射水法造墙技术在泾惠局西郊水库工程中的应用

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1、射水法造墙技术在泾惠局西郊水库工程中的应用摘要:射水法造墙技术在河道堤防防渗处理工程中已得到广泛应用，但在水库防渗处理应用方面研究文献较少。以西郊水库为例，介绍了射水法的造墙原理、施工工艺和技术要点,以及在水库防渗处理工程中的成功经验。应用实践表面，射水法造墙技术在水库防渗处理工程中，具有施工质量高，防渗效果好，施工速度快，工程造价低，施工机械布置灵活等优点。对类似工程防渗处理、建造防渗墙具有借鉴作用。关键词：射水法；造墙技术；施工工艺；应用实例1工程概况西郊水库位于三原县城以西约2km的清河干流上。该水库坝顶高程为428m，正常蓄水位420m，总库容3405.5×104m3，调节库容1984

2、×104m3。大坝为均质土坝，最大坝高42m。溢横道是西郊水库的主要泄水建筑物，开敞式泄水，布设在右岸，总长798.32m，设计泄水流量407m3/s，校核流量929m3/s。导流排沙泄洪洞位于河床右岸，处于大坝与溢洪道之间，分别由进口引渠、放水塔、地下洞室（洞身为直径2.6m圆形钢筋混凝土断面）及明渠组成,出口与溢洪道海漫衔接,总长513.56m,在水库正常蓄水位达到420m时,最大泄水流量31m3/s。2工程地质条件水库枢纽区河流由西向东呈近东西向，河谷呈U形，宽约170～200m，谷坡约40º～60º，河床高程394.0～396.0m，清峪河一级阶地面高出河床2～3m，右岸阶地面宽40～

3、60m，左岸阶地面宽10～30m，左岸阶地面宽有坡崩积物覆盖。大坝为土质坝基，坝址区广泛分布的主要土层由河道基底层和河床覆盖层两部分组成，上部覆盖层为清峪河漫滩及一级阶地堆积粉土和粉质壤土、鸡窝状分布的砂卵石夹层等，厚度约13m左右，具有地下水位高、压缩性高等特点，河道基底层由粉质粘土、局部夹粉质壤土构成，粉质粘土层属中等压缩，微弱透水性，可作坝基防渗隔水层。坝肩斜坡地层情况至上而下分为三部分：上部（高程428m～420m）为黄土状壤土；中部（高程420m～406m）为轻粉质壤土，夹粉细砂层或粉质壤土、粉质粘土；下层（高程406m以下）为粉质壤土和粉质粘土夹细砂透镜体。右坝肩斜坡稳定性较好，左

4、坝肩斜坡表面坡积、滑落、错落体较多，两岸坡缘30m～60m范围内落水洞和裂隙发育，落水洞直径1.0m～15.0m不等，一般深度2.0m～7.0m。73建造防渗墙的必要性和重要性泾惠渠西郊水库总投资为1.3×108元。2003年9月水库蓄水以来，取得了较好的经济效益、社会效益、生态效益。就经济效益而言，每年能有效保证2×104hm2的农田灌溉，年增加经济收入300×104元。水库于2003年9月开始蓄水，2005年11月及2006年10月，水库水位分别蓄至419.54m和419.96m并运行一个月后，坝后右岸399.34m高程，排水管渗流明显加大，水质混浊并带出泥沙，对大坝安全造成严重威胁。如不

5、及时采取工程措施，将对国家财产和人民生命安全造成威胁。经陕西省水利电力勘测设计研究院现场勘测,反复论证,确定对西郊水库右岸渗漏采用塑性混凝土防渗墙设计方案。2008年12月初，该项目通过公开招标，由陕西省泾河工程局中标，2009年1月-2009年6月,采用射水法造墙技术,对西郊水库右岸渗漏做塑性混凝土防渗处理。4塑性混凝土防渗墙设计（1）防渗墙设计总长179.95m，(0+145-0+323.45)防渗墙造孔深度为38m，设计墙高36.5m。设计参数:孔位允许偏差不大于3㎝；孔斜率不大于3/300；墙厚:40㎝。大坝防渗墙位置见图1。（2）塑性混凝土物理力学指标:密度≥2.2T/m3,抗压强度

6、≥3.0MPa7，弹性模量500-800MPa，(28d指标)抗渗标号W6。（3）塑性混凝土配合比。通过现场采样，由西安理工大学建筑材料实验室试验，得出以下结论。见表1所示。表1塑性混凝土配合比强度等级渗透系数K/（cm·s-1）材料名称品种规格水泥砂石掺合料外加剂水水胶比用量/（㎏·m-3）2008858851200.82800.88C3K≤1×10﹣7㎝/s重量比14.434.430.60.0041.45射水法造塑性混凝土防渗墙5.1工作原理是由射水造墙机的水泵及成槽器中的射水喷嘴喷射出的高速泥浆水流,切割破坏由砂、土与卵石构成的地层，通过砂卵泵将水土混合回流，泥沙抽吸出槽孔。与此同时，利

7、用卷扬机带动成槽器上下往复运动，进一步破坏地层，并由成槽器下沿刀具切割休整孔壁，从而形成有一定规格尺寸的槽孔。在成槽器上下运动过程中，槽孔内将形成循环的高速水流，由于高速水流的存在，地层中的细颗粒将被高速水流带走，导致槽孔周边孔壁坍塌。因此，造孔过程中需对高速循环水中加入适当的粘土或膨润土，这些粘土或膨润土的颗粒将随高速循环水流粘附在槽孔表面，阻止槽孔周边的细颗粒被带走，这就是泥浆固壁的作用。鉴于