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淺談湖南水庫土石壩的現(xiàn)狀及整治措施_綿陽七一水庫

發(fā)布時間:2020-02-14 來源: 幽默笑話 點擊:

  【摘要】本文分析了湖南病險土石壩滲漏的原因,提出了土石壩滲漏問題的處理原則,并結合湖南土石壩的現(xiàn)狀,對多種防滲加固措施進行介紹。   【關鍵詞】土石壩;滲漏問題;除險加固;防滲措施
  【中圖分類號】TV698.2【文獻標識碼】A
  【文章編號】1007-4309(2010)12-0068-1.5
  
  水庫是水利產(chǎn)業(yè)的重要設施。興建水庫可以調(diào)節(jié)利用水資源,除害興利,促進國民經(jīng)濟發(fā)展和保障人民生命財產(chǎn)安全。
  據(jù)統(tǒng)計,湖南共有大中小型水庫12 816座(包括大型11座、中型227座及小型12 578座)其中,土石壩為12 530座,占總數(shù)的97.8%。這些水庫大壩固然可以為國民經(jīng)濟發(fā)展帶來可觀的收益,但由于種種原因,土石壩失事的概率也越來越高。
  要對病險水庫進行除險加固,首先必須找到病險水庫存在的主要問題。就土石壩而言,存在兩方面的問題:一是防洪標準低;二是工程質(zhì)量存在嚴重問題。由于多數(shù)水庫都是在“邊勘測、邊設計、邊施工”情況下進行的,水文資料短缺,造成了設計洪水計算上存在了一些問題。同時,大量的小型水庫未經(jīng)正式設計和批準就開始興建,盲目地追求進度和工程數(shù)量,忽略了質(zhì)量,在工程中留下了嚴重的隱患。
  一、工程質(zhì)量存在的問題
  (一)滲漏
  第一,庫區(qū)滲漏,主要為巖溶地區(qū)沿巖溶管道漏水。
  第二,壩體滲漏,主要有壩體填筑材料不良,抗?jié)B能力不能滿足要求,滲透系數(shù)大,下游壩面出現(xiàn)大面積飽和濕潤漏水;防滲體斷裂或新老防滲體接觸不良出現(xiàn)漏水;導濾排水棱體堵塞失效,浸潤線上升,壩腳處飽和濕潤引起滲水;壩內(nèi)埋管斷裂,導致壩體滲水管涵或集中漏水;沿白蟻洞穴漏水。
  第三,壩基滲漏,主要有壩基巖石裂縫漏水;壩基巖溶漏水;壩體與巖基接觸面漏水;帷幕灌漿不合要求或失效漏水。
  第四,繞壩滲漏,主要為壩肩防滲灌漿不良,沿裂縫或巖溶洞隙漏水。
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  壩身滑坡塌陷主要有:(1)水庫驟降等原因?qū)е碌木植炕;?)壩基管涌流土導致塌陷;(3)基礎巖溶漏水引起壩體塌陷;(4)壩體浸潤線過高,壩體抗剪強度低導致滑坡。
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  壩體裂縫主要有:(1)壩體與岸坡接頭處理不良,或基巖邊坡過陡,或急劇變坡引起壩身開裂;(2)壩體填筑材料不均,不均勻沉陷引起壩身開裂;(3)壩體干縮引起裂縫;(4)施工質(zhì)量差,碾壓不均導致開裂;(5)壩體局部滑坡引起開裂;(6)因灌漿或鉆孔水力劈裂,或處理不當造成裂縫。
  (四)輸水涵管損壞
  輸水涵管損壞主要有:(1)涵管砌筑質(zhì)量差引起破裂漏水;(2)涵管基礎地質(zhì)條件差,不均勻沉陷導致涵管斷裂;(3)壓力管與圍巖間回填灌漿不良;(4)壩下埋管因壩體變形導致涵管損壞;(5)因大壩加高,水庫調(diào)度等涵管工作條件改變而引起破壞。
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  溢洪道損壞主要有:(1)溢洪道基礎處理不當,導致建筑物開裂變形;(2)溢洪道邊坡不穩(wěn)定,危及建筑物安全;(3)設計不周,泄洪能力不夠,或布置不合理,危及大壩安全;(4)溢洪道未完建就投入運行。
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  護坡?lián)p壞主要有:(1)護坡過陡,下墊層不合要求,造成護坡塌陷;(2)護坡下反濾層堵塞失效,排水不暢導致護坡隆起損壞;(3)壩體塌陷引起護坡?lián)p壞;(4)人為破壞等。
  二、提高病險水庫的防洪標準措施
  第一,適當加高大壩高度,增加庫容,加大調(diào)蓄能力,提高防洪標準。一般加高大壩的高度為1-2m,最大不超過3m,如果加得過高,必須加寬壩身,放緩壩坡,以保證壩坡的穩(wěn)定。如壩內(nèi)有發(fā)電或供水灌溉輸水管道時,還要改建加長。因此,一般不應該加得太高。
  第二,加大泄洪設施,增加泄洪流量。除新建已有泄洪建筑物外,還可在原有溢洪道上擴寬或加深。但在擴大泄洪設施,增加泄量的同時,不應超過天然來水量,并對泄洪道及水庫下游可能發(fā)生的危害情況做出統(tǒng)一安排,盡量減少損失。
  第三,加高壩和加大泄洪設施相結合,提高水庫的防洪標準。這一措施,既可以減小增加壩的高度,又可增加泄量,水庫上下游兼顧,在實踐中,較多采用。
  三、防滲加固措施
  一般處理防滲的原則是“上防下排”。上防的措施有垂直防滲和水平防滲。垂直防滲有混凝土防滲墻、高壓噴射灌漿防滲、劈裂灌漿防滲等;水平防滲的措施有鋪蓋等。下排的措施有在壩體背水坡腳附近開挖導滲溝、減壓井和蓋重壓滲等。總之,垂直防滲處理可以徹底解決壩基和壩身滲漏問題,水平防滲結合下游排水減壓導滲,雖然可以做到壩基滲透穩(wěn)定,但仍有一定滲漏水量的損失。水平鋪蓋有天然黏土和人工填筑的黏土,F(xiàn)就土石壩除險加固經(jīng)常采用的垂直防滲措施加以簡述:
  (一)混凝土防滲墻
  它的機理是:使用專用機具,在已建成的壩體或覆蓋層透水地基中建造槽型孔,以泥漿固壁。并利用高壓泵將泥漿壓入孔底,攜帶巖渣,再從孔底回流到地面,然后采用直升導管,向槽孔內(nèi)澆筑混凝土,形成連續(xù)的混凝土墻,起到防滲作用。這種防滲墻可以適應各種不同材料的壩體和復雜的地基水文條件、工程地質(zhì)條件。墻的兩端能與岸坡防滲設施或岸邊基巖相連,墻的底部可嵌入弱風化基巖內(nèi)一定程度,在施工中只要嚴格控制施工質(zhì)量,就可以達到徹底截斷滲透水流的目的。
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  它的機理是:按設計布孔,利用鉆機鉆孔,將噴射管置于孔內(nèi),由噴射出的高壓射流沖切破壞土體,同時隨噴射流導入水泥漿液與被沖切土體摻攪,噴嘴上提,漿液凝固,在地基中按設計的方向、深度、厚度及結構形式與地基結合成緊密的凝結體,起到防滲作用。
  (三)劈裂灌漿防滲
  它的機理是:向土體中的孔內(nèi)壓水或灌漿時,作用在孔壁上的徑向壓力引起孔的擴張,使孔壁土體受劈裂擠應力,而當這些應力超過土體的抗拉強度時,就會在土體內(nèi)產(chǎn)生一些裂縫,這種裂縫的產(chǎn)生過程稱之為水力劈裂。劈裂式灌漿技術在土壩壩體除險加固中具有投資小、見效快、設備和技術簡單、操作方便等優(yōu)點,已經(jīng)被廣泛地運用。但在具體操作中應注意施工工藝,保證灌漿的質(zhì)量,才能達到預期的效果。
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  它的機理是:利用沖抓式打井機具,在土壩或堤防滲漏范圍內(nèi)造井,用粘性土料分層回填夯實,形成一連續(xù)的套接粘土防滲墻,截斷滲流通道,起到防滲的目的。
 。ㄎ澹⿵妿r溶壩基的止漏技術
  它的機理是:采用以灌漿為主的綜合治理技術,其治理程序是:先進行勘測,再針對病害進行灌漿和其他止漏技術設計。在施工中,根據(jù)巖溶發(fā)育情況,及時修正施工工藝,并配合其他防滲技術,如鋪蓋、封堵、土工合成材料防滲等。
  
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  【收稿日期】2010年11月8日
  【作者簡介】張偉龍(1984- ):湖南水利水電職業(yè)技術學院,助理教師,研究方向:水工專業(yè)。

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