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        土石壩施工中的滲流控制措施

        2014-07-09 23:20:29李巖
        吉林農(nóng)業(yè) 2014年5期
        關(guān)鍵詞:土石壩滲流

        摘要:水利工程施工中,土石壩是十分常見的水利建筑之一,是水利工程中應(yīng)用最為廣泛和發(fā)展最快的一種壩型,因?yàn)檫@種壩型可以就地取材,避免了長途運(yùn)輸,在鋼筋、水泥、木料等材料方面能節(jié)省很多,壩型的結(jié)構(gòu)相對簡單,所以在維護(hù)方面也相當(dāng)便利,施工上要求技術(shù)不太復(fù)雜,工序也不多。但土石壩也有很多不足之處,比如:壩身不能溢流、施工導(dǎo)流不方便、受氣候條件影響較大等,而且還容易發(fā)生滲流,本文就針對土石壩的滲流進(jìn)行分析,并給出了防治措施。

        關(guān)鍵詞:土石壩;滲流;控制理論

        中圖分類號:TV223.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A 文章編號: 1674-0432(2014)-09-41-1

        1 滲流的發(fā)生

        1.1滲流

        因?yàn)橥潦瘔嗡璨牧隙鄶?shù)都是就地取材,在施工中就是利用這些當(dāng)?shù)氐牟牧希热纾和亮?、石料或是混合料,在施工中,把這些材料經(jīng)過一定的工程處理,采用拋填、碾壓等方法建成土石壩,按材料的比例不同,有的稱土壩,有的稱堆石壩,有的稱土石混合壩。填筑土石壩的材料之間都是散體的顆粒結(jié)構(gòu),這些顆粒之間有著大量的空隙,具有一定的透水性,當(dāng)壩體工程完工后,水庫蓄滿水后,水平面沿著壩體上升,這樣水流必然會順著材料間的空隙滲透而產(chǎn)生滲流。如果滲流在控制范圍之內(nèi),一般滲流都較小,水質(zhì)也清澈,水流中沒有土料顆粒,壩體會維持穩(wěn)定的狀態(tài),不會產(chǎn)生滲透破壞而影響大壩安全。但如果滲流量過大且集中,水質(zhì)中有土料顆粒,不透明有混濁感,則有可能發(fā)生壩體管涌現(xiàn)象,這種情況就是異常涌流,如果積患不除,會對壩體產(chǎn)生嚴(yán)重破壞,決口潰壩的情況都有可能發(fā)生,在以往的水利事故中,由滲流引起的壩體破壞占相當(dāng)大的比例,要進(jìn)行科學(xué)的滲流控制,保證壩體的安全。

        1.2滲流產(chǎn)生的原因

        反濾層的原因。在大壩施工的防滲體中,反濾層是十分重要的一個環(huán)節(jié),如果處理不好,很容易發(fā)生滲漏,如果填土和排水體這間層間系數(shù)過大,或填土不夠密實(shí),達(dá)不到防滲作用,或在施工時填土有錯斷混層情況,都會造成填土隨著滲流而流失,破壞反濾層,如果反濾層工作平穩(wěn),通過排水降壓,也不會加大滲漏的破壞。

        防滲體施工不達(dá)標(biāo)。在開挖截水槽時,有時會遇到施工困難的情況,有時施工隊(duì)伍出于工期、成本的考慮,而半途而廢,達(dá)不到設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn),致使防滲體達(dá)不到基巖或底部連續(xù)可靠的粘土層,這就為安全埋下隱患,蓄水時容易引發(fā)滲流。

        土石壩兩岸有臺階狀岸坡。這時要處理成較平順過度坡,可以變坡,在上下兩坡度轉(zhuǎn)折處,控制坡角之差在15~20度。如果存在平臺,則平臺處填土高度與平臺的兩端的填土高度,高差十分巨大,沉陷量存在不同,導(dǎo)致產(chǎn)生裂縫,從而對壩體產(chǎn)生滲透破壞。

        1.3 滲流控制理論

        滲流是土石壩常見的現(xiàn)象,而且后果十分嚴(yán)重,所以一直以來滲流及滲流控制都是土石壩工程中極其重要的課題。在實(shí)踐中,不斷的研究、發(fā)展和運(yùn)用,形成了滲流控制的系統(tǒng)理論和方法,其中滲流的基本原理、滲流的分析方法、土體滲透穩(wěn)定性三方面是滲流控制的理論基礎(chǔ),在控制理論的指導(dǎo)下,才有了滲流的一些控制技術(shù),技術(shù)是理論的實(shí)踐和實(shí)施措施。目前國內(nèi)外的滲流研究主要集中在滲流量計(jì)算、滲透變形、滲透控制、滲流的數(shù)值模擬和滲透變形試驗(yàn)等幾個方面,現(xiàn)在可以利用一些高科技設(shè)備建立模型、分析模型,在技術(shù)應(yīng)用上,有了灌漿技術(shù)、反濾壩技術(shù)、土石壩壩坡滑動破壞加固、壩體灌注粘土漿加固、壩體和壩基的密度加固、土工合成材料加固等技術(shù),另外還有防滲墻及其壩體壩基加固技術(shù)等,這些控制滲流的技術(shù)措施,都在大壩安全方面發(fā)揮了巨大作用。

        2 土石壩施工中的滲流控制

        2.1做好基礎(chǔ)處理

        基礎(chǔ)的處理是工程穩(wěn)固的保障,很多大型土石壩,由于壩體的重力很大,對于基礎(chǔ)的要求也很高,在對基礎(chǔ)處理時,一定要滿足壩基的承載及基礎(chǔ)防滲,確?;A(chǔ)萬無一失后,再進(jìn)行填筑施工。在對基礎(chǔ)采用綜合處理后,再進(jìn)行施工,比如用防滲墻、振沖、帷幕灌漿、固結(jié)灌漿等措施。

        2.2掌握當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)、水文氣象

        土石壩施工材料多為當(dāng)?shù)厝〔?,所以在施工時一定要考慮當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)、水文、氣象變化,因?yàn)檫@些材料可能對水文氣象有敏感的反應(yīng),比如:雨季時土料含水量的變化,冬季土料在低溫下的收縮、冰凍情況等都對大壩的填筑產(chǎn)生影響。

        2.3確保材料質(zhì)量

        材料質(zhì)量也是影響大壩安全的一個重要因素,材料質(zhì)量一定要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),一些數(shù)據(jù)指標(biāo)要嚴(yán)格的進(jìn)行測量,保證土石壩的用料不縮水、無折扣。對料場進(jìn)行細(xì)致的地質(zhì)勘探,要選用與大壩標(biāo)準(zhǔn)相配的材料級別,做好料場復(fù)查和儲量的測量,另外還要進(jìn)行材料的碾壓實(shí)驗(yàn)和試坑取樣。

        2.4確定合理的壩面分區(qū)

        土石壩的滲漏產(chǎn)生除了材料因素外,施工質(zhì)量也是很重要的原因,在填筑時,由于壩體很大,常常采用壩面分區(qū)作業(yè)的方式,在這種分區(qū)作業(yè)中,要根據(jù)實(shí)際情況,合劃進(jìn)行壩面分區(qū)和流水作業(yè), 盡可能減少斷面填筑,施工中要嚴(yán)格按照工序進(jìn)行,做好鋪料、攤鋪、灑水、壓實(shí)、質(zhì)檢等環(huán)節(jié)的工作,保證填筑質(zhì)量。

        2.5 加固技術(shù)的采用

        在實(shí)際施工中,要根據(jù)現(xiàn)場的情況,確定采用哪種加固措施,避免滲流的發(fā)生或在控制之內(nèi),可以通過灌注粘土漿的方法進(jìn)行加固處理,包括灌漿設(shè)計(jì)、灌漿工藝采用等。

        作者簡介:李巖,本科學(xué)歷,公主嶺市秦家屯鎮(zhèn)水利管理站,助理工程師,研究方向:農(nóng)田水利。

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