【摘 要】在水庫(kù)大壩等水利工程的施工過(guò)程中,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)許多水利工程滲漏問(wèn)題。通??煞譃槲宸N情況:水庫(kù)大壩主體滲漏、大壩基礎(chǔ)部分或水庫(kù)底部出現(xiàn)滲漏、大壩頂部滲漏以及環(huán)繞大壩出現(xiàn)滲漏。本文通過(guò)系統(tǒng)的闡述了水庫(kù)大壩出現(xiàn)滲漏的各種原因、種類(lèi)和形成的危害,并就如何有效地防治加固進(jìn)行了系統(tǒng)的闡述。
【關(guān)鍵詞】水庫(kù);堤壩滲漏;防治對(duì)策
由于水庫(kù)大壩滲流處理不恰當(dāng),使水從圍護(hù)區(qū)域內(nèi)向外滲水,從而出現(xiàn)大量?jī)?chǔ)水滲出的現(xiàn)象,就是水庫(kù)大壩滲漏現(xiàn)象。如果不能有效地防治,就有可能出現(xiàn)水庫(kù)圍壩或者大壩基部滲出水的量很大,不但蓄水量降低,還有可能出現(xiàn)土地酸堿化,更為嚴(yán)重的很可能出現(xiàn)村莊淹沒(méi),農(nóng)田被毀壞。由于滲流嚴(yán)重,時(shí)間增長(zhǎng),還有可能出現(xiàn)潰壩的危險(xiǎn)。所以,一旦出現(xiàn)水庫(kù)大壩滲漏現(xiàn)象,應(yīng)該立刻采取相應(yīng)的措施。本文通過(guò)對(duì)水庫(kù)大壩滲漏問(wèn)題的分析處理,并結(jié)合著水利工程的工作經(jīng)驗(yàn),提出了切實(shí)可行的處理措施。
1.水庫(kù)大壩滲漏的種類(lèi)以及形成的原因
水庫(kù)大壩出現(xiàn)滲漏時(shí)對(duì)壩體的破壞一般有兩種情況,即滲透造成的破壞和壩體發(fā)生變形后的破壞。由于滲透造成的破壞經(jīng)常是大壩基部出現(xiàn)滲流,使壩基周?chē)膸r石層的土粒發(fā)生松動(dòng)并出現(xiàn)變形,這種現(xiàn)象就屬于滲透變形性破壞。而由于滲流的破壞下,壩體的抵抗水流的沖擊張力變小,很容易在一些工程質(zhì)量薄弱部位出現(xiàn)裂縫、彎曲變形、滑坡甚至潰壩的危險(xiǎn)。
由于水庫(kù)大壩滲流處理不恰當(dāng),或處理不及時(shí),使水從圍護(hù)區(qū)域內(nèi)向外滲水,從而出現(xiàn)大量?jī)?chǔ)水滲出的現(xiàn)象,如果不能有效地防治,就有可能出現(xiàn)水庫(kù)圍壩或者大壩基部滲出水的量很大,不但蓄水量降低,還有可能使下游的水位升高,會(huì)出現(xiàn)農(nóng)田淹沒(méi),建筑物基部浸水等現(xiàn)象,給人們生命財(cái)產(chǎn)安全造成較大損失。
滲透變形直接影響著土石壩的穩(wěn)定性,通過(guò)國(guó)際有關(guān)資料表明,水庫(kù)大壩受到毀壞以后,大壩壩基由于滲透發(fā)生變形對(duì)大壩造成嚴(yán)重危害的占38%.而我國(guó)通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn),由于滲漏而產(chǎn)生變形造成壩基或壩體毀壞的占56%。另外,防洪堤壩及壩體邊坡的塌陷滑落,巖溶地形中由于滲透土層中出現(xiàn)空洞或地表陷落,排水管道和減壓井等出現(xiàn)堵塞,進(jìn)行地下工程施工時(shí)出現(xiàn)破碎的斷層和砂石、孔隙以及一些松軟物質(zhì)等都有可能發(fā)生滲透性變形。例如:在有一個(gè)水庫(kù)堤壩的施工過(guò)程中,由于對(duì)壩基清理不到位,在施工完成后出現(xiàn)滲透變形,很快,灰色石巖縫隙中的粘土被沖蝕成八米深、寬度為七米的大洞。
通過(guò)破壞出現(xiàn)的原理來(lái)看,將滲透變形分為:管涌、流土、接觸流土、接觸沖刷。
2.水庫(kù)堤壩除險(xiǎn)加固的防治方法
如何有效地防止和治理水庫(kù)堤壩壩基滲漏現(xiàn)象呢?可以從三個(gè)方面去考慮:一方面是減小滲透壓力,以保障地基和水面建筑物保持很強(qiáng)的靜力穩(wěn)固性;另方面最大限度的減少滲漏的程度;第三,減少滲透破壞的程度,使?jié)B透的穩(wěn)定性更強(qiáng)。下面是在水利大壩施工過(guò)程中的幾種實(shí)際操作方法:
2.1背水側(cè)壓滲蓋重
在背水坡側(cè)面地形適當(dāng)?shù)那闆r下,使用防滲的垂直幕墻造價(jià)又很高,如果使用背水側(cè)壓滲蓋重,能夠有效地防止在壓力蓋承受的范圍有管涌產(chǎn)生。如果后蓋的寬度設(shè)計(jì)過(guò)長(zhǎng),為了縮小后蓋過(guò)長(zhǎng)的寬度,經(jīng)常在后蓋的后部設(shè)計(jì)上減壓槽。在水利工程施工過(guò)程中,壓蓋使用非常廣泛,不但有施工方便容易操作,還有施工后的堤壩穩(wěn)定性能好、造價(jià)少等優(yōu)點(diǎn),而且形式多種多樣。在實(shí)際施工過(guò)程中,可以根據(jù)工程需要,使用全部自由排水的方法還是不透水的方法,真正達(dá)到滲水不能夠滲入土層的目標(biāo)。有時(shí)和排水溝綜合使用,但在設(shè)置排水溝時(shí),要設(shè)計(jì)在蓋重的上部。
2.2垂直防滲處理地基
對(duì)于水利工程施工過(guò)程中壩基滲水層不厚、隔水層很薄的狀況,可以用垂直防滲處理地基的方法,建成封閉式防滲墻,能夠有效地制約壩基的揚(yáng)壓力和滲水量,進(jìn)一步提高大壩壩基防滲漏的能力。我國(guó)治理壩基滲水的方法很多,如鋸槽法、射水法、兩鉆一抓等技術(shù)。對(duì)于施工過(guò)程中的封閉式防滲墻的使用,也存在著很多缺陷,雖然防滲墻能夠充分阻斷滲流路徑,治理效果很顯著,可是在某種程度上對(duì)地下水本身的平衡被打破了,對(duì)周?chē)乃|(zhì)環(huán)境也有較大影響。如果隔水層的厚度較大,透水層也不薄的兩次壩基,使用封閉式垂直防滲墻進(jìn)行施工,不但工程難度大,造價(jià)也很高,如果必須使用這種方法施工,一定要通過(guò)周密調(diào)查、分析,然后才能施工。一般情況下,在使用垂直防滲墻時(shí),應(yīng)在靠近水的壩基邊緣位置或者壩頂靠近庫(kù)水的地方設(shè)置,通常使用鋸槽法、射水法、高噴灌漿、輪銑法等施工技術(shù)進(jìn)行施工。
2.3減壓井
在防滲漏施工過(guò)程中,尤其壩基管涌的出現(xiàn),使用減壓井進(jìn)行減壓處理,能夠取得很好的效果。這種方法也適用于處理各種壩基管涌險(xiǎn)情??墒?,這種減壓的方法遇到最大的難題就是淤堵。通常使減壓井淤堵得原因無(wú)外乎以下幾種:過(guò)濾器的結(jié)構(gòu)形式、使用的材料、放置的位置、地下水的水質(zhì)等方面。所以,在放置減壓井時(shí),要在背水的壩腳周?chē)@樣能夠很好的水庫(kù)大壩的滲漏。當(dāng)然,就水庫(kù)大壩的安全性方面,尤其是夏季出現(xiàn)抗洪搶險(xiǎn)的時(shí)候考慮,通常把減壓井設(shè)計(jì)在背水坡側(cè)壓滲蓋重的末端,同時(shí)和排水溝連通,這樣滲出的水流就會(huì)經(jīng)排水溝排出。設(shè)置減壓井時(shí)通常在16~22m的間距。它的透水管應(yīng)放置在最關(guān)鍵的透水層,如果壩基是分層設(shè)計(jì)的,更應(yīng)該這樣設(shè)計(jì)。關(guān)鍵部位的透水層厚度應(yīng)小于透水段長(zhǎng)度的26%,通常使用48~72%的范圍。為了提高減壓效果,應(yīng)使減壓井的井口高度最低,為了有效地防止排水溝的泥水發(fā)生回灌,減壓井的井口高度不能低于排水溝有可能達(dá)到的最高水位。另外,還要處理好減壓井的內(nèi)澇問(wèn)題。
2.4滑坡體的清除
因?yàn)樗鞑煌5貨_刷,壩體內(nèi)部有滲水流出或者水壩頂部的壓載等問(wèn)題,都有可能造成壩體滑坡現(xiàn)象發(fā)生。經(jīng)常采用的方法是“削坡減載,固腳壓重”,也就是說(shuō),想方設(shè)法降低壩體的滑動(dòng)力量,使壩體的阻力增大。對(duì)于因?yàn)樗鳚B透而出現(xiàn)的滑動(dòng),應(yīng)該屬于前面截?cái)?,后面挖排水溝疏?dǎo)的方法,使防滲漏和排水共同進(jìn)行。對(duì)于一些淺層滑坡,可以全部清除掉滑動(dòng)體,再進(jìn)行回填。對(duì)于深層滑坡,通常使用清除造成滑坡某一側(cè)土體的主滑動(dòng)體,然后再重新回填,使其加固。同時(shí),還可以增大阻礙滑動(dòng)體的重量,減緩下滑的坡度,進(jìn)一步增強(qiáng)壩坡的牢固性。
2.5劈裂灌漿
使用劈裂式帷幕灌漿的方法,可以有效地提高堤壩壩體的牢固性和穩(wěn)定性。通常在土質(zhì)疏松,碾壓不結(jié)實(shí)的堤壩防滲時(shí)使用。劈裂灌漿就是根據(jù)水庫(kù)大壩壩體的張力分別狀況,采用特定的灌漿壓力,把壩體順著一定的軸線(xiàn)順序進(jìn)行劈裂,然后灌入適量的泥漿,從而形成筆直相間的連續(xù)的防滲墻,使壩體的許多裂縫漏洞或者一些薄弱層得到及時(shí)的修整。并且,通過(guò)泥漿、壩體的相互擠壓和滲透,使壩體的內(nèi)部張力發(fā)生了很大變化,進(jìn)一步增強(qiáng)了壩體穩(wěn)定性和牢固性。
3.結(jié)束語(yǔ)
滲漏是土石壩經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題,隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,水利工程施工過(guò)程中對(duì)水庫(kù)大壩壩體的防滲漏加固技術(shù)也有了很大的進(jìn)步。對(duì)于出現(xiàn)的壩體滲漏,要根據(jù)實(shí)際情況,具體問(wèn)題進(jìn)行具體分析,然后采取相應(yīng)的改進(jìn)措施,確保水庫(kù)發(fā)揮更大的經(jīng)濟(jì)效益。 [科]
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