真空預壓固結排水法在水利工程堤防加固中的應用

雷威

【摘 要】真空預壓固結排水法經常被應用在水利工程中，以此來起到提防加固的作用，其是施工工藝相對簡單，但是需要注意的問題比較多。本文首先介紹了工程概況；其次概述了真空預壓固結排水法施工工藝；最后探討了加固過程中的監督，僅供參考。

【關鍵詞】真空預壓固結排水法；水利工程；堤防加固；應用

真空預壓固結排水法突出的特點能夠使堤防土層更加密實，進而提高其整體性以及增加提防內部粘結性，對延長水利工程壽命有著積極的作用，該種方法中重點的施工工藝如下：平整產地、防線定位、真空抽水設備安裝等，每一個施工步驟都值得關注的問題，需要施工人員認真對待。

0.工程概況

某水利工程的堤壩位于軟土地基上，尤其是堤壩的上下游交界處的地基更為軟弱，在長期的運行使用中，該堤壩的抗壓能力和強度都大大降低，存在一定的安全隱患。為了保證堤壩的安全穩定工作，必須要盡快對其進行加固處理。在本工程中，技術人員決定采用真空預壓固結排水法來實現堤壩加固，重點的施工范圍包括堤壩上下游的護坦、護底和砌石部位等一共8個加固區域。

1.真空預壓固結排水法施工工藝

1.1場地平整

從上述工程介紹中，可知本工程使用時間比較長，需要加固的部位也比較多，而且這些部位普遍存在不平整的情況，這種情況并不利于使用真空預壓抽水的方法，因此在使用這種方法之前，首先應該做好場地平整的工作。場地平整主要包含兩方面，一方面是對施工部位進行平整，另一方面是對周邊部位進行平整，有些施工人員忽視了對后者，所以使用真空預壓固結排水法效果并不明顯。部位的不同，使用的平整方法也有差異，施工人員要視情況而定，比如如果在斜坡護坦的部位上開展場地平整工作，完全可以不必考慮水平平整度，坡面平整度符合工程要求即可。整體上講，平面與坡面的場地平整，無論采取哪些方法都需要達到相應平整度，方便開展抽壓以及覆膜工作。場地平整完成之后，應該在其表面覆蓋一層土，主要是為了達到承重要求。通常情況下，砂墊層是素土最好的選擇。平整場地時，還需要考慮高差問題，一般而言要求高差保持在50mm以內。

1.2防線定位

防線定位的主要目的是明確施工位置，其要求比較多，第一，充分了解設計圖紙及其施工方案，以圖紙與方案為準進行防線曾亮；第二，選擇精確度比較高測量儀器，選擇出集水井等位置，邊測量邊標記，以免出現遺漏；第三，重點關注塑料排水板的位置，其與真空管網要始終保持平行，不允許出現偏差。

1.3真空抽水設備安裝

場地平整以及防線定位等施工完成之后，開始著手安裝真空抽水設備，在安裝期間，要注重安裝重點，尤其是對排水有著直接影響的設備安裝。

（1）安裝真空集水井， 集水井制作工藝比較并不難，其制作材料主要是預制鋼結構。首先將需要加固的所有部位劃分為各個單元，每個單元都需要安裝集水管；其次，平鋪集水井，需要注意的是如果需要使用水平的管道，則需要提前鋪設；最后，連接，安裝干管時，存在很多銜接位置，該位置需要重點對待，通常情況下，都是選擇橡膠軟管，因為這種軟管密封效果非常好。

（2）井上真空系統安裝，該系統涵蓋非常多的設備，比如真空表等，其中真空泵以及管道泵是不可缺少的設備，一般情況下，每個系統需要2臺真空泵，而且通常都會選擇使用5.5Kw，而管道泵只需一臺即可。正常情況下，真空泵與固定平臺連接，而清水泵則與真空集水井相連。井上真空系統安裝之前，需要做好水平管網施工工作。真空泵需要與耐壓軟管連接，而耐壓軟管則需要與緩沖罐連接。氣其他設備的連接方法比較固定，只要按照正規程序即可。

（3）真空機械系統的安裝，該系統最重要的設備就是真空泵以及水氣分離設備，每個真空泵都應該與水氣分離設備進行有效的連接，通常情況下，選擇使用膠管來連接。

1.4鋪設真空膜

在水平管網系統完成后，即可以鋪設真空膜。真空膜采用14絲的PVC 薄膜三層。鋪設密封膜之前，把出膜彎管與真空濾管連接好，出口壓盤與地層表面齊平，并放好下橡膠墊圈；鋪設時順風向伸展，加固區四周余留量基本—致；施工人員穿軟底鞋上膜，嚴禁穿帶釘鞋上膜；封膜鋪設層數滿足設計要求，每鋪一層均由專人檢查，若有孔洞，及時粘補；在密封溝內側把膜鋪平，薄膜過長時，可將其折于溝底，不可外鋪于外側坡上。

1.5真空負壓操作

密封膜鋪設完工后，各單元的機泵系統進入真空操作階段。密封膜上覆水前，應進行試抽真空，同時檢查每臺真空泵的運轉情況及薄膜的密封性；試抽真空時間為10天，要求密封膜下真空壓力達到0.08MPa以上。試抽真空達到要求后，可進行覆水轉入正常抽真空，正常抽真空時間應滿足設計要求；覆水厚度應為300mm，覆水后，膜下真空壓力應逐漸穩定在0.08MPa。真空操作要求有水必排。隨著壓力的逐漸上升，排水量越來越小，軟基的固結程度也逐漸加大，80天左右即可達到加固要求。

1.6卸載

終止真空預壓的標準：連續四晝夜實測地面沉降量小于2mm/d或地基固結度大于實測地基沉降曲線的80%。

2.加固過程中的監督

無論采用哪種堤防加固的方法都需要進行監督檢測，以此確保加固效果。主要監督一下內容：第一，對真空度進行監督檢測，抽真空施工結束之后，馬上檢測其真空程度，以此來明確真空損失程度，施工人員正是根據這個真空程度數據來選擇使用的措施，以此保證該位置的內部壓強符合要求，通常情況下，檢測頻度為6小時一次；第二，監督檢測孔隙水壓力，之所以要對其進行檢測主要是為了了解固結力度，當相關設備埋入到一定深度時，設備會顯示出數據，馬上讀取數據，以便掌握初始數據，其檢測頻度為1天一次，檢測時，需要注意是否是每天的相同時刻。第三，要對地表的沉降量進行監測，這樣可以掌握并推測地基的加固效果，所以對沉降的觀測是必要的。沉降觀測的密度不小于每3天1次。第四，要對加固部位的水平位移程度進行隨時監測，以便能及時采取措施。觀測的密度不小于每3天1次。

3.結語

總之，在水利工程的堤防加固工程施工中，除了可以采取帷幕灌漿、增設樁基等傳統的加固施工技術以外，還可以采取不影響其整體結構和性能的其他加固施工方式。本文中所介紹的真空預壓固結排水法就是這樣一種具有良好加固效果的施工技術新方法。本工程中通過采用這種加固施工技術對堤防進行加固后，其強度和穩定性都得到了很大的提升。本文是筆者多年施工經驗的總結，希望水利工程堤防加固有所幫助。 [科]

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