大坝变形预测研究论文

浅谈土石坝防渗变形的处理措施论文

土石坝在我国水利工程施工中由来已久，它的主要材料是由本地的土料、石材以及土石混合材料构成，经过有序的碾压、回填等方式筑成的挡水大坝。由于使用的材料不同，土石坝可以分为以下几种：石坝、土坝以及土石混合材料铸成的混合型大坝。随着我国经济的发展，水利工程的发展也有了较大的进步，由于受到各方面环境条件的限制，在一些情况下，因为土石坝的渗漏问题，如果不及时处理，有可能会对人们生命财产安全造成严重危害，所以，必须采取有力措施，防止土石坝渗漏。

1土石坝渗透变形的含义及危害

土石坝由于长期在水中受到浸泡和冲刷，周围土体在渗透作用下发生浮动变形，当土体的质量小于浮容重时，土石坝的土石就会逐渐被带走，从而使土石坝发生变形。刚开始的大坝渗透能力不会造成土石流失，但是，如果不及时治理，日积月累，成年累月的冲刷，就会发生较大的土石坝滑坡或重大事故。

要根据土石坝出现渗透变形各个部分的实际情况进行分析，如果大坝下游坝坡的边缘，发生的危害就大，如果在大坝的坝基里面发生涵洞，就会出现建筑物下陷，有时候还会出现塌陷等严重后果。

2土石坝渗透变形的成因

土石坝渗透变形有以下几种形式：泥土受到冲刷后发生流失、管涌以及接触性流土。因为泥土的颗粒的大小不同以及渗透程度的不同使土石坝发生渗流变形，主要是因为：(1)坝基的不透水层没有和土石坝下面的截水槽相连，对于不稳定的地基没有很好的.处理，都会使坝基出现渗流，如果任其发展，就会使坝基变形或出现空洞甚至溃坝。(2)因为选用的土石材料在力学方面没有认真思考，在建成土石坝工程时进行储存水源时，对浸润线的设置不合理，以至于土石坝的渗漏流出的水流从下游的坝坡斜面流出，使下游坝坡极不稳定。(3)在进行输出水的涵洞和施行工程施工中，使用的浆液不均匀、混凝土比例配合没有按照一定的标准，周围的黏土夯实不严密，有时候在回填时不结实，也会使土石坝出现涵洞，从而引起渗透变形发生。(4)土石坝渗流的出现一般在大坝的坝心墙和斜面墙等处非常容易出现裂缝或者发生管涌，以至于引发坝体渗漏变形，破坏非常严重的有可能会出现坝体坍塌或者崩坝。(5)对水文地质条件和工程及其基础防渗处理不重视，误以为土石坝不需要高标准的基础，造成基础漏水，导致土石坝变形。

3土石坝渗透变形的形式

我国的许多地区，特别是南方，使土石坝渗漏并发生变形的原因主要有机械作用及化学作用，由于土石的这些作用，使坝体的某些部分发生破坏。依据土石坝的土质的不同以及涂料的质量的差别、防止渗漏和排除渗流的方法不同、水流的基本条件的不同，土石坝渗流存在以下四种情况：

3.1流土

由于土石坝渗流时泥土颗粒因为渗流逐渐加大，出现被带走，并且坝体表层出现隆起或者冲出现象，这种渗流经常在土粒粗细比较均匀的黏性土壤和黏性不大的土体中出现。因渗流而发生土体断裂、凸起和掉落。

3.2管涌

管涌经常出现在土石坝下方的地基和下游坝坡表层出现渗流的流出的地方。非黏性土壤的微小土粒在泥土小石块的渗透影响下，持续的从孔洞中被冲出，当土壤中的微小颗粒到了某一速度时，泥土颗粒就被冲刷走，如果时间过长，坝体中的土壤颗粒被冲走的越来越多，空洞就会越来越大，这样，土石坝的内部结构就会发生很大的改变，土石坝由于渗透发生变形。

3.3接触流土

由于土石坝在相互相邻的土层中的接触面，会发生渗透系数较小的土层向较大的土层渗入，这种接触性流动的土壤，对土石坝危害极大。

3.4接触冲刷

接触冲刷对土石坝的损坏程度，直接影响着土石坝经久耐用的年限。在坝体渗流经过地基相接触的地方，以及和建筑物等接触系数有很大差别的土层相接触的时候，小的土石颗粒就会被冲刷流走。

土石坝渗透变形的形式在接触冲刷中会较为单纯，在一些特殊情况下，有可能出现两种或两种以上的情况，依据各不相同的渗透坡降情况、位置的差别、该地方的土料状况等进行具体情况进行具体分析，进而制定出有效的保护措施。

4治理土石坝防渗变形的措施

4.1水平防渗

水平防渗的方法非常简便易行，一般采取人力把黏土进行填埋或者使用自然的黏土进行填筑，这种方法非常简便，也能够因地制宜，花费时间短，施工作业面很大、造价低廉，不需要任何的设备和器材。但是在施工过程中要认真依照设计图纸和有关要求，使土石坝的稳定性得到有效的控制，但如果渗透量加大，在土石坝基部有可能还会出现坡降现象。因此，必须通过防渗的方式实施水平盖铺，与下游的减小压力，增加排水量的工程实施有机地联系在一起。

4.2垂直防渗

在坝基透水层较薄并且隔水层厚度不大的前提下，应该使用垂直防渗的方法，并用封闭式防渗帷幕进行施工，从而使所有由于渗透变形的情况得到了彻底治理，这样从根本上解决了土石坝的坝体和坝基的渗漏。通常用的防渗方法有以下三个方面：

4.2.1高压喷射灌浆防渗。依据施工设计要求，在受到破坏的坝体周围用钻机实施钻孔，然后把高压喷射管放入钻孔中，对钻孔内的土体使用高压水流冲刷，破坏里面的土体结构，然后冲入水泥浆液，并且和周围土体充分混合、渗透、搅拌，然后逐渐提起喷嘴，待浆液凝固后，根据设计要求，确定好喷浆后的混凝土深度和厚度，从而与坝基紧密凝结在一起，很好地发挥防渗变形的优势。

4.2.2建造混凝土防渗墙。为了使土石坝更加坚固，增强它的抗冲刷能力，可在土石坝坝体或土体的透水层和覆盖层中建立槽型孔，同时使用高压水泵把水泥浆液压入槽型孔内部，使孔内的残渣等物质被冲出孔外，接着再用直升套管向槽孔内部压入混凝土，连续不断的混凝土墙就这样形成了，充分发挥阻止防渗变形的作用。

4.2.3土工膜防渗。使用土工膜防渗，能够使渗透半径加大，坡降变小、渗漏量变低，但是不能使渗流全部阻断，并且此种防渗方法对坝体渗漏有一定作用，对多种渗漏的防治效果不大。

通过一系列防渗措施的实施，必须根据实际情况认真分析，防渗施工技术的提高是进一步加强土石坝稳定性的关键因素。因此，只有建立一支专业化、能力强、技术过硬、有丰富经验的施工技术队伍，才能保证工程质量。同时，还必须有足够的土石坝防渗施工基金作保障，并能及时修缮、维护，一旦发现问题迅速处理，使管理和综合利用有机结合起来，并且要积极学习一些国外防渗补漏的先进技术和经验，使土石坝防渗变形工程有新的突破。

分析水利工程大坝安全监测应用技术论文

1 大坝安全监测的现实应用意义及现状

(1)受到外部工程环境的影响，在大坝建设过程中，大坝容易受到过量的地震荷载及环境荷载，比如温度因素、水压力因素等，这些因素不利于提升大坝的整体安全管理效益。受到内部工程环境的影响，大坝建设容易出现一系列的施工问题，这些因素主要包括机械设备因素、人为影响因素、材料性能因素等，长期以往，会导致水利工程出现变形、裂缝、渗漏等状况，如果不能实现这些问题的及时性诊断及解决，就会不利于大坝的整体安全性运作，从而出现一系列的灾害性事故。

随着大坝工程体系的健全，大坝安全监测方案不断得到应用，这种安全监测方案属于大坝原型观测系统的范畴，需要将观测仪器进行大坝原型的置入，做好相关的现场侧脸工作，进行特征量的获取，进行大坝结构性态变化的分析。通过对大班安全监测环节的开展，有利于应对大坝变形状况、温度变化状况、应力变化状况，从而优化大坝工程理论，实现大坝整体安全管理水平的提升。随着我国社会经济的不断发展，大坝安全监测设备不断得到普及，一系列的安全监测技术不断得到应用，比如全球定位系统的应用，这些新型技术手段的使用，有利于实现大坝安全监测的整体化运行。

(2)随着时代的不断发展，我国积极引入各种先进的大坝安全检测进口仪器，实现了管理自动化模块的发展，大坝安全监测体系不断得到健全，各种新型安全监测自动化设备不断得到应用，这不断推动了我国水利水电工程安全监测自动化技术的发展。

2 大坝安全监测方案的优化

(1)为了满足现阶段大坝安全监测工作的要求，进行监测大坝整体安全状况的实时性调查是必要的，从而深入了解大坝的整体安全运转状况，进行大坝安全监测资料的收集，进行大坝工作状态的实时性评估，从而有效增强大坝的整体安全性。为了满足实际工作的要求，做好及时性监测工作是必要的，从而获得可靠性的监测数据，这需要做好监测方案的及时性分析工作，避免出现相关的安全责任事故，避免出现一系列的工程灾害事故。在施工环节中，需要做好施工质量监控管理的反馈工作，做好设计合理性的验证工作，通过对大坝整体安全性监测方案的应用，进行大坝安全状态的及时性了解。

为了实现大坝安全程度的及时性掌握，需要做好大坝工程的例行巡查工程，进行仪器监测手段的应用，实现大坝安全监测体系的健全，这需要根据工程实际状况展开分析，进行各类安全监测一起的综合性使用，进行大坝安全运作状态的分析，做好各类大坝安全动态数据信息的分析工作，进行大坝运行状态的科学性评价。及时掌握大坝安全运行信息，做好相关的调度指挥工作。在大坝项目建设过程中，做好安全监测工作是必要的，从而有效应对大坝变形状况，解决渗流压力问题，实现变形环节及渗流监测环节的协调，充分实现大坝安全形态的及时性掌握。

(2)随着时代的不断发展，一系列的水工建筑物不断得到兴建，在水工建筑物形态的观测过程中，通过对仪器设备的使用，可以满足水利大坝安全监测工作的要求，进行一整套安全监测方法的构建，从而进行观测方案的优化，有效应对混凝土的应变问题、变形问题，实现对混凝土应力的有效性计算。通过对新型差动电阻式仪器的使用，可以有效增强大坝安全检测的稳定性，有效应对大体积混凝土建筑物的变形问题、应力问题，实现对测点温度的有效性监测。在水利大坝安全检测环节中，进行新型安全检测设备的应用是必要的，从而进行振弦式仪器的使用，这种仪器设备具备良好的内部构造结构，具备良好的工程测量效益，能够满足大坝工程自动化检测的工作要求，实现水利大坝长距离测量工作的要求。在现阶段大坝变形监测过程中，各种新型仪器不断得到应用，包括一系列的遥测引张线仪、遥测垂线坐标仪器等，比较常见的遥测垂线坐标仪器包括电容感应式仪器、马达跟踪式仪器、电磁感应式仪器等，比较常见的遥测引张线仪有 CCD 模式，电容感应式等，通过对不同位移计量模式的应用，可以进行基岩深度变形状况的分析。

(3)随着我国各类水利工程技术的发展，大坝安全检测技术不断得到应用，各种新型的监测仪器不断得到发展，比如通过对差动电阻式技术的应用，可以进行面板周边施工缝的有效性检测，实现对大坝水平及垂直变形状况的有效性监测，实现信息的自动化采集，通过对不同种监测仪器的使用，实现大坝安全检测效益的提升。随着时代的发展，新型的大坝工程监测技术不断得到应用，大坝安全监测技术体系日益完善，但是整体来看，我国的大坝安全检测体系尚不健全，有些先进性的大坝安全检测技术依旧处于研发的阶段，通过对各种大坝安全监测仪器的开发及利用，可以有效提升水利大坝的整体安全监测效益。电缆运输是检测仪器的重要工作手段，在实际工作中，受到电磁场、辐射场、电气等的影响，电缆经常受到干扰，从而出现监测数据失真状况，不利于提升水工建筑物监测分析效果。

为了解决大坝安全监测工作的要求，进行检测仪器设备体系的健全是必要的，进行数据采集模块的优化，从而有效应对外部工作环境的干扰状况。在不同的.施工模块中，进行各种仪器设备的使用，做好监测仪器电缆保护管的选择工作，实现其与地网的充分性连接，切实提升工程监测数据的整体安全性、可靠性，在位移监测环节中，可以进行固定测斜仪器的使用，做好工程自动化监测工作，这种监测手段具备较高的造价成本，为了解决实际工作要求，可以进行活动式测斜仪器的使用，做好单点探头的自动化监测工作，通过对GPS 监测技术的应用，实现大坝工程安全监测成本的控制。

在大坝力学特性监测及结构损伤检测模块，需要进行大坝 CT技术的应用，实现该技术传播途径的优化，实现图像重构效益的提升，落实好温度监测环节、渗流环节、裂缝监测环节的协调，确保光纤光栅技术模块的优化，提升其自动化、多元化、智能化程度，有效提升变形监测自动化技术效益，做好水利大坝安全检测工作，实现其整体工作效益的提升。

(4)随着我国经济体系的日益健全，大坝安全监测技术不断得到应用，我国的水利大坝工程方案不断得到优化，但是目前来看，我国的水利大坝工程依旧存在很多技术上的不足，欠缺健全性的仪器设施，为了满足现阶段大坝安全监测工作的要求，进行高精度、高可靠性智能监测系统的应用是必要的，实现监控网络管理体系的健全，实现在线监测环节、离线分析环节、安全评判环节的优化，实现大坝安全风险评估方案的优化，实现大坝安全监测信息的及时性通知，确保大坝安全监测工作的稳定化发展。

3 结束语

为了满足现阶段水利大坝安全监测工作的要求，进行大坝安全监测理论体系的健全是必要的，这需要引起相关工作管理人员的重视，做好水利大坝工程的安全监测工作，实现大坝安全监测体系的健全，确保其内部工作模块的协调。