够完善、本体外观包装还不够精美等等，进一步加强对硫酸电除尘　器技术的开发、研究和应用！　参考文献　［１］王成光．硫酸系统电除尘器的运行与改进［Ｊ］．硫酸工业．２００４，（１）：　３５—３８．　３碡酸电除尘器的设计对策分析　３．１相关参数选取对策　在硫酸电除尘器设计阶段，应该完全地掌握原料、烟尘的性质，在此基础　上，力求选取正确的参数，并进一步基于工程系统角度确定最佳操作条件。要　［２］施从南．硫酸电除尘器的技术特点及设计对策［Ｊ］．硫酸工业，２００２，　（２）：１５—１９．　样的抗压强度只有机口取样抗压强度的５０％～８Ｏ％而且离散性很大。钻孔　取芯试样的抗压强度方差系数ｃｕ值是机口取样试件系数ｃｕ值的３倍．因此要　求钻孔取芯试件的抗压强度达到设计指标是不切实际的。不应以防渗墙钻孔　取芯的抗压强度值作为评判防渗墙混凝土强度是否合格的标准，而只能作为了　解混凝土防渗墙整体质量均匀性的参考。如果设计对防渗墙体混凝土质量有　特殊要求，应当提高混凝土标号使其有足够的安全系数。　结语　随着我国水利水电和整个国民经济建设的发展，混凝土防渗墙应用越来越　广泛，施工技术快速进步，防渗墙技术是成熟的，工程质量是可靠的，但对施　工队伍及其管理者的素质要求也较高，忽视这～点也会造成灾难性的后果，所　以，施工单位精心施工，严格控制好施工过程中的每一道工序质量是关键。　科技博览ｌ　２７５