真空预压固结排水法在水利工程堤防加固中的应用

雷威

【摘 要】真空预压固结排水法经常被应用在水利工程中，以此来起到提防加固的作用，其是施工工艺相对简单，但是需要注意的问题比较多。本文首先介绍了工程概况；其次概述了真空预压固结排水法施工工艺；最后探讨了加固过程中的监督，仅供参考。

【关键词】真空预压固结排水法；水利工程；堤防加固；应用

真空预压固结排水法突出的特点能够使堤防土层更加密实，进而提高其整体性以及增加提防内部粘结性，对延长水利工程寿命有着积极的作用，该种方法中重点的施工工艺如下：平整产地、防线定位、真空抽水设备安装等，每一个施工步骤都值得关注的问题，需要施工人员认真对待。

0.工程概况

某水利工程的堤坝位于软土地基上，尤其是堤坝的上下游交界处的地基更为软弱，在长期的运行使用中，该堤坝的抗压能力和强度都大大降低，存在一定的安全隐患。为了保证堤坝的安全稳定工作，必须要尽快对其进行加固处理。在本工程中，技术人员决定采用真空预压固结排水法来实现堤坝加固，重点的施工范围包括堤坝上下游的护坦、护底和砌石部位等一共8个加固区域。

1.真空预压固结排水法施工工艺

1.1场地平整

从上述工程介绍中，可知本工程使用时间比较长，需要加固的部位也比较多，而且这些部位普遍存在不平整的情况，这种情况并不利于使用真空预压抽水的方法，因此在使用这种方法之前，首先应该做好场地平整的工作。场地平整主要包含两方面，一方面是对施工部位进行平整，另一方面是对周边部位进行平整，有些施工人员忽视了对后者，所以使用真空预压固结排水法效果并不明显。部位的不同，使用的平整方法也有差异，施工人员要视情况而定，比如如果在斜坡护坦的部位上开展场地平整工作，完全可以不必考虑水平平整度，坡面平整度符合工程要求即可。整体上讲，平面与坡面的场地平整，无论采取哪些方法都需要达到相应平整度，方便开展抽压以及覆膜工作。场地平整完成之后，应该在其表面覆盖一层土，主要是为了达到承重要求。通常情况下，砂垫层是素土最好的选择。平整场地时，还需要考虑高差问题，一般而言要求高差保持在50mm以内。

1.2防线定位

防线定位的主要目的是明确施工位置，其要求比较多，第一，充分了解设计图纸及其施工方案，以图纸与方案为准进行防线曾亮；第二，选择精确度比较高测量仪器，选择出集水井等位置，边测量边标记，以免出现遗漏；第三，重点关注塑料排水板的位置，其與真空管网要始终保持平行，不允许出现偏差。

1.3真空抽水设备安装

场地平整以及防线定位等施工完成之后，开始着手安装真空抽水设备，在安装期间，要注重安装重点，尤其是对排水有着直接影响的设备安装。

（1）安装真空集水井， 集水井制作工艺比较并不难，其制作材料主要是预制钢结构。首先将需要加固的所有部位划分为各个单元，每个单元都需要安装集水管；其次，平铺集水井，需要注意的是如果需要使用水平的管道，则需要提前铺设；最后，连接，安装干管时，存在很多衔接位置，该位置需要重点对待，通常情况下，都是选择橡胶软管，因为这种软管密封效果非常好。

（2）井上真空系统安装，该系统涵盖非常多的设备，比如真空表等，其中真空泵以及管道泵是不可缺少的设备，一般情况下，每个系统需要2台真空泵，而且通常都会选择使用5.5Kw，而管道泵只需一台即可。正常情况下，真空泵与固定平台连接，而清水泵则与真空集水井相连。井上真空系统安装之前，需要做好水平管网施工工作。真空泵需要与耐压软管连接，而耐压软管则需要与缓冲罐连接。气其他设备的连接方法比较固定，只要按照正规程序即可。

（3）真空机械系统的安装，该系统最重要的设备就是真空泵以及水气分离设备，每个真空泵都应该与水气分离设备进行有效的连接，通常情况下，选择使用胶管来连接。

1.4铺设真空膜

在水平管网系统完成后，即可以铺设真空膜。真空膜采用14丝的PVC 薄膜三层。铺设密封膜之前，把出膜弯管与真空滤管连接好，出口压盘与地层表面齐平，并放好下橡胶垫圈；铺设时顺风向伸展，加固区四周余留量基本—致；施工人员穿软底鞋上膜，严禁穿带钉鞋上膜；封膜铺设层数满足设计要求，每铺一层均由专人检查，若有孔洞，及时粘补；在密封沟内侧把膜铺平，薄膜过长时，可将其折于沟底，不可外铺于外侧坡上。

1.5真空负压操作

密封膜铺设完工后，各单元的机泵系统进入真空操作阶段。密封膜上覆水前，应进行试抽真空，同时检查每台真空泵的运转情况及薄膜的密封性；试抽真空时间为10天，要求密封膜下真空压力达到0.08MPa以上。试抽真空达到要求后，可进行覆水转入正常抽真空，正常抽真空时间应满足设计要求；覆水厚度应为300mm，覆水后，膜下真空压力应逐渐稳定在0.08MPa。真空操作要求有水必排。随着压力的逐渐上升，排水量越来越小，软基的固结程度也逐渐加大，80天左右即可达到加固要求。

1.6卸载

终止真空预压的标准：连续四昼夜实测地面沉降量小于2mm/d或地基固结度大于实测地基沉降曲线的80%。

2.加固过程中的监督

无论采用哪种堤防加固的方法都需要进行监督检测，以此确保加固效果。主要监督一下内容：第一，对真空度进行监督检测，抽真空施工结束之后，马上检测其真空程度，以此来明确真空损失程度，施工人员正是根据这个真空程度数据来选择使用的措施，以此保证该位置的内部压强符合要求，通常情况下，检测频度为6小时一次；第二，监督检测孔隙水压力，之所以要对其进行检测主要是为了了解固结力度，当相关设备埋入到一定深度时，设备会显示出数据，马上读取数据，以便掌握初始数据，其检测频度为1天一次，检测时，需要注意是否是每天的相同时刻。第三，要对地表的沉降量进行监测，这样可以掌握并推测地基的加固效果，所以对沉降的观测是必要的。沉降观测的密度不小于每3天1次。第四，要对加固部位的水平位移程度进行随时监测，以便能及时采取措施。观测的密度不小于每3天1次。

3.结语

总之，在水利工程的堤防加固工程施工中，除了可以采取帷幕灌浆、增设桩基等传统的加固施工技术以外，还可以采取不影响其整体结构和性能的其他加固施工方式。本文中所介绍的真空预压固结排水法就是这样一种具有良好加固效果的施工技术新方法。本工程中通过采用这种加固施工技术对堤防进行加固后，其强度和稳定性都得到了很大的提升。本文是笔者多年施工经验的总结，希望水利工程堤防加固有所帮助。 [科]

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