截水帷幕技术在元宝山露天煤矿的应用与效果评价

内蒙古元宝山露天煤矿是国内外罕见的特大富水型露天煤矿,为解决多年疏干排水造成的生产成本高和环保风险大等问题,拟采用截水帷幕技术对矿坑渗流补给通道进行帷幕截流。通过分析矿坑水文地质和工程地质条件,提出弧形半封闭落底式帷幕与群井疏干水力帷幕相结合的地下水控制方式,采用防渗膜垂向隐蔽叠覆铺设与抗渗混凝土充填工艺,在矿坑高程+452 m平盘开展帷幕试验研究,建造一座平面长度1 369 m、平均深度29 m、有效厚度大于0.8 m、底部嵌入基岩面3 m的截水帷幕。试验研究过程中,确定了元宝山露天矿的截水帷幕工艺,获得其单幅槽段开挖长度(14 m)、护壁泥浆密度(1.05~1.25 g/cm3)和防渗膜叠覆宽度(1 m)等主要技术参数,提出防渗膜水下磁吸式连接技术,通过加装磁条,利用阴阳磁吸原理实现防渗膜叠覆处的水下自粘连。试验工程结束后,通过取心验证、流场分析和流量变化等方法检验帷幕墙的质量和截水效果。结果表明:混凝土浇筑充填连续、密实;墙体内外水位差已达15 m以上;盲沟补给流量消失,截水效果显著。试验研究证实截水帷幕技术适用于元宝山露天煤矿,为后续工程开展提供了关键技术参数,完善了我国露天煤矿截水帷幕技术体系。      

盘山灌区改造工程中SBS防渗技术的应用研究

以盘锦市盘山灌区改造工程为例,探讨渠道衬砌冻胀、分缝问题处理中SBS防渗技术的应用特点,从灌溉用水率、节水效率、减少渗漏损失量和节水量等不同方面总结了该技术的优势。结果可知:在使用寿命、工程造价、施工工艺等方面SBS伸缩缝防渗和塑料防渗膜技术相对于二毡三油、沥青砂板和土料防渗技术具有明显的优势,尤其是在渠道冻胀、分缝等方面具有更加突出的优点,采用SBS防渗材料可显著提高农田灌溉用水率和节水效率,可大大输水过程中渠系的渗漏。     

我国露天煤矿截水帷幕关键技术进展

我国露天煤矿普遍采用抽排方式进行地下水控制以满足煤炭资源安全开采要求,这种方式对水资源造成极大破坏,严重影响煤矿周边的生态环境。近年来,随着我国社会经济的全面发展,国家对生态环境保护、生态文明建设提出了更高要求,如何优化、转变露天煤矿地下水控制方式,减少矿坑疏排水量是露天煤矿防治水工作普遍面临的崭新课题。采用截水帷幕技术取代疏排降水技术,由被动疏水变为主动截水,是解决露天煤矿因疏排水带来诸多问题的根本措施。以内蒙古扎尼河露天煤矿、元宝山露天煤矿截水帷幕实施过程为例,介绍我国露天煤矿截水帷幕设计理念、施工工艺和截水帷幕材料,在实践过程中,突破了防渗膜大深度垂向隐蔽铺设与连接技术瓶颈;研发了超长槽段连续开挖及浇筑工艺,大幅减少接头数量;研制粉煤灰?水泥混合浆体与HDPE防渗膜的复合帷幕材料,提高帷幕抗渗与抗变形性能;构建帷幕质量与截水效果综合检验体系,掌握了露天煤矿截水帷幕建造关键技术。截水帷幕技术在我国露天煤矿的成功应用,丰富了露天煤矿防治水与水资源保护技术理论,促进了行业技术进步,为露天煤矿地下水控制及安全绿色开采提供了新思路、新技术、新工艺,对其他非煤矿山及水利水电、交通等更高防渗等级要求的工程具有重要借鉴意义。      

灌浆技术在堵水工程中的应用

以某深基坑有一根大口径人工挖孔灌注桩采用灌浆技术进行防渗堵水为例，详细介绍了灌浆技术形成单排防渗帷幕墙进行堵水的应用及效果，并对桩孔产生大量地下水的原因进行了分析探讨。     

连拱柱列综合深基坑帷幕墙

我局基桩公司在南京承接了一项应急工程即南京友谊大厦深基坑帷幕墙。由于帷幕墙是由几种桩（孔）组成的多拱式，故称连拱柱列综合深基坑帷幕墙。友     

复杂条件深基坑止水帷幕墙施工技术的探索

河南省建行本部综合楼基坑止水帷幕墙设计深度为自然地面下34.6m,周边环境及地质条件复杂。在综合分析各种工艺基础上,探索采用多种施工方法,基坑东西南3侧采用三轴搅拌水泥土桩止水帷幕墙,北侧采用高压旋喷止水帷幕墙,能够克服场地狭小、地质条件和周围环境复杂等不利因素,取得了较好的止水效果。     

白鹤滩水电站上游围堰复合土工膜施工技术探析

白鹤滩水电站上游围堰采用复合土工膜斜墙防渗,土工膜铺设面积约25 000 m2,其铺设及焊接质量直接影响围堰的防渗效果,对工程影响巨大。通过对复合土工膜铺设、焊接、接缝质量检测、缺陷修补的分析研究,形成了一套完整的斜坡面土工膜施工技术及工艺,将为类似斜坡面、大面积、高标准条件下的土工膜施工提供借鉴。     

基坑止水帷幕中深层搅拌桩的应用

本文根据工程实例介绍了深层搅拌桩在基坑止水帷幕墙中应用,并简述了其计算方法。工程实践表明,深层搅拌桩与周围土体共同作用形成的水泥土挡墙具有安全可靠,无噪音,综合工期短,无污染等优点。     

深厚覆盖层坝基防渗墙深度研究

在西部山区深厚覆盖层上建设高坝,坝基防渗是关系到工程成败的关键。塑性混凝土防渗墙加灌浆帷幕防渗体系已经在多座大坝工程中应用,实践证明是成功的。由于坝基防渗墙建设控制工期,并且工期较长,在满足防渗要求的条件下应尽量减少工程量。研究防渗墙的合理深度,能够在一定程度上减少工程量,优化施工工期。基于改进阻力系数法求得防渗墙底部坡降随防渗墙深度变化的解析解,并且通过数值模拟方法详细研究了深覆盖层内防渗墙深度变化时防渗墙底部水头、坡降的变化规律。认为深厚覆盖层内设置防渗墙的深度并非越深越好,而是存在一个最优深度。最优深度的取值取决于覆盖层的深度。一般情况下,相对深度比（防渗墙最优深度与覆盖层深度之比）在0.7左右为防渗的最优取值。     

土工膜-防渗墙-弱透水层联合防渗的有效性分析

深厚覆盖层坝基往往都是强弱互层结构,坝基中存在弱透水层。弱透水层既是隔水层又是软弱夹层,是否利用其作为控渗依托层关系到工程难度、进度及成本。绝大多数工程都将全封闭式防渗体作为控渗首选方案,保守的设计理念导致采用半封闭式防渗体控渗的工程少之又少。西藏多布水电站采用土工膜-防渗墙-弱透水层三位一体半封闭式联合防渗体,在国内外少见,具有一定代表性,其防渗效果具有重要的参考价值和借鉴意义。本文基于详细的地质构造资料,以非饱和土体渗流、比奥固结理论和土体的非线性流变理论为基础,考虑土体水力学及土力学参数随双场耦合的动态变化关系,借助ADINA建立流固耦合模型,全方位分析多布水电站的渗流场、应力场,以及弱透水层的承载力和液化性。研究表明:土工膜-防渗墙-弱透水层三位一体半封闭式防渗体能有效降低渗透速度、渗流量和抑制渗透坡降,各渗流参量满足控渗要求;大坝及防渗墙的水平位移、沉降和应力相对悬挂式防渗体有一定增大,需提高防渗墙的强度。弱透水层是防渗体系中最重要的部分,经分析弱透水层承载力满足要求,且不会发生液化。对比分析三种防渗体系,多布水电站现采取的土工膜-防渗墙-弱透水层三位一体半封闭式联合防渗体是最佳方案,可减小防渗墙深度近193m。该研究成果对类似工程具有重要的参考价值和借鉴意义。     

土石围堰中混凝土防渗墙设计方案的数值优化

土石围堰中防渗墙的结构对坝基渗流量及坝体稳定性具有重要的影响,因此优化防渗墙的尺寸十分有必要。本文以珠江流域某水利枢纽工程施工中的土石围堰为例,采用有限元法,对防渗墙的厚度和嵌入弱风化层基岩的深度进行了优化研究,分别模拟了有防渗墙和无防渗墙两种情况下围堰的防渗效果,共设计了33种计算方案。将坝基单宽渗流量、防渗墙后作用水头、防渗墙底部和坝脚溢出点的水力比降分别与其允许值进行了对比分析,提出了防渗墙的优化尺寸。研究结果表明：防渗墙厚度的变化对防渗效果影响较小;增大防渗墙的入岩深度,可以有效控制本围堰工程的单宽渗流量和防渗墙后作用水头;防渗墙底部水力比降的变化与防渗墙入岩深度有关,当入岩深度在0~8 m时,水力比降随入岩深度的增大而减小并呈先快后慢的趋势,当入岩深度在8~12 m时,水力比降随入岩深度的增大而增大,超过10 m时水力比降骤增。考虑经济因素和施工的方便性,满足防渗设计要求的防渗墙最优设计参数为厚度0.8 m、嵌入弱风化层基岩深度2 m。     

基于低强度抗渗混凝土的露天煤矿帷幕截水技术

混凝土地下连续墙具有施工方便、质量可靠、抗渗性好等优点，在水利水电、基坑支护、地铁等防渗工程中广泛应用，所用材料既有塑性混凝土，也有刚性混凝土。在内蒙古某露天煤矿截水帷幕工程中，针对其工程地质与水文地质特征，研发一种低强度（8~10 MPa）抗渗（P6级）混凝土作为墙体浇筑材料，该混凝土水胶比值为0.68，砂率为45%，1 m3混凝土中各原材料质量分别为:水泥180 kg，粉煤灰200 kg，膨润土20 kg，砂720 kg，石子880 kg。分析了其渗透与抗渗机理，并通过钻孔取心和围井抽水试验对其效果进行了验证。试验结果表明:混凝土墙体浇筑完整、连续，抗压强度达8.3 MPa，渗透系数达8.67×10-7 cm/s。工程实施后矿坑疏排水量显著减少，该措施为矿区水资源及矿坑周边草原植被等生态环境保护奠定了基础。      

振动沉模板墙在曹妃甸工业区防渗工程中的应用

通过曹妃甸工业区供水工程蓄水池利用振动沉模板墙作为防渗帷幕的工程实例,详细介绍了振动沉模板墙的施工工艺及施工过程,并对墙体进行了相应的检测,检测结果表明,振动沉模板墙起到了良好的防渗效果,为类似工程的设计与施工提供可借鉴的经验。     

新疆下坂地水库坝基防渗墙试验研究

新疆下坂地水利枢纽工程地处高寒、高海拔的山区,坝基覆盖层厚度达147.95m,透水性强,易坍塌和漏浆,块石坚硬,坝基防渗处理难度罕见。针对这一工程问题进行了坝基防渗墙试验研究,结果表明,以大深度混凝土防渗墙为主墙,下接帷幕灌浆的墙幕结合方案。本文针对新疆下坂地深厚覆盖层坝基防渗墙进行了试验研究,找出了防渗墙有效的施工深度及合理的施工方法,从而为坝基防渗墙设计施工提供了可靠的依据。     

水工防渗帷幕方案论证及后评价技术

水工防渗帷幕作为大型“地下挡水建筑物”,通常因建设条件隐蔽、技术复杂、造价高昂而构成工程兴建的关键要素或决策焦点,制约工程成败。以一大型防渗帷幕工程论证为载体,阐述了坐落于复杂岩溶暗河背景下的防渗方案论证、优化比选、节点路径等关键技术,并探讨了地下幕体施工质量的“后评价”技术。纵观该工程从前期论证、实施到运行的全过程,均已做到了精心、精准和精确到位（可靠性）,取得了全面的成功,具有一定的推广应用价值,可为我国其他同类工程提供参考和借鉴。     

露天煤矿截水帷幕效果检验方法及截水效果分析

某露天煤矿为减少矿坑疏排水量，通过施工截水帷幕切断矿坑北侧河流补给通道。根据现场施工条件，采用低强度抗渗混凝土地下连续墙、HDPE防渗膜、超高压角域变速射流注浆、咬合桩4种工艺构建截水帷幕。为检验施工过程中露天煤矿截水帷幕的效果，针对低强度抗渗混凝土地下连续墙、HDPE防渗膜、超高压角域变速射流注浆等3种截水帷幕工艺，进行了4次围井试验。试验结果表明，在露天煤矿深厚砂卵石层动水、低温条件下，低强度抗渗混凝土地下连续墙、HDPE防渗膜、超高压角域变速射流注浆帷幕均具有良好的截水效果，渗透系数分别达到8.34×10-7、6.28×10-7、7.85×10-7 cm/s，与原材料室内实验得出的渗透系数基本吻合。在4种帷幕工艺的共同作用下，露天煤矿矿坑疏排水量显著减少，围井试验在截水帷幕施工过程中具有良好的效果检验作用。      

高频振锤薄壁板墙技术处理砂砾石堤基试验研究

高频振锤薄壁板墙技术在砂层堤基的垂直防渗施工中得到了广泛应用。为探索一种适用于洞庭湖区砂砾石堤基的垂直防渗施工方法,对高频振锤薄壁板墙技术的施工工艺、流程等进行了一些改进,实现了施工全过程的计算机控制。将改进后的工法应用到周家湾堤段试验工程中,并采用围井检测、钻孔取芯、测压管监测等手段检验了超薄防渗墙的成墙效果。结果表明,改进后的高频振锤薄壁板墙技术具有成墙连续、完整,防渗效果好、工效高、造价低等特点,是一种适用于处理砂砾石堤基的垂直防渗技术,可用于处理洞庭湖区及其他具有类似地质特征的堤防防渗工程。