您当前的位置:首页 > 计算机论文>水利工程论文

小型水库土石坝的防渗技术探析

2015-11-17 09:50 来源:学术参考网 作者:未知

摘 要:文章介绍了水库土坝渗漏的类型与原因及一些常用的防渗技术措施,为小型水库除险加固工程提供参考。

关键词:小型水库;土石坝;防渗
  据土石坝失事资料分析,由于防洪标准低,出现超标准洪水垮坝的占51.5%。由于设计不合理、施工质量差垮坝的占38.5%,其表现为坝体裂缝,出现渗透破坏,坝体滑坡,坝基渗透、管涌等、超标准洪水垮坝率比较高,追究其原因是大规模兴建水库的初期,一些中小型水库缺少水文资料,设计洪水标准不准确,溢洪道泄洪标准低。若水库发生垮坝事故,则必然会造成严重的人员伤亡及经济损失。本文结合多年工作经验谈谈小型水库土石坝的常用的防渗技术措施。
  1小型水库土坝渗漏的类型与原因分析
  土坝渗漏的类型主要有:坝体渗漏、坝基渗漏、绕坝渗漏。就其原因分析:
  1.1坝体渗漏主要原因
  一是筑坝土料差,如含有杂质,透水性大等,施工时碾压不密实;二是坝身单簿导致渗径过短;三是坝下排水体堵塞失效或根本未设排水体;四是坝下原封堵漏洞漏水;五是白蚁在坝体内筑巢产生危害。
  1.2坝基渗漏主要原因
  清基不彻底或根本未清基,水库建成后,不久便漏水。设计中未考虑截水槽,或者截水槽尺寸不符合要求,截水槽在运用中被击穿。
  1.3绕坝渗漏主要原因
  坝端两岸地质条件差,两岸岩体破碎,节理发育、透水性大。建筑时,岸坡未设截水槽,或截水槽深度不够,碾压不密实,施工中岸坡开挖不符合要求,与岸坡结合不好。多数放水设施设于坝体内部,为无压涵管,沿管壁截流止水未做好。
  2常用的防渗技术措施
  2.1混凝土防渗墙
  混凝上防渗墙早在20世纪50年代初意大利和法国即开始使用,随后各国相继引进和推广,我国也开始对混凝土防渗墙的研究和试用。50年多来,国内外都有飞速发展,在应用范围和墙体材料种类方面有了新的进展。该技术发展较早,且技术成熟,在我国病险水库的加固中都获得了广泛而成功的应用。防渗墙防渗主要采用防渗性能良好的普通混凝土、黏土混凝土、塑性混凝土等材料,具有连续、可靠、防渗效果好等特点,应用于较浅的深厚覆盖层,可靠、经济,是垂直防渗的首选,尤其深度在50m以内墙体厚度一般为0.6m~1.0m。与其它防渗措施相比,混凝土防渗墙耐久性较好,防渗效率较高。
  2.2套井充抓回填防渗墙技术
  套井冲抓回填防渗墙的原理是:利用充抓式打井机(此种机械设备简单),在坝渗漏的范围内原防渗体中钻孔,然后用粘土分层回填(层厚25~30厘米),由钻机的动力和卷扬设备带动夯锤加以夯实,形成一道连续垂直的截水墙,截断坝身或坝基的渗流,消灭水头,达到防渗之目的。它具有防渗效果好,对原坝体有增实作用,施工简单,工效高,投资少,能直观隐患等优点。因此认为:套井充抓回抓防渗处理土坝坝体及坝基渗漏效果显著,应予以肯定,尤其适合于处理坝高均在15米以下的均质土坝及心墙坝的坝体渗漏,而对于坝高15米以上的土坝渗漏,因施工难度大,处理效果难以保证,应谨慎使用。
  在确定处理方案时,要做到细致的分析研究与论证工作,要多方面调查了解工程的存在隐患,当地粘土场储存量情况,要充分考虑施工中可能出现的问题,有必要可先打1—3个试验井,以检查原坝体各方面的情况,以利工程的施工,如发现坝体非常不密实,塌壁现象异常严重时,则要慎重对待,考虑改用其它处理措施。
  冲抓施工前,库水位应尽早降低,一旦方案确定并审批立项,在灌溉期过后,立即排放库水,腾空库容,以利坝内水分的充分析出,防止或减少施工中可能出现的塌壁现象,减少施工难度,以保证回填质量,达到预期处理的目的。
  对由于白蚁而造成的土坝渗漏的可采取冲抓回填毒土防渗墙的,在原坝体中形成一道连续的毒土防渗墙,起到阻断横穿坝体的白蚁通道及防渗之双重目的。
  2.3帷幕灌浆
  对于局部渗漏或防渗标准要求不高时,主要采用帷幕灌浆的防渗方法。帷幕灌浆防渗技术施工设备简单,工艺成熟,地层适应性广,但连续性相对较差,形成防渗体的防渗性能也相对较差。因此,采用合适的灌浆工艺和材料,是帷幕灌浆技术的关键。
  根据浆液的作用机理,灌浆可分为四类:充填灌浆、压密灌浆、劈裂灌浆、渗透灌浆。
  混凝土坝岩基帷幕灌浆都在两岸坝肩平洞和坝体内廊道中进行。土石坝岩基帷幕灌浆,有的先在岩基顶面进行,然后填筑坝体;有的在坝体内或坝基内的廊道中进行,其优点是与坝体填筑互不干扰,竣工后可监测帷幕运行情况,并可对帷幕补灌。帷幕灌浆的钻孔灌浆按设计排定的顺序,逐渐加密。两排孔或多排孔帷幕,大都先钻灌下游排,再钻灌上游排,最后钻灌中间排。同一排孔多按3个次序钻灌。灌浆方法均采用全孔分段灌浆法。  灌浆压力是指装在孔口处压力表指示的压力值。岩石帷幕灌浆压力,表层不宜小于1~1.5倍水头,底部宜为2~3倍水头。砂砾石层帷幕灌浆压力尽可能大些,以不引起地面抬动或虽有抬动但不超过允许值为限。一般情况,灌浆孔下部比上部的压力大,后序孔比前序孔压力大,中排孔比边排孔压力大,以保证幕体灌注密实。灌浆开始后,一般采用一次升压法,即将压力尽快升到设计压力值。当地基透水性较大,灌入浆量很多时,为限制浆液扩散范围,可采用由低到高的分级升压法。
  2.4水平铺盖防渗措施
  水平铺盖防渗,必须勘察了解大坝工程水文地质状况,这是做好防渗加固的首要条件。通过勘察了解坝基砂砾石平面和空间的分布情况、层次性质和分布规律以及地下水动态特性和渗透途径等,以便针对不同的具体情况,可能发生的问题、性质和程度,确定加固铺盖的具体尺寸、范围,铺盖层下是否需要增设反滤层,是否有软弱基础需要处理一般采用铺盖长度为5~8倍水头,对水头较大、砂砾石层较深时,采用8~10倍水头均质坝底为不透水轮廓,铺盖长度可适当减短。水平铺盖主要是针对坝基防渗,防渗效果相对较差。
  2.5高压喷射灌浆防渗措施
  20世纪70年代末,我国由日木引进高压旋喷灌浆法,80年代初由山东省水科所研究试验将旋喷改为定向喷射灌浆,用于险库坝基防渗,取得了较好的效果,并迅速得到推广。
  (1)高压旋喷形成防渗墙具有工期短、投资省,施工场地要求低,质量易控制的优势。先期造孔采用工程钻机,搬运方便,简便宜行,喷头在孔内运行,操作控制 较为方便,一般场地宽度达7m即可满足施工要求。特别是对水库除险加固工程的坝基处理优势明显,可在坝体内或坝基内的任何部位实施防渗。
  (2)具有对坝基和坝体起到同时防渗加固的双重功效。在造孔的过程中,采用泥浆护壁,孔周围若有空隙,泥浆可对空隙进行回灌。在完成基础防渗的同时,对坝体心墙软弱部位具有充填、加密作用,将会提高心墙防渗体的整体强度和防渗性能。
  (3)高喷可适用于多种地层,特别是对漂卵石地层,可通过调整浆液压力和高喷管提升、旋转速度来控制防渗墙的成墙厚度,达到设计要求。
  2.6排渗减压措施
  大坝下游坝脚设置排渗减压设施可以达到三个目的:①避免坝趾下游沼泽化;②避免坝趾下游发生管涌或流土;③降低坝体浸润线,增加坝体稳定。
  采用水平铺盖防渗时,下游坝脚往往配合排渗减压措施。排渗减压设施主要是做好大坝背水坡反滤坝,清除反滤坝后的淤堵,结合开挖穿入透水层一定深度的排渗沟或设置减压井,以利渗水排出。一旦反滤坝后、排渗沟或减压井发生淤堵情况,应及时清除,使渗水能够及时地排出。
  3结束语
  病险水库的存在,严重威胁着广大人民群众的生命财产安全,制约着水库效益的充分发挥。所以搞好病险水库除险加固,解决渗漏问题,确保水库安全,充分发挥兴利和防洪效益。
参考文献:
[1]《碾压式土石坝施工规范》DT/T5129-2001中国水电出版社2001
[2]《碾压式土石坝设计规范》SL274-2001中国水利水电出版社2002

相关文章
学术参考网 · 手机版
https://m.lw881.com/
首页