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0 前言
随着我国公路建设的快速发展,各级公路的交通流量、运输车辆的吨位和轴荷均有较大增加,特别是各种超限车辆对公路桥梁造成很大的损害,使得近几年来危桥数量呈快速增长趋势。有些旧桥由于受当时设计、施工及材料的影响,现出现不同程度的老化、裂缝、破损、沉降等现象,难以满足当前重交通的需求。大量的危旧桥梁已成为影响公路全线畅通的瓶颈,必须对桥梁进行必要的维修加固,使受损桥梁结构恢复其原有的技术功能,提高结构的承载能力,使桥梁能重新满通的需求,确保公路畅通。
1 梁桥加固技术分析
1.1 桥面补强层加固法
在梁顶上加铺1层钢筋混凝土层,一般先凿除旧桥面,使其与原有主梁形成整体,从而增大主梁有效高度,改善桥梁荷载横向分布,达到提高桥梁承载能力的目的。该方法的缺点在于凿除桥面铺装时一般无法采用机械化施工手段,全部作业需
手工完成,用工量较大,工期较长,并有可能对原结构造成一定的损伤。适用性:一般结合桥面铺装的大修工程进行,较少用于为提高承载能力而进行的加固。
1.2 增大截面及配筋加固法
当提高梁的强度、刚度、稳定性时,常采用增大构件截面、增加配筋的加固方法。此法是在梁底或侧面加大尺寸,增配主筋,提高梁的有效高度,从而提高桥梁的承载力。适用性:广泛用于梁桥、拱桥、刚架桥等的加固。
1.3 粘贴钢板加固法
采用粘结剂和锚栓将钢板粘贴锚固在混凝土结构的受拉面或其他薄弱部位,使钢板与加固的混凝土结构形成整体,提高承载力与耐久性。该法具有不改变原结构尺寸、施工简单、技术可靠、短期加固效果好且工艺成熟等优点,是近几年应用较
多的加固方法。适用性:宜用于大型结构及大跨结构,不宜用于配筋较密且钢筋走向复杂的构件结点处。
1.4 体外预应力加固法
采用对钢筋混凝土或预应力混凝土梁或板的受拉区施以体外预应力进行加固,以抵消部分自重应力,可较大幅度地提高梁的承载能力。该法的优点是:在自重增加很小的情况下,能大幅度改善调整原结构的受力状况,提高刚度及抗裂性。由于
自重增加小,减小了对墩台及基础受力状况的影响,可节省对墩台及基础的加固量。
适用性:可在不限制通行的条件下进行加固施工,既可作为桥梁通过重车的临时加固手段,也可作为永久提高承载能力的措施,但需重视加固后体外预应力筋的防腐问题。
1.5 锚喷混凝土加固法
借助高速喷射机械,将新混凝土混合料连续喷射到已锚固好钢筋网的受喷面上,经凝结硬化而形成钢筋混凝土,从而增大桥梁的受力断面和钢筋用量,加强结构的整体性,使其能承受更大的外荷载作用。适用性:适用于桥台、桥墩、梁、桥板的加固。
1.6 增设纵梁加固法
在墩台地基安全性能好,并具有足够承载能力的情况下,可采用增设承载力高和刚度大的新纵梁,使新旧梁相连接共同受力。由于荷载在新增纵梁后的桥梁结构中重新分布,使原有梁中所受荷载得以减少。适用性:一般结合桥梁的拓宽工程进行,并需做好新旧梁的横向连接,一般不单独采用。
1.7 粘贴碳纤维布(板)加固法
将质量轻、强度高,耐腐蚀、阻燃的纤维增强复合材料如玻璃钢、碳纤维、芳纶纤维用结构胶粘剂粘贴到混凝土梁的受拉面,能显著提高混凝土构件的强度和刚度。粘贴碳纤维是一种新型高效的加固技术,与传统加固技术相比,具有轻质高强、耐腐蚀性和耐久性强、施工便捷、结构影响较小等优点,因此广泛应用于国内外结构加固改造工程中。适用性:该技术具有十分突出的优点,虽然材料价格相对较高,但具有广阔的应用前景。
1.8 桥台压浆加固法
由于基础不均匀沉降浆砌片石桥台产生不同程度竖向裂缝以及墙体外挤,可采用注浆加固,使浆砌片石墙体内部空隙填充密实,提高浆砌片石整体强度。压浆法与其它加固方法相比,具有施工周期短、加固效果好、费用低等特点。
总之,根据桥梁病害特点,因病施治,采取多种加固办法对危旧桥梁进行综合改造是当务之急。上述维修加固技术各有其优缺点和适用性,在很多时候需要结合使用。
2 加固实例
国道205线K1900+089乌阴桥修建于1995年10月,上部结构为单孔8m钢筋混凝土板梁,板厚40cm,桥长20.4米,桥宽组合8.25m+2×0.45米,桥下净高6.5m,设计荷载汽-20,挂-100。桥台为浆砌片石U形桥台,料石镶面。桥面铺装为钢筋混凝土。伸缩缝为自然留缝,桥梁两侧栏杆高50cm,已损坏严重且不符合设计要求。
由于该桥使用年限较长,加之交通量很大,大吨位车辆通过频繁,并受当时设计及施工条件限制,出现病害严重,并于2008年确定为4类危桥。
2.1 加固前病害调查
通过对旧桥现状进行综合检测,掌握桥梁的损害及老化程度,病害情况如下。
2.1.1 桥台不均匀沉降变形,江山台墙体轻微外挤,竖向裂缝12条,缝长1.8~5.6米,缝宽0.5~6mm;浦城台竖向裂缝3条,缝长4.5~5.6米,缝宽0.5~3mm。
2.1.2 桥面铺装层破损且局部有下沉倾向,0#、1#桥头搭板破裂下沉,两侧护栏严重损坏。
2.1.3 河床冲刷较严重,1#台右侧锥坡冲毁,上游翼墙基础均有不同程度冲空。
2.2 病害原因分析
2.2.1 除镶面为料石外,余均为片石砌筑而成,砂浆不饱满强度偏低,基础冲刷严重是桥台产生裂缝,墙体外倾的重要原因。
2.2.2 河床冲刷严重是造成锥坡冲毁、翼墙基础冲空的主要因素。
2.2.3 交通量日益增长,大吨位车辆通行,也是造成病害的原因之一。
2.2.4 桥面铺装层凿除过程中发现其钢筋网未架设到位是造成破碎的主要因素。
2.3 加固方案
根据桥梁检查资料和以上病害原因分析,现采取如下加固方案进行处治。
2.3.1 对桥台病害部位,采用压注灰水比1:0.8水泥浆方法,以增强其强度,桥台裂缝采用12号水泥砂浆修补。
2.3.2 拆除旧桥面铺装及搭板进行重新铺筑,增设FFY60伸缩缝及钢筋砼防撞墙。
2.3.3 1#台右侧修筑M7.5浆砌片石翼墙,上游翼墙及0#右侧锥坡浇筑水泥混凝土护脚,桥下采用40cm厚C20混凝土铺底。
2.3 施工要点
2.3.1桥台砌体压浆施工工艺
① 清理裂缝
搭设工作平台将裂缝两侧各2cm的旧砂浆凿除,缝内旧砂浆不厚或松动的亦需剔除,并清理干净。
②钻孔
压浆孔、排水(气)孔,按设计图布置,孔洞比压降嘴及排气孔大2~3cm,孔深不小于50cm,如需设置斜孔,钻孔轴线与裂缝面的角度大于30度,孔深应穿过裂缝面0.5m以上,钻孔后应清除孔内的碎屑粉尘。
③埋设压浆嘴(管)及排水(气)孔管
压浆嘴(管)及排水(气)孔管均采用埋入式,埋入处应事先将孔洞清理干净,孔洞比压浆嘴(管)及排水(气)孔管大20,用12号水泥砂浆固定,埋设深度不少于50cm。
④封缝
除压浆嘴(管)及排水(气)孔管外,裂缝及有可能漏浆处均要采取12号水泥砂浆封闭,以免出现跑浆、漏浆现象。
⑤检查封闭程度
在压浆嘴(管)、排水(气)孔管及封缝砂浆具有足够强度后,采用压水方法检查压浆嘴(管)及砌体孔隙畅通情况,看封闭措施是否有效。压水压力一般为0.2-0.3Mpa,检查完后,用压缩空气将孔内、缝内积水吹挤干净。
⑥压浆
选用灰水比1:0.8水泥浆,压浆压力为0.4-0.6 Mpa,压浆采用自上而下的顺序施工,选一孔压浆,待邻近排水(气)管出浆后,立即封堵该孔,仍继续压浆,待灌到不能再进浆时,停止压浆,封堵该压浆孔,然后再对下一个孔压浆。
2.3.2桥面铺装工工艺
①凿除
凿除设计范围内的半幅桥面铺装及钢筋砼搭板路段。
②测量放样
施工前复测桥面中心线、桥面宽度、泄水管位置和桥面板高程,根据桥纵向里程桩号按五米为一个断面(半幅一个断面平均布设三个点)实施测量。
③桥面板清理
先凿除桥面板上松散砼,并对板面进行凿毛处理,然后用空压机辅助人工冲水将桥面板彻底清理干净,做到无积尘、松散砼。
④钢筋网绑扎
钢筋网按设计图纸及规范搭接绑扎,在桥面铺装范围内均匀预埋钢筋的保护层支撑钢筋,预埋钢筋的横纵向间距不得大于1米,支撑钢筋与钢筋网片点焊连接固定,钢筋网搭接长度不小于规范要求。
⑤设立振捣梁轨道
砼振捣梁轨道采用Φ25钢筋沿桥纵向铺设在预埋支撑筋上,沿护栏和护栏底座分别向内侧0.45米处预埋布设轨道支撑筋,支撑筋由Φ16钢筋制作,为保证振捣梁轨道具有足够的刚度和稳定性,单挑轨道每0.5米布设一道支撑筋,一道支撑筋由预埋在桥面板上的两根竖向Φ16钢筋和一根横向Φ16钢筋焊接组成。支撑筋的竖向钢筋预埋结束后,严格按照测量提供的高程数据焊接横向钢筋,Φ25轨道钢筋铺设在一焊接的横向钢筋上,其顶面高程既是桥面铺装砼的控制标高。两条轨道的平整度、高程、纵坡、横坡等技术要求都严格控制在桥面铺装对应的各项技术标准内。
⑥调整保护层、固定钢筋网的平面位置
振捣梁轨道铺设完毕后,在同一里程桩号振捣梁轨道顶带线调整钢筋网的平面位置,调整使钢筋网顶面距拉线垂直距离4.5cm,并将钢筋网与预埋保护层钢筋点焊连接牢固。钢筋网距轨顶拉线的垂直距离按照钢筋网保护层技术标准控制。
⑦砼施工
桥面铺装采用C40砼,塌落度30mm-50mm。钢筋网绑扎锚固完毕后,测量人员对中线位置,轨道顶标高、轨道顶横纵坡进行复核,确认无误后即可浇注砼。砼施工前需先将桥面板洒水润湿。
预拌砼运送到桥面后,人工将砼均匀摊平,严格扬锹摊铺。振捣采用振捣梁铺以平板式振捣器均匀振捣密实后,再用高强度、刚度的合金直尺刮平,木抹子人工找平,最后用铁抹压光,表面拉毛成型。
砼拌和物应检查其工作性,如不符合要求,应进行第二次拌和,二次拌和后仍不符合要求时,不得使用。
⑧砼养生
在砼收面结束后终凝后洒水养生,至砼有一定强度后覆盖土工布,每天应进行多次洒水,保持砼面及土工布的润湿,养生时间为七天。
2.4 加固效果
中图分类号:P343.3 文献标识码:A 文章编号:
兴修水利、防治洪涝灾害是我国水利事业的最基本的任务之一,水库作为江河防洪体系的重要组成部分,发挥着巨大的作用。但我国目前大量的病险水库成为防洪心腹之患,一旦垮坝失事,后果严重。因此,加大投入,坚持不懈的实施水库除险加固计划,加强水库安全管理,保障工程安全是非常必要的,也是十分紧迫的。
一、水库防洪安全及除险加固工作的经验
我国现有水库8.4万多座,其中大型水库423座,中型水库2700多座,其余8万多座为小型水库。众多的水库包括星罗棋布的中小型水库,在农田灌溉、城镇供水、旅游、保障城乡及重要交通干线防洪安全和发展小水电中发挥了重要作用。但这些水库有不少在工程设计和建设方面都存在一些问题,造成工程标准低、质量差,隐患较多。虽然经过不断整治加固,取得了一定的成绩,但由于投人不足,水库除险加固进展缓慢;同时每年汛期造成的水毁工程,部分未能得到及时修复,新的病险水库不断出现;加之一些地方工程管理不力,水库的安全问题十分突出。
1、明确责任,落实防汛责任制
完善和落实行政首长责任制和技术人员岗位责任制,是确保水库防汛安全的有效手段。每年汛期,各水库都必须有地方行政领导和水利部门的技术干部对水库防汛安全负责,要求包库负责人对工程隐患和相应的抢险预案必须做到心中有数,认真检查与指导水库安全度汛的有关工作,监督各项政策、制度和措施的落实情况,确保万无一失。在调研过程中,地方同志深有感触地表示,多年来,一些病险水库之所以能够平安度汛,最重要的就是坚持了行政首长负责制这条行之有效的经验,在今后工作中应当继续坚持。
2、加强调度运用,确保水库度汛安全
根据水库工程状况,制定水库度汛方案,严格控制水库蓄水,这是保证水库大坝安全的重要手段。河南省高度重视水库调度,汛前合理制定汛限水位,汛期密切关注雨情水情,加强监测和分析,及时准确地预报暴雨洪水,提前预泄,牺牲部分发电供水效益,预留防洪库容,适时为下游削峰、错峰,最大限度地发挥水库防洪效益。
3、积极筹措资金,加大除险加固投入
资金投人是当前水库除险加固的关键,也是水库除险加固的难点。河南省在病险水库除险加固资金筹措上取得了较大突破。近年来,他们结合水利工程产权制度改革,坚持自力更生,多层次、多元化筹集资金,收到了良好的效果。特别是三门峡、小浪底等地在中小型水库除险加固资金筹措方面找到了有效的途径。
二、水库除险加固工作的几个特点
近10年来,我国水库除险加固工作呈现以下几个特点:
1、中央和地方政府对水库除险加固的投人逐年加大,对安排项目的资金匹配有较大的增加。地方各级投资力度表现为乡镇多,县(市)一般,市(地)较少。在各级财政资金较为紧张的情况下,不少地方坚持自力更生,不等不靠,千方百计筹措资金,加大对水库的投人力度。一是把水库除险加固作为冬春农田水利基本建设重要内容进行考核;二是把水库除险纳入以工代贩、山区开发、农业开发等范畴来抓;三是通过动员社会力量、吸纳社会闲散资金、群众集资等途径加大投人力度。
2、防汛责任制的落实提高了地方各级领导对水库除险加固工作重要性的认识,促进了除险加固工作的开展。一些地方制订了水库除险责任目标,以政府文件形式下发,要求层层落实责任制,并将责任人名单予以公布,接受社会监督,收到了良好的效果。
3、效益好的水库管护较好,地方和群众除险的积极性较高。灌溉、水产等效益较好的水库,各地都比较重视,优先安排资金,及早除险加固,以使水库早日发挥效益。
4、重视工程质量,加强技术指导。各地在水库除险加固中,能严把工程质量关。对复杂的工程问题加强技术论证,选派技术人员常驻工地指导施工,确保工程质量。
三、除险加固应采取措施
我国水库数量多,安全问题严重,除险加固任务十分艰巨。为了加快水库除险加固步伐,提高管理水平,充分发挥水库综合效益,建议采取以下措施:
1、加大投资力度,改革投入体制。对大型水库和重点中型水库,中央应给予重点支持。对于西部地区和加固任务比较重的省份,中央投资比例应更多一些。对地方管水库除险加固经费进行改革,实行“以奖代补”。今后水库除险加固经费安排应贯彻如下原则:突出重点,主要安排防洪位置重要、效益好的病险库;鼓励先进,对那些领导重视,群众积极,资金落实,除险加固力度大的地方应优先考虑并在经费上予以倾斜,以充分调动地方投资积极性,增加投入。利用股份制等多种形式吸纳社会闲散资金,用于水库除险加固和维修养护,效益共享。
2、转变观念,明确投资主体,限期除险。按照“分级管理,分级负责”和“谁受益,谁负担”的原则,省、市、县、乡应为水库除险加固的投入主体,各级财政应彻底转变观念,提高认识,克服“等、靠、要”思想,制定规划,落实措施,切实加大投入,加快除险步伐。
中图分类号:U213文献标识码: A
一、加固技术的含义
公路施工路基缺陷加固技术是保障路面的稳定使用的关键途径。因为路基的稳定性较低,能够接受的外力较强,所以合理的路基加固能够更好的避免路面坍塌,并且有提高路面支持能力的作用。不仅仅可以加强路面的硬度,还能在一定程度上延长公路的使用寿命,减少公路维护的频率。能够很好的保证和谐的道路交通秩序,保障行人与车辆的安全,提高公路的施工质量,节约投入资金,也是贯彻了人类与自然环境相和谐的生存理念。
二、公路施工路基缺陷的加固技术
(1)、抛石挤淤超载预压力反压护道
在公路施工中,有时会遇到水库和沼泽地段,在这样的施工环境下就存在着积水无法排出的情况,当积水无法排出时,则需要利用质地比较坚硬的块石,大小在三十厘米左右尚可,将这部分石块抛入到道路的中心位置,然后向两侧进行扩展。当填筑的石块高过水面后则可进行分层填筑,然后进行压实。但进行这项施工时,则需要注意以下几点:首先,要确保所填筑的石块完全达到规定的质量标准,同时在填筑时还要确保其位置的准确性,填筑时要能保证填筑完成后能把淤泥挤到路基以外;其次,要在枯水期进行施工,因为在枯水期不仅可以准确的掌握好施工的位置,同时在枯水期结束后的涨水期时,填筑的石块也能进行自然的沉降;最后,在进行填筑的施工中,可以采取超载预压和反压的方式进行配合式的补充,并且填筑的过程中要注意沉降度,准确的观测稳定性。
(2)、干拌水泥碎石桩路基加固技术
要了解干拌水泥碎石桩路基加固的原理,必须要对已建成公路的碎石桩路基加固技术进行深入的分析与研究,正确认识其承载的特定与作用机理对于高速公路的施工有着十分重要的意义。
干拌水泥碎石桩是建立在CFD桩与碎石桩基础上发展而来的一种新型加固技术,即在需要加固的路段根据图纸桩距、排距、桩号进行测放,再使用钻孔机按照图纸的要求进行钻孔,并将相应数量的干拌水泥填入孔中,再使用重锤夯实致密,最后使用干硬性混凝土进行回填,处理好光表面。在干拌水泥碎石桩成孔之后,需要进行夯实,将材料挤入基土之中,这就可以有效的改善桩间土的力学与物理性能,从而提升整体的强度。
(3)、填石路基的处理技术
1、填石路基的地基处理技术
首先,石质地基。石质路面被普遍认为是进行填石路基施工的最好路基形式,因为石质地基的承载能力强,稳定性强,可以为填石地基提供一个理想的依据。但是,若对石质地基进行施工时要求过低,很容易造成其它施工出现问题,仍然给公路地基施工造成影响。因此,在对石质地基进行施工时,不可以掉以轻心,要按照相应的规范进行。
其次,岩石和细粒土混合的地基。在山区公路施工中,两种类型混合的地基是较为常见的。此种地基的强度分布不均,表面也很不平整,必须要对其进行处理,否则将会影响地基的整体性与稳定性。尤其是对于填筑较高的地基,不处理好将会出现沉降现象,对路面造成严重的破坏。强度不均匀可以将岩石炸平,在细砂部位设置相应的过度层等措施,来使得基底均匀,或者是采用换土添层法使得岩石得到处理后并有效压实。
2、路基承载力处理
为确保路基具有足够的承载能力,常应用K30检测法对路基地基承载力进行检测。检测时若地基承载力未达设计要求时,为确保路基不被地表水冲刷,应及时清除地基基底淤泥和软质土层,并于原地面挖排水沟结合排水设计。处于低洼处的路基段应将排水沟修建在路基双侧,在开挖段用土方填筑,并以0.3m一层在回填时碾压,使其压实度契合路基承载力标准。若石质路段出现在填筑路基时,通过爆破方式可将其炸平,但必须严格控制用于爆破的炸药用量。
(4)、冲刷防护
冲刷防护是保证路基坚固和稳定的重要措施目前,用传统的砌石、抛石、铁丝石笼、挡土墙等方法进行的防护冲刷已有所改进,用高强的土工格栅代替铁丝做石笼,用聚脂或聚胺脂类土工织物混凝土护坡模袋做成的护面板防护受水冲浪击的边坡,能有效起到防止土体不均匀沉降的作用。采用土工模袋护坡的坡度不得陡于1:1。
(5)、软土路基的处理技术
1、深层搅拌法
深层搅拌法指通过在土层中注浆来加固地基。采用高压设备,将黏度较大的泥浆或可以实现固化的浆液注入软土层中,对土体的物理性质进行改善,当浆液凝固时,会连带周围的土体共同凝结,从而实现加固地基的效果。一般常用的浆液是水泥浆,适用深层搅拌机,在软土路基深处对软土和水泥浆进行搅拌,凝固后地基的强度得到提高。
2、排水砂垫层与土工织物法
该法适用于软土层较薄且含水量大的情况。通过在路基上铺设厚度为0.5-1。2m的砂垫层,使得软土层固结,从而达到提高路基承载力的目的。也可以在软土路基上铺设一层土工织物,适用于超软路基,如淤泥、沼泽等。主要是通过土工格栅和土工织物的韧性和强度使土体的内应力传递减弱,增加土体的抗拉程度和刚度,提高施工的可行性。
3、砂垫层法
在对软土地基进行处理的时候,也可以采用砂垫层的方法来进行处理,在进行处理的时候主要是在地基的土质上垫上一层砂,这样能够更好的提升土质的密实度,同时也能改善土质的硬度。在对软土地基进行处理的时候选择垫层的厚度也是非常重要的,但是要同施工的实际情况相结合,这样选择的垫层厚度才能更加的符合施工的要求。在垫层厚度确定以后,垫层的材料也是要进行一定的分析的,在施工中选择砂石来作为材料主要是因为其透水性能非常好,这样能够在填入排水方面得到更好的效果。在利用砂垫层处理软土地基的时候,为了更好的保证材料的密实性和均匀性,可以利用一些施工机械来进行操作,这样更加能够保证施工的质量。在进行施工过程中如果材料的透水性是比较差的,那么在进行砂垫层施工的时候要避免出现对周围进行覆盖的情况,这样能够更好的保证沟槽的排水不受到影响。
4、添加剂法
在对软土地基进行处理的时候,对表层粘性比较大的地基可以在表层土中添加一些添加剂,这样能够更好的对地基的强度以及收缩性进行改善,这样能够更好的保证施工机械的正常使用。在施工中,在软土地基中添加添加剂主要是一些石灰或者是水泥,这样能够更好的对软土地基进行处理。
(6)、重机械碾压地面
这是经常可以见到的加固方案,其关键是在地基施工和路面施工完毕之后,使用大型的机械设备在地底表面上进行反复的垂直平面行走,并采用不同的重量的大型设备进行实验,在压实地面的同时测试路面地基的施工质量好坏,防止路面快速变形。这种方法在一定程度是可以使得地基变得更为牢固坚硬的,也能尽量避开车辆在行驶时形成的下移、走位等现象,减少施工维护的次数。
这个施工方案是经过在公路路面上用钻机深入打孔之后,把与之相符合的混合材料搅拌成桩基,再把它填入地基之中,形成一种多元化的复合地基。这样能够让地基与桩基一起承受地面上车辆行驶而带来的压力,减少地基的受力程度。且填充的材料广泛,没有高的硬性要求,施工时可以省去很多的材料分析。最重要的还是其能根据不同路面地基的构造及特征,能全面的保护地面不受气候环境,土壤成分,受力程度的侵害。
(7)、强压发射加固注浆法
高压发射注浆法是使用钻机先钻土,等钻到一定程度时便可以用输送浆液管道开始喷射浆液。在一定压力的喷射浆液中,能够大力地冲切土地,强大的压力让地底表面和泥浆液均匀搅合在一起。其工程步骤分为单管法、二重管法以及三重管法,在根据核算数据的泥浆比重开始混合,成为坚固物体,再经过高压泥浆汞再进入压缩机的压实,最后才能在空压机中完成喷射。只有在充分考虑地基的各种影响因素之后,并且进行反复实验,才能达到施工地基加固的目的。这样不仅仅可以加大路面的承载能力,还能减少众多自然灾害的侵蚀程度,加大公路使用期限。
三、结语
公路路基的加固技术是防治路基缺陷,保证路基稳定、实用的重要技术。不断提升项目质量,加强技术使用效率,不停地完善工程进度,开发更为有用的科学技术将会是我国今后的经济发展关键,也是我国今后的重要任务。所以要做好公路工程,就要真正把路基缺陷加固技术做到位,使公路质量更加优质。
参考文献
[1]王伟红.公路施工中的软土路基处理技术研究[J].城市建设理论研究:电子版,2013,(7):256-270.
随着铁路跨越式建设和地方经济的不断发展,下穿铁路的桥涵顶进工程愈来愈多。而在不中断行车的条件下,为确保铁路的安全运营,且又不影响下穿桥涵工程的正常施工,这就需要对既有线轨道进行加固。确定轨道加固的形式应视铁路线路的状况、既有线的运输能力、顶进桥涵处地质、地下水情况及结构的尺寸、刃脚构造、覆土厚度、施工季节等情况综合考虑。目前顶进桥涵施工轨道加固常用方法有三种,即扣轨加纵横梁加固方案、D便梁和工便梁加固方案,此三种加固方案均需在列车慢行45km/h的前提下进行。
1、扣轨与纵横梁组合加固
1.1单一的扣轨加固方法
当顶进的工程为圆管,孔径小于2m且轨底到管顶的距离大于3m,处于直线地段,运输不甚繁忙,路基土质较好,刃脚安装良好,可采用单一的扣轨加固方法进行线路加固。扣轨若用43kg/m或50kg/m旧钢轨,组合方式有3-5-3或3-7-3,即每组(束)每组3根2组配每组5根1组或每组3根2组配每组7根1组进行线路加固,扣轨组数可通过计算决定。轨束分开铺设在钢轨的内外侧,3-5-3或3-7-3中间那一束铺设在两钢轨的中间。轨束长度需伸出框构两侧至少5 m,轨束与枕木的交叉点全部用“U”型螺栓与扣板连成一体。扣轨离开主轨垫板5 cm,每束扣轨两端设木梭头,扣轨接头相互错开,相错量大于1m。
1.2扣轨加纵横梁组合加固
当顶进桥涵孔径小于4m或孔径大于18m时,线路加固可采用扣轨加纵横梁加固方法。
⑴插入木枕:
伸出桥外有效长度不小于5 m,同时要求伸出稳定边坡以外不小于3 m,当土质较好时伸出桥外有效长度大致与桥高相等的范围内,对现有混凝土枕进行方枕,使其间距为0.8m,然后隔一根穿入一根长度大于3.3m长的木枕,木枕上铺设铁垫板,钉齐道钉。
⑵铺设扣轨梁:
在主轨内外侧上3-5-3或3-7-3, P43或P50/25m再用轨,扣轨使用材质、规格、型号要符合规定要求,扣轨梁要使用U型卡子与木枕连接在一起。
⑶穿入横抬梁:
将穿入横抬梁位置的道碴扒掉,每隔二根轨枕穿入一根强度不低于I45工字钢(或H型钢)横抬梁,长度不够时用拼接板把两工字钢在腹板和翼板处拼焊起来,或用专用高强连接板配合高强螺栓进行连接。为减少顶进箱身的阻力,在每组横梁下铺设小滑车(或用槽钢作为滑道)。横抬梁两端均放置在线路外侧的挖孔桩(枕木垛)上(每侧两排),顶入一端搁置在框构桥顶面的滑动小车上,每两道工字钢横抬梁间设一道轨距拉杆以保证轨距。
⑷铺设纵梁:
顺线路方向在线路两侧架设纵梁束,单线左右侧各一束(两片为一束),多线线间三片为一束,纵梁束两端用挖孔桩(枕木垛)作支撑点。纵梁束铺设在横抬梁两端的顶面上,每组纵梁束用U型螺栓和扣板与横抬梁连成一体,使纵梁与横梁形成稳定的井字型抬梁,从而达到加强线路刚度与强度目的。
⑸防止线路横移的措施:
为了防止线路发生横向移动,在框架桥顶预埋直径为¢25mm钢拉环5处,间距2m,顶进时用30T倒链随时拉紧线路,调整线路方向。在顶进方向的另一端增设支撑桩,支撑桩的直径一般采用1~1.25米,间距4~5米,深度比顶进桥涵底大2米左右。支撑桩上现场预制支撑梁。钢横梁与支撑梁之间用钢轨或槽钢等钢构件顶死。
施工作业时应加强两侧线路的道床捣固,保证道碴饱满密实,特别是框构两边外侧与路基相连接处;为防止轨道电路发生联电现象,横梁与轨底间应有可靠的绝缘装置,吊工字钢卡子须穿半切开的防护绝缘套;工字钢穿放及拆除时,均遵循“隔一”的原则进行,严禁相邻两根工字钢同时作业;为防止线路发生横纵向串动,在预制的框构顶预埋U型螺栓,用倒链将纵梁和框构连接,在顶进的过程中边顶进边拉动倒链。
2、D型便梁加固
D型便梁由纵梁、横梁、斜杆及连接配件组成。为单线半穿式钢梁,纵梁箱形,横梁兼作轨枕,适用于曲线半径≥400m的线路。D型便梁可以架空加固线路,在不中断行车慢行的条件下进行各种下穿桥涵施工,而且拼装简单、运输方便、安全系数大。但是D型便梁也有其使用的局限性,一是D型施工便梁分为D12、D16、D20、D24等四种型号。跨度分别为L。=12.06 m,L。=16.08 m,L。=20.10 m, L。=24.12 m。对于需要顶进大孔径的框构就无法采用;二是由于D型便梁高度较高,如果桥涵顶至轨底间距离或线间距较小时,则不能采用;三是单片梁重心较高底面较窄,在移动中很容易拆翻、倾覆;四是施工难度大,费用较高。
2.1支撑桩施工
D型便梁可用孔径为1.0~1.25m挖孔桩作为支撑桩,挖孔桩桩的根数、布置形式、桩径、桩长都必须根据现场情况具体设计检算确定。
2.2D型便梁施工
①按批准后的慢行计划,按规定距离在线路路肩上设置列车慢行牌,并在施工地点派专职防护员。②调整轨枕间距。按照施工便梁钢横梁分布间距0.67m在既有线钢轨上打上标记,然后调整轨枕位置,应按工务规则要求“隔六抽一”,留出横梁插入空位,调整枕木时,枕木底应捣固串实。③插入钢横梁。由主梁两端向中心排列抽换,横梁上需要垫大块绝缘橡胶板,防止轨道电路短路,影响信号和行车。④吊放纵梁。封锁点内利用大吨位吊车分别把便梁的纵梁吊放到便梁的支撑桩上。⑤安设扣件。先安装一侧纵梁连接横梁、牛腿、连接板,然后安装另一侧纵梁,并同时安装钢轨尼龙垫及扣件。上扣件时同根横梁上两侧不能同时作业,防止扳手同时接触轨道联电。⑥调整标高。便梁及轨道扣件全部安设完毕后,利用列车间隙时间调整支撑桩垫木,使便梁全面受载加压,检查便梁线路,并把螺栓全面拧紧一遍。无不良情况即可去碴开挖作业。⑦安设斜拉撑杆。由于便梁跨度大稳定性较差,去除道床后立即安设斜拉撑杆。施工时牛腿及联结板上全部螺栓应同时上紧,弹簧垫圈置于螺母与平垫圈之间;使用过程中,应随时检查,上紧松动的螺栓;桥上应尽可能避免钢轨接头,不能避免时,钢轨接头必须调整在横梁上(用接头扣板);绝缘垫板应配置齐全,防止联电事故发生。
为防止顶进时塌方,在D梁便梁加固范围以外6.25m或12.5m范围内采取扣轨加纵横梁加固。线路两侧的支撑,结合防护桩和枕木垛进行加固。
3、工便梁加固
工便梁为分节式纵梁,利用简支钢结构原理,把工字钢作为单孔便梁联接起来。便梁可由多个支点支撑,其接头联接板采用等强度联结,由上下两组夹板和一组腹板组成,单片便梁最小长度为12m。由于其强度、刚度、稳定性、安全性都比较好,因而被广泛应用于大跨度的桥涵顶进。但由于工便梁刚度较D型便梁弱,因此在施工时往往采用工便梁加横抬梁组合的加固形式。
①支撑桩施工。工便梁支撑桩一般为挖孔桩。
②便梁安装。便梁架设一般采用汽车吊吊装到路肩外枕木支点上,然后横移到路肩上,线间便梁利用线路封锁点跨线横移,在每片便梁两端位置必须先穿入2片以上钢枕,以便于便梁就位时随即与之连接,保证其稳定性;吊便梁时,与接触网必须有足够的安全距离(大于2m)。
③钢枕安装。在两工便梁纵梁之间,采用H20钢枕连接,钢枕在既有砼枕的间隙内设置,每个间隙内穿一根钢枕,穿钢枕时要按工务“隔六穿一”的原则,开挖一空穿一根,穿一根加固一根,与钢轨接触面垫好绝缘板,如此反复逐次施工,严格控制水平和方向,确保行车安全,钢枕两端与纵梁联结,联结方法采用高强螺栓与纵梁联结拧紧。
④横抬梁安装。横抬梁可用工字钢或H型钢组合而成,每组2~3根组成。横梁一端架设在挖孔桩上,一端搁置于框架顶端,具置应视场情况而定,但需满足力学检算的要求。顶进施工时,为减小横抬梁与箱顶之间的摩擦力,在箱顶与横抬梁接触面上放置钢板,其上放置圆钢或滑车做滚轴,以利顶进。为避免横纵梁纵横移动,在工作坑后对应横抬梁位置的原地面上设两个地锚,并用钢丝绳及倒链将横抬梁与地锚连接;并在边跨的外侧支点上各插入一组H型钢,作为辅助横抬梁。
⑤线路控制。工便梁加固线路时,线路的轨距及横向稳定性均靠混凝土枕及钢枕上的所有扣件来完成。加固后,纵横梁及线路成为一体,这样确保了线路不变形。
用工便梁法加固线路,因在加固过程中增加的大量的钢铁构件,使原有的轨道电路绝缘条件降低,因此在施工中应特别注意:钢轨与工字钢梁、钢轨与工便梁之间应使用绝缘安全可靠的扣件连接;安装吊轨梁的U型螺栓时,要防止U型螺栓相互搭接接触钢轨或钢轨联结件,造成轨道联电;在安装工便梁的横梁时,横梁与钢轨间联结扣件的绝缘配件按工字梁使用说明书上的要求安装配制齐全,避免在绝缘部件还没起作用时造成短路状态;在抽轨枕换工便梁的横梁时,必须在钢轨下垫大块绝缘橡胶垫板,防止横梁将两根钢轨的电路短路影响信号和行车。联接吊轨卡螺栓,扣轨梁联接螺栓都不高于基本轨面。
4、结束语
以上三种方法在顶进桥涵施工中加固线路时应用都比较广泛,施工时要根据现场实际情况,经过技术、经济比选认真选择。目前由于高速、重载对线路的加固措施要求愈来愈严格,扣轨加横纵梁的加固方法已逐步被D型便梁和工便梁加横抬梁加固方法所取代。不论采用哪种方法都要以确保列车行车安全为前提,在保证运营安全的情况下,尽可能地减少要点时间,缩短施工工期,提高经济效益。
参考文献
Abstract: water conservancy project is used to control the deployment of the nature and surface water and groundwater, bringing about benefit to the project, and the safety operation of the relationship between national economy and people's lives. Reservoir is the important measures of water conservancy industry after its founding, China has built all kinds of reservoir. Because reservoir built a long time by of the technology at that time, factors that limit, now most reservoir in spite of work, the accident is more, to people's production and national economic produce certain effect. In numerous reservoir accident, because earth dam leakage accidents more proportion. In this paper, several years of engineering practice combined with the problem about specific causes and prevention measures, hoping for the reinforcement of the seepage path reservoir used for reference.
Keywords: water conservancy projects; Reservoir leakage; Seepage deformation; Control measures
中图分类号:TV文献标识码:A 文章编号:
一、引言
建国后,国家非常重视水库建设,已建水库10 万多座,在战胜水旱灾害,促进工农业生产,改善人民生活方面,发挥了巨大的作用。但是,由于当时历史条件及技术、经验不足等原因,很多水库工程存在着不同程度的质量和防洪标准问题,使的水库的事故不断增加,给国家和人民生命财产造成了重大损失。
土石坝存在问题,除防洪标准偏低外,主要是工程质量问题,具体表现在渗漏、滑坡和裂缝。概括起来,是一个防渗加固问题,一般处理防渗的原则是“上堵下排”。上堵的措施有垂直防渗和水平防渗。垂直防渗有混凝土防渗墙、高压喷射灌浆防渗、劈裂灌浆防渗、冲抓套井回填防渗、倒挂井防渗、土工合成材料防渗、射水造孔混凝土墙防渗和岩溶帷幕灌浆防渗等。水平防渗有人工粘土铺盖和利用天然铺盖等,并结合下排的措施有:在坝体背水坡脚附近开挖导渗沟、减压井和盖重压渗等。
二、土石坝渗漏表现形式
土石坝病险问题主要是各种原因引起的渗漏问题,常表现在以下方面:
1.土石坝建成蓄水后,浸润线常高于设计的浸润线水位,导致渗流从坝的下游坡面溢出,使下游坡失稳。
2.坝基和坝身产生危害性渗透变形,导致坝基或坝身淘空破坏。
3.地质条件差,往往认为土石坝对基础要求不高,因而忽视工程与水文地质条件及其基础的防渗处理,造成基础漏水。
三、坝身渗漏分析
土石坝常因斜墙、心墙等防渗体裂缝形成渗流的集中通道,导致管涌的发生,甚至引起坝体的失事破坏。
1.心斜墙裂缝漏水
土石坝防渗体开裂较常见,尤其是发生在近年来较普遍的薄心墙土坝中。由于心、斜墙与坝体其他部分的填筑土料不同,因变形模量的差异使变形不一致,导致心、斜墙开裂。在裂缝处产生集中渗漏,渗透水以很大的水力坡降冲涮心、斜墙裂缝,因管涌作用把防渗体土料带至下游坝体,使心、斜墙丧失防渗作用。
2.坝体因扩建加高,新老防渗体衔接处理不当漏水
坝体因多次扩建,新老防渗体的衔接处理往往不严,造成隐患。特别是心墙坝加高时,对原有心墙很难采取补强措施。当蓄水位抬高以后,其防渗体承受的水力梯度明显加大,增加了被击穿的危险,有的将心墙改做斜墙,但因库内死水排干困难,使基础处理不严,造成漏水隐患。
3.浸润线抬高使下游坝坡失稳
已建的均质土坝中,常存在浸润线比设计计算的有所抬高,致使坝的下游坡面长期处于湿润状态而影响坝坡的稳定。浸润线的抬高多数原因是设计时没有考虑土坝施工时是分层碾压的,因碾压使坝体形成许多水平层面,导致水平向渗透系数大干垂直向渗透系数,产生各向异性渗流场的结果。
4.土坝滑坡与处理。
土坝滑坡或沉陷往往是因为填筑的土料差,设计抗剪指标选用不当,坝坡设计不合理以及渗漏等原因造成的。
四、渗漏控制方法和措施
1.垂直防渗
垂直防渗常适用于地基透水层较薄或隔谁层较浅的情况,以作成封闭式防渗帷幕来根治坝基渗透破坏的险情,可以比较彻底地解决坝基和坝身渗漏问题。在工程实际中是比较常用的办法,我们着重介绍一下混凝土防渗墙、高压喷射灌浆防渗、劈裂灌浆防渗的原理和施工办法。
(1)混凝土防渗墙
使用专用钻机机具,在已建的坝体或覆盖层透水地基中建造槽型孔,以泥浆固壁,并利用高压泵将泥浆压入孔底,携带岩渣,再从孔底回流到地面,然后采用直升导管,向槽孔内浇筑混凝土,形成连续的混凝土墙,起到防渗目的。这种防渗墙可以适应各种不同材料的坝体和复杂的地基水文和工程地质条件,墙的两端与岸坡防渗设施或岸边基岩相连接,墙的底部可嵌入弱风化基岩内一定深度,在施工中只要严格控制施工质量,是可以达到彻底截断渗透水流的。
(2)高压喷射灌浆防渗
按设计布孔,利用钻机钻孔,将喷射管置于孔内(内含水管、水泥管和风管),由喷射出高压射流冲切破坏土体,同时随喷射流导入水泥浆液与被冲切土体搅拌,喷嘴上提,浆液凝固,在地基中按设计的方向、深度、厚度及结构形式与地基结合成紧密的凝结体,起到防渗作用。
(3)劈裂灌浆防渗
在土坝中采取劈裂灌浆,使用一定压力,将坝体沿坝轴线小主应力面劈开,灌注泥浆,并使浆坝互压,最后形成10~50cm 厚的连续泥墙,可以起到防渗目的。同时泥浆使坝体湿化,增加坝体的密实度。劈裂灌浆防渗不仅起到防渗作用,也加固了坝体,可以就地取材,施工简便,投资省、工效高。
2.水平防渗
水平铺盖分利用天然粘土和人工填筑粘土两种,可以就地取材、造价低、施工工作面大、工期短、简单易行,不需要特殊的施工设备和器材。按设计要求施工,可以满足渗透稳定,但渗透量较大,坝基下游仍有一定的坡降。因此在采用水平铺盖防渗时,必须结合下游排水减压设施。
在实际应用中摘要的注意以下几点:
(1)利用天然粘土铺盖要慎重,必须了解粘土的分布情况、厚度、干容重以及粘土下面覆盖层的厚度、粒径组成和透水性等。
(2)人工填筑粘土铺盖长度与坝前设计水头比,实践总结7~8 倍,最大有超过10 倍。
(3)铺盖粘土渗透系数应小于1000 倍地基的渗透系数。
(4) 粘土铺盖要避免与河床覆盖层渗透系数K>10-2cm/s 透水层接触。
(5)铺盖粘土要封闭大坝两侧岸坡,避免发生饶渗。
(6)在坝基表面有较薄的弱透水层或不透水层,且底下的透水层较浅时,宜采用排水沟截穿表层,用以控制渗流,也就是做导渗沟导渗。
(7)如果不透水层较厚,而其下透水层深厚或含水层层显著,应该采用减压井深入下部强透层导渗。
(8)做导渗沟和减压井有困难时,可做压渗措施。
五、施工要求
总结以上各项控制措施,在具体施工时应严格遵守以下的原则:
1.必须对坝基进行详细的水文地质调查
在决定防渗措施之前,要考虑各方面的因素,其中最重要的是坝址的工程和水文地质条件,要对河床冲积层进行详细的勘探和试验,以了解河床覆盖层的总厚度,有无相对不透水层,厚度及其连续性,砂砾石层平面与空间分布、级配、渗透系数、允许渗透坡降;土层的成层性,是否是不透水层与透水砂砾石层相互间层;查明铺盖土料的料源、级配、最大干容量、最优含水量、渗透系数、允许渗透坡降等,来确定有效而经济的防渗措施。
2.垂直防渗处理可以比较彻底的解决土坝渗漏问题
由于我国的小型水库众多,且形式多样,在监督管理上,存在一定困难,使得一些小型水库会因不同因素而出现病险问题,这给小型水库的安全运行埋下了严重隐患。对此,加强对小型水库的排险加固是非常重要的,必须采取有效的措施来提高其质量与安全度,使得小型水库能在高质量下服务于群中国。
一、小型水库的病险情况
小型水库在我国的水库总量中,占据着一定数量,根据统计大概有81893座。对于这些小型水库来讲,受到不同因素的影响,使得不同程度的病险存在。小型水库主要存在以下现象:多数水库的防洪标准不能满足要求;工程质量差,不对其进行日常的维护,出现年久失修的现象等。一系列工程原因,使得水库病险严重,无法发挥其正常功能,对下游居民造成一定的影响。因此,对这部分水库进行排险加固是尤为重要的。
二、小型水库排险加固有效措施
第一,解决加固资金问题。对小型水库进行排险加固施工时,会需要数量不少的投入,仅仅通过对水库进行租赁或者是承包所得到资金远远不够,无法满足施工的需求。近年来,小型水库所起到的作用是有目共睹的,受到社会中越来越多人的注意,尤其是在养殖业上所取得的经济效益,是非常壮观的。因此,对小型水库进行资金的筹集时,应该多以国家公共投入为主,开拓其市场经济,使其向私营方向发展,这样便可以为水库的排险加固提供良好的经济支撑,加快治理步伐。
第二,地勘工作的重要性。在对小型水库进行建设施工前,相关建设主管会召集施工管理人员、设计人员以及相应的管理人员进行探讨,对相关事宜进行分析,这对水库的建筑质量有很大的帮助。要想制定出一个良好的设计方案与施工方案,对水库施工地址进行地质勘察是非常必要的,可以为设计人员提供良好的地质数据,这些数据正是小型水库提高建筑质量的重要依据。进行地质勘察时,要将工作任务委托给专业能力强的勘察单位,以提高勘察结果。地质勘察工作,不仅为工程地基提供有效数据,当水库出现病险问题时,也可能会根据此数据而找到病险的发生原因。对于地质勘察工作的要求也不易过高,不能必须要求找到隐患所在,一旦在规定的期限内找不到病险,便对地质勘察工作不重视,认为没有地质勘察工作一样可以完成设计,这样对水库的施工质量埋下严重隐患。
第三,对设计方案进行合理处理。对水利进行地质勘察后,掌握了相应的地质资料,采取科学且合理的处理方案是水利排险加固的前提标准,是设计的核心内容。良好的设计方案,可以将病险问题一次性解决,但是错误的方案,不仅会造成资金的浪费,还会影响到排险加固施工的积极性。在排险加固工程中,主要病险之一便是水库的渗透问题,包括地基与坝体渗透问题,在实际施工过程中,根据不同类型的渗透现象采取不同的处理措施。通常情况下,对于小型水库渗透现象来讲,主要是芯墙土坝与均质土坝的渗透现象,对其进行处理时,常使用的方法为压力灌浆与劈裂灌浆。
第四,对加固工程进行规划,使其变得正规。对小型水库进行建设时,通常需要投入几十万来进行兴建,再加上施工时的淹没补偿,实际产生的费用要高出土建费用很多。近几年来,水库被养猪、养鱼等个体户承包,使得水库的经济价值提高,从而也提高了水库的承包价格。要加强对水库的管理,只有这样才可以提高其经济效益。为了将施工方案高质、高效地实施,对建设资金进行合理地使用,加强对项目管理,使得项目向正规化方向发展是尤为必要的。对项目进行管理时,应该以法人代表为中心,法人担负起应该付的责任。对项目法人进行组建,使得招投标环节、施工环节、验收环节等得到有效的监管,并制定相应的管理制度,使得一些工作在市场秩序下进行,防止贪污与腐败的现象出现。将监督管理制度落实到施工实处,对施工质量进行严格地控制与把关。
第五,建立完善的管理制度,使其进行良性循环。目前,对小型水库进行管理时,达不到标准,不能将相应的责任与任务落实到实处,使得管理制度同如虚设。避免在施工过程中,出现除险加固的同时,出现其它病险。对小型水库进行排险加固后,要建立一个完善的管理体制,并制定具体的管理制度,对小型水库进行科学有效的管理,提高管理水平,将病险防治在未发生前。对水库管理人员进行培训,提高其管理水平,更新其管理观念,提高管理人员的综合素质。根据水库的环境特点、经营项目特点制定详细的管理制度,并对各个制度进行细化,以确保水库中的各项工作都有章可循,都在规范下进行,使得小型水库管理向正规化、科学化方向发展。利用有利的地理位置,对水土资源进行合理开发与利用,提高水库的整体经济效益。
结束语:综上所述,对于小型水库的排险加固工作要加以重视,若水库不能安全的运行,不仅无法充分发挥其作用,而且还会对下游群众的生命安全与财产安全造成严重影响。因此,在对小型水库进行加固处理时,应该建立一个完善的排险加固体制,以确保排险加固工作顺利进行,提高小型水库的经济效益。
参考文献:
中型水库在我国的水利工程中的数量相对较多,工作量也较大,和生态环境、居民用水、农业灌溉有着很大的联系。因此,中型水库的除险加固是非常重要的,也是当前我国水利工程建设的一个重要问题。中型水库的除险加固工作一定要落实到位,严把质量关卡,从根本上提高我国中型水库的工程质量,消除安全隐患,降低安全事故发生频率,对实现中型水库保障人民群众生命和财产安全、促进农业生产,以及中型水库的可持续发展具有重要意义。
1 中型水库进行除险加固的重要性
1.1 保障水库的安全运行
我国大部分水库都建成于20世纪60、70年代,时间相对比较久,而且当时环境下的技术、资金、工艺相对比较短缺,建设出的水库质量与标准还有距离,存在较大的安全隐患,对人民群众的生命、财产造成极大威胁,因此对这些水库的除险加固是势在必行的。[1]水库的除险加固不仅能够消除安全隐患和存在的问题,还对生态环境有着积极影响,而且对居民用水、农田灌溉都有很大好处,一定程度上减少了自然灾害的发生,为我国中型水库发挥好应用的作用提供了前提保障。
1.2 促进社会和经济的繁荣和发展
我国水库的数量是比较多的,除了农田灌溉,还为养鱼业提供了充足的水源。水库具有的蓄水防洪功能,能够有效减少洪涝灾害的发生,一定程度上保护了下游的居民安全和公路安全。我国经济的快速发展中,存在一些以环境牺牲为代价的生产方式,对自然环境造成了很大破坏,各种环境问题也层出不穷,其中近年来以洪涝为主的自然灾害发生频率较高,例如今夏在河北邯郸、河南新乡、湖北宜昌等多地发生的洪水淹没事件。[2]这些洪涝灾害的发生,给人民群众造成了严重的经济损失,甚至造成人员死亡和伤亡,严重威胁到了人民群众的生命安全,因此对我国中型水库的除险加固是非常重要和必要的。水库除了蓄水防洪,还能够起到保护下游地区安全的作用。对于不能正常发挥作用的水库要及时抢修,保证水库的正常运转,以保证经济的平稳发展,促进社会的安全和平稳以及经济的繁荣于发展。
2 中型水库当前存在的问题
综合我国现有的水利工程来看,中小型水库居多,主要分布在河流上游且建设时间久、基础弱,很难抵御大的自然灾害,无法满足防洪和抗洪的要求。而且自身存在较大的威胁性,在遇到洪水时,水库较低的调节力是不能进行有效的蓄水和泄洪的,水位的过快增长会给水库带来很大的威胁,很容易就发生决堤和溃坝的现象,给人民群众带了严重的损失。[3]我国现有的中型水库基本都是石坝和土坝,这种堤坝长时间受到水流的冲刷,就会增加渗漏的机率,对水坝的抢险工作造成阻碍。下面对我国中型水坝存在的问题进行罗列。
(1)抢险抗洪能力较低。水库自身存在诸多问题和威胁,如果遇到洪水不能对抢险防洪的工作起到帮助,发挥好抗洪的作用。
(2)大坝塌陷现象严重。我国现有的中型水库中很多都存在大坝塌陷的现象,而且水库下游的保护工作做的不到位。
(3)水库的泄洪设备受到破坏。水库中很多设备都遭到了破坏,而且未能及时更新和抢修,破坏最严重的要数泄洪洞。水库设备的破坏,对水库的安全会造成严重的危害。
(4)没有设立有效的排水沟。很多水库的下游都没有修筑排水沟,水库没有了排水沟,那么就会导致水库产生的渗流无法及时排除,也会威胁到水库的安全。
(5)落后的管理设施。水库利用地形优势多设立在河流上游,但是水库建成以后,却没有形成有效的管理措施,而且水库设备教落后,很少引进先进的机器设备,而且没有建设合理的交通设施,就使水库的管理居于落后地位。
3 中型水库除险加固的施工技术
通过对我国当前中型水库现状进行探究,可以发现存在的诸多问题,除险加固是必须进行的工作,下面对除险加固这一施工技术进行探究,为我国水库的建设提供参考依据。
3.1 除险加固中的护坡施工技术
上述我国现有中型水库存在的塌陷问题,主要是因为没有建立有效的护坡工程。水库缺乏有效的护坡工程,就会受到流水的冲刷,而导致渗透和塌陷,尤其在发洪水时,水流湍急,具有很大的冲刷力,对水库带来很大的冲击。在水库的除险加固工作中,护坡工程的建设能够有效保护水库。护坡工程使用的材料主要是石块,施工程序要严格根据测量-布控-划分-削坡石方工程-铺设石垫层-砌块石-封顶进行施工,施工过程要保持严谨和谨慎,确保工程的质量和安全。石垫层的铺设要注意石块的铺设密实度和紧凑度,而且要设置控制桩,以便于测量石垫层的厚度。
3.2 除险加固中的帷幕灌浆施工技术
渗漏问题在水库问题中属于主要问题,也是对水库造成破坏的很大因素。水库出现渗透主要原因在于水库的建设中没有对防渗进行处理,也没有一定的建设,还有就是施工的过程没有彻底清理大坝的坝底。水库的除险加固工作中,使用帷幕灌浆技术能够使渗透问题得到很好的解决。帷幕灌浆的施工技术程序的第一步是导孔布置,第二步是压水试验,第三步是施工。帷幕灌浆的施工技术要注意浆液的密度,除了保证施工的稳定,还要保证浆液保持合适的粘稠度。施工完毕后要清洗灌浆孔,直到清洗干净,防止未清洗干净的浆液凝固阻塞灌浆孔。
3.3 除险加固中的劈裂灌浆施工技术
劈裂灌浆施工技术也是除险加固中的一项主要的施工技术,主要用于增加水库的地层强度,保持水库的稳定性和抗打击性。修建水库需要打很深的地基,不止是水库建设,要有高速公路、高铁轨道、高架公路都需要进行很深的灌浆以支撑上层的路面。水库的基层建设需要深层开挖,开挖过程会遇到不同密度和含量的土层,不同的土层给劈裂灌浆施工带来的压力也不同以及产生的作用也不同。劈裂灌浆施工技术能够根据不同的土层做出合适的调整,施工程序为定孔-造孔-制浆-灌浆。劈裂灌浆施工技术能够有效提高水库的质量,提高水库的稳定性和抗打击性,为水库的安全提供了坚实的基础保障,能够维持水库的正常运转,提高水库的使用寿命,促进水库发挥出更好的作用。
4 结束语
中型水库在我国经济建设中的作用是不可替代的,能够促进我国经济结构的转型和可持续发展,因此,要加快中型水库除险加固工作的开展。除险加固工作要依靠当前先进的技术水平,进行细致排查,严格控制施工过程,消除其中存在的安全隐患,保证中型水库的工程质量,为中型水库发挥好促进国民经济的作用提供基础保障。
参考文献
引言
在对既有铁路线路的改造过程中,经常会遇到一个棘手的问题,就是要在既有线路下增设立交桥涵。目前一般的既有铁路线路多为电气化铁路,线路下地质情况复杂多变,所增设的立交桥涵往往规模较大,一般不采用大开挖的方法施工,而是采用顶进法施工。并且,为保障铁路运营,不能采用长时间的封闭式施工,需要加固铁路线路,在施工时保持通车。本文以道岔区顶进框架桥施工为例,简要阐述在施工过程中需要重点注意的几个方面:
一 、顶进作业准备
(一)顶进后背的建造
后背是承受顶进作业的水平推力的重要结构物,后背建造的质量直接关系到顶进作业的质量,尤其是施工速度,所以后背的建造一定要严格,丝毫不能降低要求。一般根据现场实际情况,如地质条件、地形条件等来确定顶进工作坑的位置。顶进后背通常采用重力式后背,后背采用浆砌片石墙体,场地受限制的时候可采用钢轨桩等,并对后背填土进行逐层夯实。一般情况下,在后背和顶进滑板之间要设置钢筋混凝土分配梁,保证顶进时,水平推力可以比较均匀的分配到后背上。
(二)顶进设备的安装与调试
在顶进设备安装之前需要对设备的液压系统进行检测,首先对每一个零部件进行个体检查,检查通过后方可进行组装。安装完成后,进行简单调试,保证顶镐、油泵、油箱、管路以及配套设备各部分运营状况良好,主要检查顶铁、顶镐及横梁是否安放稳妥,输油管及压力表是否处于良好的工作状态。
二、既有铁路线路加固措施
顶进框架桥施工过程中,通常还要保证既有铁路线路的正常运营,所以,加固既有线路是施工时的重中之重,道岔区线路尤其要保障道岔的稳定和牢固,避免因框架桥顶进施工造成道岔的移位等影响铁路行车安全的情况。
(一)纵挑横抬梁法加固线路
1、纵梁采用I56b工字钢成束布置,每束纵梁的工字钢根数应根据实际情况计算确定。线路纵向上在基本轨两侧设置P50轨吊轨梁。一般铁路线路横抬梁可以采用I36b工字钢,考虑到道岔区线路情况复杂,稳定性要求更高,横抬梁也采用I56b工字钢。
2、纵梁采用人工挖孔桩作临时支墩,根据地质条件确定挖孔桩深度。挖孔桩桩身材料采用C30钢筋混凝土,护壁(15cm厚)采用C20混凝土,挖孔桩桩径根据加固段线路荷载状况采用1.25m或1.5m。在施工过程中,同时在铁路路基两侧设置路基加固桩,路基加固桩的布置将在路基加固部分提及。挖孔桩平面布置要结合线路平面进行优化,要保证纵梁不能侵入铁路限界。
3、横抬梁从纵梁和吊轨梁下部穿越,当纵梁布置无法满足铁路限界要求时,可考虑将横抬梁置于纵梁之上。横抬梁的水平间距应根据加固段线路的数目和最不利荷载确定,跨度控制在5m左右,横抬梁跨度较大时需检算其挠度。横抬梁与纵梁及吊轨梁通过U型螺栓进行可靠联结,U型螺栓采用直径22mm的圆钢,必要时检算U型螺栓的强度。
(二)确保道岔稳定的措施
与一般的单股道线路不同,由于道岔的不对称性和曲线的影响,列车经过道岔的曲线股道时,会有较大的横向作用力,线路加固时,需解决好道岔的稳定性问题,杜绝安全隐患。
1、在道岔枕木间的空档横穿I56b工字钢横抬梁,通过U型螺栓与纵梁及吊轨梁牢固联结。道岔范围内采用3-5-3扣P50轨吊轨梁加固线路,扣轨根据道岔的具体情况调整长度,尽量布设到每个角落。
2、在挖孔桩上预埋圆钢,纵梁上相应预留圆孔,将圆钢插入圆孔中以固定纵梁,从而阻止纵梁横向、纵向位移的发生,进而保证道岔的几何尺寸不变。另外,还可在横抬梁上焊接挡板和螺栓杆,以便安装扣板,控制道岔的轨距。
3、在纵梁与道岔外侧钢轨之间用木质横撑撑住,以确保道岔位置不发生横移。在纵梁两侧设置固定角钢,并将其焊接于横抬梁上,以固定横抬梁位置,防止其左右摆动。
小结:采取以上加固措施,可以使线路道岔及各加固构件联结为一个牢固的整体,保证了顶进施工过程中道岔的整体性、稳定性和道岔的几何尺寸。
(三)线路加固质量控制措施
1、对道岔区进行加固时,应该对既有线路进行定点封闭施工,如果不能保证完全封闭时,一定要保证各施工工序的有序衔接,每一步均要满足相应的技术标准。
2、纵梁与横抬梁的联结要保证牢靠,每穿完一根横抬梁应该立即回填石碴并振捣密实。
3、钢轨下垫绝缘胶垫和木板以防轨道短路。
(四)线路加固过程中的安全保障措施
1、所有机械必须经过安全部门的检查,合格后方可使用,作业人员必须持证上岗。
2、在既有线路不能封闭的情况下施工,一定要安排专门人员监测既有线路的过车情况,保证作业人员在线路来车时能及时下道避让。
3、严格执行列车通过时不能顶进的制度,在顶进过程中测量人员随时对线路的状态以及桥梁中线和标高进行测量。
4、安排专门人员检查既有线路过车前后,线路道岔的轨距、水平横移情况。对线路加固构件要经常进行检查,发现问题及时处理。
5、施工现场的备用物资准备充分,一旦出现险情,应当立即组织抢险以确保行车安全及施工人员的人身安全。
(五)测量监控措施
在框架桥顶进施工过程中,在框架桥前后中轴线上和边墙两端分别设置观测点,并架设经纬仪和水平仪观测顶进过程中桥梁高程和水平位置的偏差。尤其要注意框架桥头部的顶进质量。
每当完成一个顶程时,就应该进行一次水平测量以便及时掌握框架坡度变化情况。方向观测以框架桥中线的观察点为基点,顶进过程中要持续使用经纬仪观测基点,以保证一旦出现误差及时纠偏。
(六)顶进施工的掘进
应该尽量减少路基开挖面的高度,保证顶进时的路基稳定性。人工挖土时,可以在中间部位设置挖土平台,分成上下两层进行开挖,在框架桥的顶进端应当安装刃角。顶进时挖土的进度以及坡度应该根据线路路基的地质条件和线路加固的情况确定,一般每次挖掘进度为30~40cm左右,不可超挖。当地质条件不好的时候应该按照千斤顶的实际顶程挖掘,每次挖掘一个顶程的土方量。
三、路基边坡的加固措施。
在顶进法施工框架桥时,对既有铁路线路的路基会产生破坏和扰动,在顶进框架桥两侧,应该对既有路基的边坡进行加固和防护,以保证路基的稳定性和承载力。
1、挖孔桩布置
在顶进框架桥两侧、纵挑横抬梁未加固到的铁路线路处,布设人工挖孔桩对路基边坡进行加固和防护。用作边坡防护的挖孔桩与线路加固同时施工,采用1.5m桩径,桩身材料及构造与用作纵梁临时支墩的挖孔桩一样。桩中心距3~3.5m左右,不宜太宽。根据路基实际地质情况,在桩后可适当加设挡土板,或调整桩间距,以避免路基土溜塌,确保路基的稳固。
2、降水处理
当顶进框架桥施工开挖深度较大时,在施工过程中应密切注意地下水状况,做好基坑和开挖地段的降水工作,避免因渗水造成坑壁或路基坍塌的现象。
总结
根据本人多年的工作经验,线路加固问题是一个非常复杂的施工难题,施工工艺要求高,施工管控严格。一般情况下在短时间内对线路进行加固和防护还是可以解决的,铁路线路的安全运营也能得到充分的保障。通过本文以上的简述,对道岔区顶进框架桥的施工作了简要分析和总结,本桥所采用的线路加固方案对今后站场道岔区的桥涵施工有一定的借鉴作用。
在实际的施工过程中,不同的工程会有不同的特点和施工工艺,一定要根据现场的实际条件选取适宜的施工方案和工艺,这样才能确保施工的质量和安全,为企业、社会带来经济效益。
参考文献:
[1]高雪瑞. 道岔下架设纵横梁吊轨加固线路的方法[J]. 铁道标准设计,2005,(10).
[2]韦锦霞. 框架桥道岔区顶进线路加固设计[J].内蒙古科技与经济,2011,(10).
道德风险是一种无形的人为损害或风险,可定义为从事经济活动的人在最大限度地增进自身效用时做出不利于他人的行动。例如,当某人购买保险后,由于其个人行为的成本、代价完全或部分由保险公司承担。那么,保险公司就面临着个人的道德风险。也就是说,如果由于此人的违约造成了财产的重大损失,那么他自己并不完全承担相应损失的责任,但是保险公司却需要承担大部分后果。这种违约缺少相应的激励或制约机制,所以只能靠他的道德进行自律。
(一)道德风险的特点
1、风险的潜在性。很多逃废银行债务的企业,明知还不起也要借。例如,许多大型国有企业在决定从银行贷款时,根本没有打算下一步的偿还。
2、风险的长期性。人们观念的转变或转换是一个相当漫长的过程。特别是在当前社会形势下,我国处于从计划经济向市场经济转变的过程中,一些思想在人们心中根深蒂固。因此,培养人们相互之间的“契约”规则,建立一个行之有效的个人信用体系,需要人们长期的付出和努力。
3、风险的破坏性。如果社会的道德败坏了,那么事情就会变得很糟糕。例如:一旦银行形成了不良资产,银行就需要花费大量的精力去处置,但是许多企业往往不配合,相反,选择逃避、不作为的方式,这将给银行带来不可弥补的重大损失,造成巨大的破坏,。
4、控制的艰巨性。目前,对于银行不良资产的处理,明显具有一定的滞后性。当然,这与不良资产的界定有很大关系。同时还与银行机制有关,比如:信贷风险的预测、转移和控制机制并未得到完全的统一。而在不良资产产生后再采取种种补救措施,结果往往于事无补。
二、交通事故处理中道德风险原因分析
1、缺乏交通事故处理的基本知识。一旦发生交通事故,驾驶员往往表现为:面对目不忍睹的惨状和伤者的哭喊以及大量周围群众的围观,束手无策、惊慌失措,贻误抢救伤员的时机,加剧了不应该有的后果;不知道保护原始现场,使现场很快遭到破坏,给事故现场的勘察以及正确的处理造成困难,有些本来有理的情况也由于现场被破坏而无法说清楚。
2、自身私心严重。由于现实生活中普遍存在的自私自利风气,诱发了驾驶员在交通事故处理过程中的机会主义行为。驾驶员会尽可能选择各种手段换取更多的利益或者以各种方式减少自己在交通事故中本应承担的责任。例如,明知道发生了交通事故,驾驶员为了逃避交通事故的法律责任以及经济上的赔偿义务,往往采取驾车、弃车逃逸事故现场,或者驾驶员虽然将伤者送到医院,但给伤者或伤者家属留下假姓名、假地址、假联系方式后离开[2]。
3、素质不高,缺乏法制观念,放松思想教育是道德风险产生的根本原因。交通运输行业是一个特殊的行业,驾驶员的人员结构普遍倾向于低龄化,大部分驾驶人员并未接受过系统的素质教育以及职业技能培训,职业道德意识低下、法制观念淡薄。少数驾驶员素质不高而又放松世界观的改造,人生观、价值观的取向产生偏离,思想防线崩溃而产生道德风险。一些单位对驾驶员教育不力,造成驾驶员思想出现“错位”,也是产生道德风险的重要原因。有些驾驶员在交通事故处理中不惜铤而走险,为道德风险打开了“方便之门”。
4、社会法律制度不完善是道德风险产生的直接原因。现行的交通法规以及制度并不够完善,例如交通事故责任认定过程中虽然讲究直接证据,但对于直接证据不是特别充分的交通事故,其责任认定很大程度上取决于交通警察的主观判断,这可能带来对驾驶员责任的过分追究。因此,驾驶员为了减少承担在交通事故处理中的责任或者为了保护自己的利益,直接导致驾驶员的道德风险。另一方面,驾驶员个人信用登记系统并不完善,如果个人信用登记系统很完备,那么就会在很大程度上减少驾驶员在交通事故处理中的道德风险,因为如果有人做了违反职业道德的事情,他的个人信用系统中就会有登记或记录,从而对他以后的人生会有很大的影响。
5、社会环境是道德风险产生的诱发原因。表现为外部不公正行为和消极因素的侵蚀,如一些交通事故主体在利益的驱使下,为了满足自身的利益最大化,而做出违法乱纪的行为。这也直接或者间接的影响着驾驶员在交通事故处理中的行为,诱发道德风险的产生。
三、防范交通事故处理中驾驶员道德风险对策
1、防范道德风险重在对驾驶员教育
防范驾驶员道德风险的核心是教育。要针对驾驶员群体的特殊性,认真研究和探索符合其行业特点的教育新手段、新方法,加强对驾驶员职业、道德、法制、思想的全面教育。切实消除驾驶员在交通事故处理中道德风险的因素。
一是教育方式要有针对性。要针对驾驶员这一群体以及交通事故处理的特殊性,在具体方式上要把握一个核心,就是抓好驾驶员素质教育。使驾驶员掌握交通事故处理中的基本知识,增强驾驶员的职业道德意识,完善驾驶员对相关交通事故处理的法律法规认识。要抓住一个关键,就是抓好思想教育。驾驶员的思想对于其在交通事故处理中的行为有着直接的指导意义,只有抓好理想教育,广泛开展社会主义荣辱观教育,引导驾驶员树立正确的人生观、世界观、价值观,才能预防交通事故处理中驾驶员的道德风险。
二是教育形式要有多样性。为提高教育效果,必须采取灵活多样的方法,让广大驾驶员在潜移默化中接受教育。按照以“德”治国要求,结合《公民道德建设实施纲要》,大力弘诚实守信的精神,正确引导驾驶人员在交通事故处理中的认识。坚持典型引路教育,发挥先进示范带头作用,用先进事迹和高尚精神影响带动其他驾驶员。同时,充分利用反面教材,以案说法,开展震撼人心、触及灵魂的警示教育,使驾驶员认识到道德风险的存在。
2、防范道德风险严在监管
防范道德风险,教育是基础,监管是关键。当前监管不严、制度不完善是突出的问题。针对驾驶员在交通事故处理中存在较多道德风险的特点,加强监管要突出一个“严”字,真正做到对驾驶员道德的严格要求、严格管理、严格监督,对存在道德风险的驾驶员严格惩处、严肃处理。把经常性的思想教育与严格管理结合起来,将正确的思想观念、高尚的道德情操融于严格管理之中,使内在约束与外界约束有机结合,从根本上遏制驾驶员在交通事故处理中道德风险的发生[5-6]。另一方面,建立完善的驾驶员个人信用登记系统,严格登记或记录驾驶员的个人信用情况,并加大在社会生活中驾驶员个人信用的权重,使驾驶员的个人信用记录真正起到对其道德风险的约束力作用。
3、防范道德风险贵在坚持
确立驾驶员在交通事故处理中良好的道德观,消除驾驶员在道德风险上存在的问题,不可能通过一两次学习、教育活动就能得到根本解决。因此,开展道德教育、素质教育、思想教育要经常化、持久化。对于驾驶员来说,松是害,严是爱;自律固然是内因,但他律的外因作用不可忽视,要教育在平时,管理在日常,持之以恒,常抓不懈,千万不能让道德风险产生并形成气候。
中图分类号: TU3 文献标识码:A
1现代建筑的常见结构类型
按建筑物以其结构类型的不同,可以分为以下四大类结构。
1.l砖头结构
用砖墙、砖柱、木屋架作为主要承重结构的建筑,像大多数农村的屋舍、庙宇等。这种建筑结构不仅建造简单,材料容易准备,而且费用较低。
1.2砖混结构
用砖墙或砖柱、钢筋混凝土楼板和屋顶承重构件作为主要承重结构的建筑,这是目前在住宅建设中建造量最大、采用最普遍的结构类型。
1.3钢筋混凝土结构
主要承重构件包括梁、板、柱全部采用钢筋混凝土结构,这种类结构类型主要用于大型公共建筑、工业建筑和高层住宅。钢筋混凝土建筑里又有框架结构、框架—剪力墙结构、框—筒结构等。目前25—30层左右的高层住宅通常采用框架—剪力墙结构。
1.4钢结构
主要承重构件全部采用钢材制作,它自重轻,能建超高摩天大楼,又能制成大跨度、高净高的空间,特别适合大型公共建筑。
2 现代建筑结构的常用加固技术
2.1直接加固的一般方法
(1)加大截面加固法。与置换混凝土加固方法相类似,通过加大截面积来进行加固应用已经十分的成熟,适应范围广且施工容易。但是与置换混凝土加固方法一样,需要较长时间的湿作业,从而对于建筑的使用造成影响。除此之外,经过这种加固方法之后,建筑物内部净空相对会缩小。该方法比较适合一般的混凝土构件的加固。
(2)有粘结外包型钢加固法。这种方法具有加固效果好,承载力大,施工环节相对较少的优点,但是这种加固方法需要消耗大量的钢材,从而导致较高的造价和成本。因此不适合用在一般的加固场所,大多用于结构强度要求高且需要被加固的构件的面积不能扩大等场所。由于采用钢板,因此这种加固方法不适用在高温的场所的建筑结构的加固。
(3)粘贴钢板加固法。采用粘贴钢板来对建筑的结构进行加固的过程当中,不需要进行湿作业,且施工的时间相对较短,因此对于建筑中用户的日常生活和工作不会产生很大的影响,且这种加固方法对于建筑外观不会造成破坏同样也不会造成空间减少。这种加固方法的最大缺点就是胶粘的水平对于加固的效果具有直接的影响,因此加固效果不容易进行控制。因此这种加固方法大多用于处于静力状态下的构件的加固。
(4)粘贴纤维增强塑料加固法。这种建筑结构的加固方法顾名思义和粘贴钢板加固法类似,只不过材料上有差异。此外,由于所使用的加固材料是塑料,因此相对于钢板来说不怕潮湿和腐蚀,材料自身的重量较轻,且成本也要比钢板低很多。但是塑料材料也有明显的缺点,那就是不耐高温,且容易发生火灾。因此在使用这种加固方法的过程当中应该做好相应结构的耐火处理。
2.2与混凝土结构加固改造配套使用的技术
(1)托换技术。系托梁拆柱、托梁接柱和托梁换柱等技术的概称。属于一种综合性技术,由相关结构加固、上部结构顶升与复位以及废弃构件拆除等技术组成。适用于已有建筑物的加固改造。与传统做法相比,具有施工时间短、费用低、对生活和生产影响小等优点,但对技术要求较高,需由熟练工人来完成,才能确保安全。
(2)植筋技术。系一项对混凝土结构较简捷、有效的连接与锚固技术。可植入普通钢筋,也可植入螺栓式锚筋;已广泛应用于已有建筑物的加固改造工程中。
(3)裂缝修补技术。根据混凝土裂缝的起因、形状和大小,采用不同封护方法进行修补,使结构因开裂而降低的使用功能和耐久性得以恢复的一种专门技术;适用于已有建筑物中各类裂缝的处理,但对受力性裂缝,除修补外,尚应采用相应的加固措施。
3现代建筑结构加固的施工方法
3.1具体要求
加固施工管理主要是针对施工过程的管理。施工过程管理干头万绪,怎样才能牵一发而动全身,取得事半功倍的效果,这是管理人员最需要了解掌握和熟练应用的。根据加固工程实际通常分四部分进行。
(1)施工方案的制定。加固施工方案编制的基本思路应该建立在:①最大限度利用现有构造物进行加固。②尽最大的可能避免拆除、敲打、撞击、振动损坏原构件。在具体编制时首先要熟悉图纸,吃透设计意图,并应去实地仔细地观察、实测,最终定出符合实际的可行的施工方案。切记不要凭经验,靠想象或照葫芦画瓢。这样的方案往往是不符实际甚至会造成返工的。
(2)在操作中严格按施工方案进行,不能想当然,或自行其是。尤其是工序不能减少,材料更不能少用。施工中有时也会遇到现场实际与图纸要求不相符或有出入的情况,这时应及时与设计、监理、甲方进行沟通,施工人员不得自行作业。
(3)做好技术交底。技术交底是通过文字把图纸表示的要求或图纸不宜表示的方法,写成作业人员熟悉的“施工语言”表达清楚、具体,使操作人员明确自己干什么,如何干,并对不清楚的地方通过技术交底进一步明确。所以在开工前要认真组织相关人员学习领会有关要求、规定并做好记录,双方履行签字手续。同时技术交底也是质量事故分析、工艺改进及技术总结的重要的原始资料,所以我们在进行加固作业时,对技术交底应高度重视,认真仔细做好这一工作。
(4)做好自查、自检工作。自查自检主要包括两方面:①对文字资料及记录的检查。主要是看内容是否符合要求,有否漏签、漏写、漏报或格式是否符合要求等方面。不符要求应及时纠正。②在现场通过目测或借助仪器、设备对实体进行检查,发现问题及时整改,使其达到要求。
3.2质量通病的控制
在结构补强施工中对混凝土置换,增大截面作业时要足够重视。原因是这两种方法在加固作业中应用得非常广泛,同时,也是加固作业中质量事故多发的环节。这两种方法在作业时,都会受到工作面狭窄、模板几何尺寸较小及模板空间有限的影响。另外在进行混凝土置换、增大截面作业时一般混凝土用量不大,很少使用商品混凝土,通常采用人工搅拌混凝土。而人工搅拌混凝土往往受场地、环境操作人员熟练程度等因素的影响,使浇注混凝土的质量很难得到保证。尤其是目前施工现场大量使用商品混凝土,作业人员对人工拌和混凝土的要求基本不清楚。这种现象在大、中城市尤为突出。所以保证混凝土质量是该方法能否取得成功的关键。要做好人工拌和混凝土,首先要做好“干三”、“湿三”的操作。所谓“干三”就是按照配合比完成称料后,将各种材料进行混合干拌三遍,将其混合均匀。判断效果的标准是观察混合材料的颜色是否相近。然后按比例加水再拌三遍,即“湿三”。这两个步骤按要求完成后可以满足混凝土的匀质性。在进行混凝土振捣时,由于受模板空间小的限制不宜操作时,可在模板外,通过均匀适度地敲打、振动保证混凝土的密实形。
结语
建筑结构的科学加固是建筑工程质量安全保障体系中的一个重要组成部分。严格遵循规范要求是建筑工程加固工作的前提。建筑结构加固的设备在日益发展,同时,结构的问题也经常表现出个性特征,因而加固方法也必须不断发展和创新。灵活的运用加固方法,可以取得事半功倍的效果。加固施工重视施工监测,可以保证施工质量和施工安全。
长堰水库坝址位于东阳江支流梅溪上游,距义乌市区约20km,控制集水面积14km2,水库总库容为1112万m3,正常蓄水位为135.45m,相应库容940万m3。低弹模防渗墙施工应用在东副坝防渗加固中。
东副坝于1957年10月开工,1958年5月完工,建设初期为心墙坝,坝高10m,1971年秋的水库续建时增设粘土防渗斜墙,并加高至17.0m,坝顶高程141.35m。1988年8月24日东副坝上游面坝0+006~0+023m部位发生大面积滑坡,滑坡斜面积1800m2,滑坡土石方9000m3,处理措施为挖填滑坡面,并进行粘土套井回填。
二、设计指标
1、东副坝防渗墙设计施工范围为东0+009.2~东0+096.8,总长87.6米,槽段划分为8米(头尾7.8米)。
2、低弹模防渗墙设计指标如下:
出机口坍落度 20~22cm
扩散度 34~40cm
拌和拆水率 <3%
初凝时间 ≥6h
终凝时间 ≤24h
极限水力坡降Jmax≥250
抗压强度C28天≥8.0MPa
抗拉强度C28天≥0.7MPa
弹性模量E28≤4500~5500MPa
渗透系数K28≤1×10-7cm/s
三、施工过程
1、施工准备
a、道路交通
东副坝上坝道路在防渗墙开始施工前通车确保了防渗墙施工机械设备及施工材料顺利运达施工现场。
b、施工场地
防渗墙施工临时设施主要在布置在非常溢洪道内,利用坝顶挖出砂、石料平整。砼拌和站,砂、石料堆放,临时房屋搭建。泥浆池布置在下游坝脚,利用坝顶挖出砂、石料堆筑泥浆池。
c、水电系统
施工用水用潜水泵直接从水库内抽取,分送至各用水部位。施工用电由指挥部安装315KVA变压器一台。考虑防渗墙施工连续性,最好配备功率大于200KW的柴油发电机组一台,在工地遭遇停电及用电高峰时使用。
d、砼导向槽和施工平台的制作
砼导向槽沿防渗墙轴线布置,槽宽0.9m,槽深1.3m,导向墙为0.3m厚的钢筋现浇砼结构,两侧用粘土分层夯实填筑。导向槽完工后,进行施工平台的修建。施工平台总宽为12.5m,钻机行走平台设在防渗墙上游侧,宽度6.0 m。钻机轨道平行于防渗墙的中心线,地基无不均匀沉陷,轨枕间填充道渣碎石。下游侧施工平台要行走重型机械设备、吊机以及修补钻头,出渣等,其宽度不为6.5 m,并采用混凝土硬化。并在下游侧修砌一条排浆沟,将废浆通过排浆沟回收至
泥浆池。
导向槽配筋图(图表-1)
e、砼拌和系统:
砼搅拌站布置在非常溢洪道内,由于本工程槽段划分为7米,经过计算仅配备一台750行砼搅拌机也能满足浇筑强度要求,整个系统包括:750型砼搅拌机、卸料平台、砂、石料场,砼自动配料机、出料平台、水泥库和外加剂库组成。砼运输采用泵送,其输送能力满足浇筑强度需求。
2、造孔:
a、设计防渗墙施工桩号为0+009.2~0+096.8,轴线长度为87.6m,按图纸要求划分8米一个槽段共11个槽段。为便于施工调整为7米一个槽段。实际施工中防渗墙施工桩号0+022.8~0+085.8,总长度63米共9个槽段。桩号0+009.2~0+022.8、0+085.8~0+096.8从相邻槽段基岩情况分析,基岩面离施工平台高差较小(基本都小于4米),调整为浇筑C20砼岸墙。
b、钻孔机械的选择;
本工程采用两台钢绳冲击式钻机宝钻CZ-30,这种机械不仅适用于一般的软弱地层,亦可适用于砾石、卵石和基岩,且结构简单,技术成熟,易于维护,在防渗墙施工中仍被广泛采用,缺点是效率较低。采用空心钻头,为厚壁大直径无缝钢管,头部堆焊切割刃角,前端1/3处焊成翼翅。抽排沉渣采用抽砂筒。
c、孔位控制
防渗墙轴线沿坝轴线布置,分别在左右岸山坡设置半永久性轴线控制点,在与槽段对应的钢轨上设置单孔中心点,并标明单孔的孔号和孔位,以槽段对应的第一根钢轨的腹板(钢轨腹板平行防渗墙轴线且距防渗墙轴线90cm)作为防渗墙轴线辅助基准,钢轨腹板上用红油漆标明各孔孔中心,以此控制和检查各钻孔的孔位和孔斜。
d、基岩鉴定
槽孔嵌入基岩的深度必须满足设计要求,依照防渗墙中心线地质剖面图,当孔深接近预计基岩面时,开始取样,采用抽筒捞砂取样。
基岩面按下列方法确定:
①根据岩样的性质确定基岩面;
②对照邻孔基岩面高程,并参考钻进情况确定基岩面;
③当上述方法难以确定基岩,或对基岩面发生怀疑时,采用岩芯钻机取岩样,加以确定和验证。
基岩岩样是槽孔嵌入基岩的主要依据,必须真实可靠,并按顺序、深度、位置编号,填好标签,装箱,妥善保管
e、造孔中,孔内泥浆面持在导墙顶面以下30cm~50cm。
f、如果发现泥浆漏失,立即堵漏补浆。
g、保证槽孔平整垂直,孔位中心允许偏差不大于3cm、孔斜率不大于0.4%。遇有孤石、漂石的地层及基岩面倾斜度较大导至溜坡等特殊情况时,其孔斜率应制在0.6%以内;对于一、二期槽孔接头套接孔的两次孔位中心任一深度的偏差值不大于施工图纸规定墙厚的1/3,并采取措施保证设计厚度。
h、造孔结束后,对造孔质量进行全面检查。经检查合格,方可进行清孔换浆。
清孔换浆结束后1h,达到下列清孔标准:
①孔底淤积厚度不大于10cm;
②当使用粘土泥浆时,孔内泥浆的密度不大于1.20g/cm3,粘度不大于30s,含砂量不大于10%;
i、二期槽孔清孔换浆结束前,应清除接头砼孔壁上的泥皮。宜用钢丝刷子钻头进行分段刷洗,刷洗的合格标准是:刷子钻头上基本不带泥屑,孔底淤积不再增加。
清孔合格后, 4h内开浇砼。
3、泥浆下砼浇筑
a、导管
砼浇筑采用“直升导管法”,导管内径为Φ230mm,壁厚4mm,导管布置间距根据实际情况,按规范要求进行,导管组装后,要进行密闭承压试验,提升导管采用钻机提升。
b、根据批准的配合比拌制低弹模砼,采用电子计量方法,确保称量准确,拌制砼施工中对袋装膨润土的质量进行检查,不用受潮结块的膨润土,不与水同时掺加,应将水泥、膨润土和砂石等搅拌均匀后再加水搅拌,防止膨润土结块和粘搅拌机,使拌和质量均匀。
c、砼的运输和浇筑强度
砼从搅拌站出料后,用1台HBT60A拖式砼泵,直接输送到施工平台的储料斗里,通过储料斗的卸料槽流入导管漏斗,砼浇筑强度以槽段内砼面上升速度不小于2m/h为宜,砼面高差不大于50cm,砼终浇面高程控制在138.7m左右,超浇高度0.6m挖除后成型高程138.1m。
d、砼原材料质量:粗骨料采用碎石,最大粒径不大于40mm,骨料中粘土和其他杂质含量应低于2%,超径含量不大于5%,逊径含量不大于10%;拌制砼的水泥,采用普通硅酸盐水泥,各种材料的配料偏差,水泥、掺和料、水为±1%,砂、石为±2%。
砼坍落度控制在20~22cm,扩散度控制在34~40cm,每个槽段均在槽口取样,作为抗压、抗渗、弹模试验,在砼浇筑过程中,有专人绘制指示图和浇筑曲线图,及时填写导管拆卸记录,测量砼面,核对导管埋入砼的深度,防止发生“拔空”现象。
浇筑过程严格遵守下列规定:
①导管埋入砼的深度不小于1m,不大于6m;
②砼面上升速度不小于2m/h;
③砼面均匀上升,各处高差控制在0.5m以内;
④至少每隔30min测量一次槽孔内砼面深度,至少每隔2h测量一次导管内砼面深度,并及时填绘砼浇筑指示图,以便核对浇筑方量;
⑤槽孔口设置盖板,避免砼散落槽孔内;
⑥不符合质量要求的砼严禁浇入槽孔内;
⑦防止入管的砼将空气压入导管内。
及时做好各槽段的砼性能指标的统计和分析工作,发现存在的问题要作出调整分析意见和改进措施。
4、墙段连接
砼接头孔套打在一期槽段砼浇筑完毕24~36小时后进行,在其两端主孔位置用冲击钻再套打一整钻,因砼强度较低,钻进不太困难,故操作中要勤放钢绳,勤抽砂,并经常检查造孔质量。
四、质量检测
浙江省水利水电工程质量监督检验站到现场取样检测,本工程送检的两组防渗墙砼抗压强度平均值10.1 MPa 、10.3 MPa满足设计抗压强度≥8.0Mpa;抗拉强度平均值0.89 MPa、0.92 Mpa满足设计劈裂抗拉≥0.70 Mpa。两组渗透系数≤0.196×10-7cm/s满足设计要求≤1×10-7cm/s 。砼平均弹性模量5260 Mpa满足设计要求4500~5500 Mpa。超声波检测防渗墙混凝土均质性、密实性较好;槽段与槽段之间无明显泥皮。
五、经验总结
1、施工准备不够充分:防渗墙施工用电从业主安装在主坝坝脚315KVA变压器搭接。搭设架空线时没有充分考虑防渗墙施工机械用电总功率及500m左右线损,架空铝芯线满足不了东副坝施工机械用电。经过再三计算,项目部又再采购电缆线一组,方能满足施工需求。防渗墙施工一定要详细计算施工机械总功率,选用合适的输电线,保障安全施工,节约施工成本。以下列出本工程防渗墙施工机械电功率统计表供大家参考,具体施工时仍要根据自身工程投入机械型号、数量等因素综合考虑。
施工机械电功率统计表(图表-3)
施工机械 型号 功率(kw) 台数 总功率(kw)
冲击钻机 CZ-30 75 2 150
拌和机 750型 10 1 10
自动配料机 12 1 12
输送泵 HBT60A 112 1 112
电焊机 18 1 18
泥浆泵 3PN 10 3 30
水泵 4 5 20
夜间照明 小太阳 1 5 5