水利工程論文-關(guān)于控制土壩滲漏的措施分析.doc

水利工程論文-關(guān)于控制土壩滲漏的措施分析論文關(guān)鍵詞:滲透變形；水流觀測；控制措施論文摘要:水庫是水利產(chǎn)業(yè)的重要措施，建國后我國已興建了各類水庫。因為水庫受修建時間較長、當時的技術(shù)等因素所限制，現(xiàn)在大部分水庫帶病工作，事故較多，對人民生產(chǎn)和國民經(jīng)濟產(chǎn)生了一定影響。在眾多水庫事故中，因為土壩滲漏造成的事故占比例較多。本文就這幾年的工程實踐結(jié)合該問題談?wù)劸唧w的原因及防治措施，希望對病險水庫的加固起到借鑒作用。一、引言建國后，國家非常重視水庫建設(shè)，截止到2007年，已建水庫10萬多座，在戰(zhàn)勝水旱災(zāi)害，促進工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，改善人民生活方面，發(fā)揮了巨大的作用。但是，由于當時歷史條件及技術(shù)、經(jīng)驗不足等原因，很多水庫工程存在著不同程度的質(zhì)量和防洪標準問題，使水庫事故不斷增加，給國家和人民生命財產(chǎn)造成了重大損失。土壩存在問題，除防洪標準偏低外，主要是工程質(zhì)量問題，具體表現(xiàn)在滲漏、滑坡和裂縫。概括起來，是一個防滲加固問題，一般處理防滲的原則是“上堵下排”。上堵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、沖抓套井回填防滲、倒掛井防滲、土工合成材料防滲、射水造孔混凝土墻防滲和巖溶帷幕灌漿防滲等。水平防滲有人工粘土鋪蓋和利用天然鋪蓋等，并結(jié)合下排的措施有：在壩體背水坡腳附近開挖導(dǎo)滲溝、減壓井和蓋重壓滲等。二、土壩滲漏表現(xiàn)形式土壩病險問題主要是各種原因引起的滲漏問題，常表現(xiàn)在以下方面：（一）土壩建成蓄水后，由于選取土料物理力學(xué)指標不當，致使浸潤線常高于設(shè)計的浸潤線水位，導(dǎo)致滲流從壩的下游坡面溢出，使下游坡失穩(wěn)。（二）壩基和壩身產(chǎn)生危害性滲透變形，導(dǎo)致壩基或壩身淘空破壞。（三）地質(zhì)條件差，往往認為土壩對基礎(chǔ)要求不高，因而忽視工程與水文地質(zhì)條件及其基礎(chǔ)的防滲處理，造成基礎(chǔ)漏水。三、壩身滲漏分析土壩常因斜墻、心墻等防滲體裂縫形成滲流的集中通道，導(dǎo)致管涌的發(fā)生，甚至引起壩體的失事破壞。（一）心墻、斜墻裂縫漏水土壩防滲體開裂較常見，尤其是發(fā)生在近年來較普遍的薄心墻土壩中。由于心、斜墻與壩體其他部分的填筑土料不同，因變形模量的差異使變形不一致，導(dǎo)致心、斜墻開裂。在裂縫處產(chǎn)生集中滲漏，滲透水以很大的水力坡降沖刷心、斜墻裂縫，因管涌作用把防滲體土料帶至下游壩體，使心、斜墻喪失防滲作用。（二）壩體因擴建加高，新老防滲體銜接處理不當漏水壩體因多次擴建，新老防滲體的銜接處理往往不嚴，造成隱患。特別是心墻壩加高時，對原有心墻很難采取補強措施。當蓄水位抬高以后，其防滲體承受的水力梯度明顯加大，增加了被擊穿的危險，有的將心墻改做斜墻，但因庫內(nèi)死水排干困難，使基礎(chǔ)處理不嚴，造成漏水隱患。（三）浸潤線抬高使下游壩坡失穩(wěn)已建的均質(zhì)土壩中，常存在浸潤線比設(shè)計計算的有所抬高，致使壩的下游坡面長期處于濕潤狀態(tài)而影響壩坡的穩(wěn)定。浸潤線的抬高多數(shù)原因是設(shè)計時沒有考慮土壩施工時是分層碾壓的，因碾壓使壩體形成許多水平層面，導(dǎo)致水平向滲透系數(shù)大干垂直向滲透系數(shù)，產(chǎn)生各向異性滲流場的結(jié)果。（四）土壩滑坡與處理土壩滑坡或沉陷往往是因為填筑的土料差，設(shè)計抗剪指標選用不當，壩坡設(shè)計不合理以及滲漏等原因造成的。四、滲漏控制方法和措施（一）垂直防滲垂直防滲常適用于地基透水層較薄或隔水層較淺的情況，以封閉式防滲帷幕來根治壩基滲透破壞的險情，可以比較徹底地解決壩基和壩身滲漏問題。垂直防滲在工程實際中應(yīng)用較多我們著重介紹一下混凝土防滲墻、高壓噴射灌漿防滲、劈裂灌漿防滲的原理和施工辦法。1、混凝土防滲墻使用專用鉆機機具，在已建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(dǎo)管，向槽孔內(nèi)澆筑混凝土，形成連續(xù)的混凝土墻，起到防滲目的。這種防滲墻可以適應(yīng)各種不同材料的壩體和復(fù)雜的地基水文和工程地質(zhì)條件，墻的兩端與岸坡防滲設(shè)施或岸邊基巖相連接，墻的底部可嵌入弱風(fēng)化基巖內(nèi)一定深度，在施工中只要嚴格控制施工質(zhì)量，是可以達到徹底截斷滲透水流的。2、高壓噴射灌漿防滲按設(shè)計布孔，利用鉆機鉆孔，將噴射管置于孔內(nèi)（內(nèi)含水管、水泥管和風(fēng)管），由噴射出高壓射流沖切破壞土體，同時隨噴射流導(dǎo)入水泥漿液與被沖切土體攪拌，噴嘴上提，漿液凝固，在地基中按設(shè)計的方向、深度、厚度及結(jié)構(gòu)形式與地基結(jié)合成緊密的凝結(jié)體，起到防滲作用。3、劈裂灌漿防滲在土壩中采取劈裂灌漿，使用一定壓力，將壩體沿壩軸線小主應(yīng)力面劈開，灌注泥漿，并使?jié){壩互壓，最后形成1050cm厚的連續(xù)泥墻，可以起到防滲目的。同時泥漿使壩體濕化，增加壩體的密實度。劈裂灌漿防滲不僅起到防滲作用，也加固了壩體，可以就地取材，施工簡便，投資省、工效高。（二）水平防滲水平鋪蓋分利用天然粘土和人工填筑粘土兩種，可以就地取材、造價低、施工工作面大、工期短、簡單易行，不需要特殊的施工設(shè)備和器材。按設(shè)計要求施工，可以滿足滲透穩(wěn)定，但滲透量較大，壩基下游仍有一定的坡降。因此在采用水平鋪蓋防滲時，必須結(jié)合下游排水減壓設(shè)施。在實際應(yīng)用中摘要的注意以下幾點：（1）利用天然粘土鋪蓋要慎重，必須了解粘土的分布情況、厚度、干容重以及粘土下面覆蓋層的厚度、粒徑組成和透水性等。（2）人工填筑粘土鋪蓋長度與壩前設(shè)計水頭比，實踐總結(jié)78倍，最大有超過10倍。（3）鋪蓋粘土滲透系數(shù)應(yīng)小于1000倍地基的滲透系數(shù)。（4）粘土鋪蓋要避免與河床覆蓋層滲透系數(shù)K10-2cm/s透水層接觸。（5）鋪蓋粘土要封閉大壩兩側(cè)岸坡，避免發(fā)生饒滲。（6）在壩基表面有較薄的弱透水層或不透水層，且底下的透水層較淺時，宜采用排水溝截穿表層，用以控制滲流，也就是做導(dǎo)滲溝導(dǎo)滲。（7）如果不透水層較厚，而其下透水層深厚或含水層成層顯著，應(yīng)該采用減壓井深入下部強透層導(dǎo)滲。（8）做導(dǎo)滲溝和減壓井有困難時，可做壓滲措施。五、施工要求總結(jié)以上各項控制措施，在具體施工時應(yīng)嚴格遵守以下的原則：（一）必須對壩基進行詳細的水文地質(zhì)調(diào)查在決定防滲措施之前，要考慮各方面的因素，其中最重要的是壩址的工程和水文地質(zhì)條件，要對河床沖積層進行詳細的勘探和試驗，以了解河床覆蓋層的總厚度，有無相對不透水層，厚度及其連續(xù)性，砂礫石層平面與空間分布、級配、滲透系數(shù)、允許滲透坡降；土層的成層性，是否是不透水層與透水砂礫石層相互間層；查明鋪蓋土料的料源、級配、最大干容重、最優(yōu)含水量、滲透系數(shù)、允許滲透坡降等，來確定有效而經(jīng)濟的防滲措施。（二）垂直防滲處理可以比較徹底的解決土壩滲漏問題垂直防滲加固措施，在