小型水库土石坝病险问题及除险加固措施

小型水库土石坝病险问题及除险加固措施

罗平县水务局云南曲靖655800

摘要:就目前而言,我国很多地方小型水库修建时间较早,在当时施工条件下,施工质量不高,而且坝体主要以土石坝为主,这种大坝施工技术工艺比较传统简单,在坝体成型以后,密实度和渗透系数与现代标准要求相差很大。同时,土石坝基防渗技术落后,经常出现渗漏和流土等问题,甚至有裂缝,给中下游造成巨大的安全隐患。文中对小型水库土石坝病险问题及除险加固措施进行了分析。

关键词:小型水库;土石坝;病险问题;除险加固措施

1导言

土石坝是指选用筑坝当地的材料,并经过碾压等办法堆筑而成的挡水坝,可根据地质情况挑选不同的筑坝材料。土石坝是现在小型水利工程中的多见坝型。土石坝在使用过程中需要定期加固,从而消除安全隐患。而选用除险加固施工技能可发现并解决土石坝在运用中存在的疑问。

2小型水库土石坝病险问题

2.1坝体裂缝问题的处理

小型水库日常运行期间,土石坝的坝身和坝基的不均匀变形是产生裂缝的主要原因,其裂缝主要分为横向裂缝、水平裂缝、纵向裂缝。对于裂缝加固的方法一般有开挖回填法、翻松夯实法、裂缝灌浆法等。

通常来说,在对裂缝进行处理的时候,应对开挖回填的方法进行分析。具体在进行处理的时候还需要与裂缝的实际情况相结合来合理采取相应控制措施。当裂缝的宽度不大,同时其深度低于1米的时候,对于该裂缝可以直接灌入沙壤土来对其进行处理,施工期间可以采取分段的方式,从而使裂缝结合部位的处理质量得以保证;对于宽度比较大的裂缝,其处理难度比较大,同时由于其深度也比较大,所以,在对其进行处理的时候首先需要进行适当的开挖,之后在进行回填。在开挖期间,相关工作人员可以采取梯形断面的方式,这种方式的合理利用,不仅能够使后期回填工作更加顺利地进行,而且还能够使回填土与原坝体之间更好的结合在一起。

2.2坝体滑坡隐患问题的处理

对于小型水库土石坝结构中的滑坡隐患问题来说,如果没有对其采取有效措施进行科学治理的话,同样会对整个水库构成极大的安全威胁。造成滑坡问题的因素主要可以概括为三大方面:一方面,土石坝筑坝材料自身存在例如软黏土层、软弱夹层等情况;一方面,土石坝施工时碾压程度不够;另一方面,一些环境因素的影响,例如地震、暴雨等。这些因素都会在很大程度上引发坝体滑坡。对此,应遵循“上部减载、下部压重排水”的原则。对于坝体滑坡隐患问题的加固方法一般有滑坡体上部挖除部分土石方减重,滑坡体下部坝面放缓培厚、块石压坡、抛石护脚、坝底堆石压载等。

施工期间,在坝体下部铺设具有良好透水性的材料加重压坡并及时排出坝体水分。除此之外,为了使其防滑的效果得以提升,施工人员可以设置一定的防滑齿墙布置在合适的位置上,充分利用防滑齿墙能够在很大程度上控制一些比较容易出现滑动的土层,从而使滑坡问题得以有效的控制。

2.3渗漏问题的处理

小型水库土石坝坝体和坝基渗漏现象普遍存在,如果不进行有效处理,随着时间的推移,会对大坝构成极大的安全威胁。解决土石坝坝体和坝基渗流现象,的基本原理为“上游防渗,下游导渗排水减压”。在上游采取防渗措施减少入渗到坝体和坝基的水量;在下游采取防渗措施增加坝体和坝基水量的排出。上游防渗措施主要有:黏土截水槽、黏土防渗墙、混凝土防渗墙、防渗板墙(高压喷射灌浆法)、灌浆帷幕以及混凝土防渗墙和灌浆帷幕的组合等。下游防渗措施主要有:堆石棱体等。

3除险加固措施

近年来,国家和相关部门,对水利工作的重视,加大了水利基础设施的投资力度,同时,也加强对病险水库工程的除险加固处理。发展多种经济,逐步解决水利工程存在的问题。主要采取以下措施加强小型病险水库的除险加固:

3.1坝高、坝顶宽不达标的小型水库

对坝高不够,坝顶宽偏小的小型水库,根据水库工程级别,重新进行水文计算,复核设计洪水,确定坝顶高程和坝顶宽。对于坝坡要按规范规定和坝坡稳定计算,确定坝的坡度及护坡结构。

适当加高大坝,可以较大地增加调蓄能力,提高防洪标准。一般采取以下措施:“戴帽”加高,从坝顶上直接加高,而不是从背坡脚开始培厚加高,加高部分,迎水面可以利用防浪墙直立加高,背水面上部坡度加陡一些,与下游坡面相接,一般也应经过计算,在安全的条件下进行。限于坝坡稳定的要求,加高的高度有一定限制,不能加高过大,影响坝坡稳定,一般加高1~2m,最大不宜超过3m,如加高过多,则必须加宽坝身。一般从背水坡脚加宽加厚;从大坝背水坡培厚加高,这一措施,比“戴帽”加高工程量要大,造价也高,但为了满足大坝坝坡稳定的要求,也只有采取这一措施。加高大坝可以超过3m,根据需要来定。

3.2关于溢洪道欠宽的问题

溢洪道欠宽的,要按校核洪水的最大泄洪流量,确定溢洪道宽度和最大过水深度,以此来确定溢洪道宽度;溢洪道未衬砌的,要进行衬砌,保证溢洪道安全泄洪,以保大坝的安全。放水斜涵(闸)管和平涵管漏水的,根据各水库工程的特点,采用相应的处理方案,进行防漏防渗加固,漏水严重的要重建。

溢洪道拓宽,并增设闸门,在地形、地质条件许可而且增加开挖量不大的情况下,将原溢洪道拓宽,而不降低堰顶高程,这是增加下泄流量、提高防洪标准的一项措施,投资也比较少,但不应增加泄流量过多,以免加重下游河道的负担;溢洪道加深,并安设闸门,溢洪道拓宽、堰顶降低并增设闸门,采取这一措施提高防洪标准;增设溢洪道,在地形条件许可的情况下,开挖工程量不大,也可考虑增设溢洪道,投资可能大一些,但施工不受已建工程制约。

3.3水平防渗措施

水平防渗分水平铺盖与排水减压设施。水平铺盖加固;加固水平防渗铺盖,必须检查地区和坝址工程和水文地质状况,这是做好防渗加固的先决条件。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条件,可能发生的问题、性质和程度,以及已成的铺盖情况,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。同时,还要调查加固铺盖土料的料源、数量、级配、最大干容重、最优含水量、渗透系数和允许坡降等。

在加固水平铺盖时,根据补做的详细勘探试验资料,做出覆盖冲积层的地质剖面图,进一步查明各层颗粒级配、渗透系数和允许渗透坡降等。一般来说,应满足的条件是:铺盖下卧冲积层内渗透坡降,不能超过冲积层土沙的允许渗透坡降,达到地基渗透稳定;通过铺盖的渗透坡降不能超过铺盖土的允许坡降,达到铺盖填土渗透稳定;下游渗流出逸处的剩余水头,不至于产生渗透破坏,达到渗流出口渗透稳定;渗流量小于允许损失量,达到渗流损失量最小。这四条中,以第一条最为重要。铺盖加固应严格控制质量,特别是接触部位,更要保证质量。铺盖与地基接触处,如地基透水性大、级配差的砂砾石层,则应加铺反滤层,以免水库蓄水后,加固的铺盖,重复发生裂缝、塌坑等。在加固铺盖时,应采用碾压法施工。

4结束语

综上所述,小型水库分布广泛、数量众多,是我国水利体系的重要组成部分,在国民经济发展中有着重要作用。我国小型水库除险加固经过近些年来的发展,已经相对较为成熟,出现了许多除险加固施工技术,其解决的问题和使用的方法各不相同。水库的除险加固作业非常复杂,经常会由于部分不可忽视的问题产生,对水库的除险加固造成较大的影响,应当对除险加固施工技术有着深刻理解,掌握施工技术的要点,提高除险加固施工水平,充分保障小型水库的安全。

参考文献:

[1]陈华.小型水库除险加固工程的施工技术研究[J].黑龙江水利科技,2017,4:130-132.

[2]吕平.小型水库除险加固工程施工技术分析[J].黑龙江水利科技,2017,12:167-168.

[3]胡成平.土石坝除险加固施工技术[J].江西建材,2015,22:02.

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