防治大坝渗漏的技术探讨论文_陈斌

防治大坝渗漏的技术探讨论文_陈斌

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摘要:我国河域面积辽阔,这些年为了便于灌溉农田以及防洪,国家建立了许多大坝工程,这其中的多数是土石坝。虽然大坝为国家获取的经济效益和社会效益非常明显,但是大坝渗漏的问题难以避免,我国因渗漏问题造成大坝变形或破坏高达60%,价值岩溶区的土结构洞穴和底边凹陷,防洪堤与边坡塌滑,坝基排水孔、供水井及减压井淤塞,地下工程及开挖基坑工程里所遇到流沙,软弱夹层、断层破碎带、裂缝及洞穴里的松散物质带出这些问题全是因渗透变形而造成的,严重时会有垮坝事故。

关键词:大坝;渗漏;原因

前言

大坝渗漏问题是我国水库工程常见的问题之一,其中常见的渗漏有坝体渗漏、坝基渗漏及绕坝渗漏等类型,大坝渗漏影响着我国农业的发展和居民的生活生产用水。如果大坝渗漏问题得不到及时处理加固,发生事故时就会造成无法挽回的损失,可见加强大坝的防渗处理措施是很重要的,能够有效保障大坝正常安全使用。

1、大坝渗漏的原因及后果

1.1大坝渗漏的原因

简单来讲,如果在建造大坝时坝身施工砌筑过程中出现了问题,这就会造成大坝渗漏。抛开建筑材料本身的质量问题而言,人为设计和施工不良因素才是更可能导致大坝渗漏的原因。大坝问题通常表现为渗透及坝体损坏,当坝基存在渗漏水流,导致岩土里一些颗粒松动或者整体结构、组成发生改变,这种现象可称为渗透变形或者渗透破坏。导致这些状况发生是因为渗流的作用致使抗剪强度变弱,坝体的部分结构就会发生不均匀的变形、下滑及裂缝等现象。可分为崩岸及滑坡等形式,当渗漏量较大时,会使软弱面的强度减少,并使断裂带和岩土的填充物发生渗透变形,紧邻洼地、低谷及坝基压力大大增加,渗漏水也会造成下游水位的抬升及有关建筑地基的浸没及不平稳现象发生;渗透变形对大坝稳定影响也是很大的,有研究表明,40%左右的大坝破坏是因渗透变形造成的,而我国因渗透变形造成的大坝破坏高达60%左右,且岩溶区的土层洞穴及地表塌陷,防洪堤与边坡塌滑,坝基排水孔、供水井及减压井淤塞,地下工程及开挖基坑工程中所遇到流沙,软弱夹层、断层破碎带、裂缝及洞穴里的松散物质带出均是因渗透变形而引起的。根据渗流的破坏机理,能够把渗漏分为坝体渗漏,坝基渗漏、绕坝渗漏、接触渗漏及坝后地面渗漏几种,其中,坝体渗漏又能够分为集中渗漏、裂缝渗漏及侵润线的坝坡逸出。浸润线的坝坡逸出通常发生在混合土料坝和均质坝中,侵润面太高加大了滑坡可能性,加之因为渗流作用、气温和降雨影响,大坝抗剪强度降低,坝体局部遭到渗透破坏,致使滑塌可能性增大;出现集中渗漏原因为坝体分层填筑时,土层比较厚,在施工时,机械功率不够,导致填土的上部是密实的,可下部较为疏松导致集中渗漏出现;有些大坝在施工时,施工方法较为落后,尤其是大规模人工填筑施工,运用了分段包干填筑法,造成土层厚度不一致,上升的速度也不一致,相邻两段接合部位含有漏压及少压现象;坝体开裂也是坝体渗漏原因,通常坝壳为强透水土料,经过裂缝集中渗漏后,会在坝壳里扩散,对于集中渗漏位置就不容易发现了,造成大坝渗漏原因是比较多的,针对出现渗漏现象给予加固处理,能够有效保障大坝安全运行。

1.2大坝渗漏的后果

大坝的病害现象包括渗透破坏和变形破坏,主要表现为坝体岩土层被冲击,逐渐被掏空、流失,形成空心形状,这就降低了阻水作用,坝体的蓄水功能也就愈加丧失。坝体的变形更是直接损坏了大坝结构,使坝体偏移或结构变形,降低了大坝的蓄水功能,直接影响到大坝作用的发挥。用料不合格,所用水泥强度不达标,或含有溶解物质,会减少坝体硬度,让坝体长期处于负荷下,承受不住水流冲击,逐渐被渗透并腐蚀,坝体遭受破坏。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆石头自身的不同程度风化,导致有许多裂缝,也易形成渗漏;混凝土质量不合格,水泥、砂、碎石等的配比不标准,搅拌不匀,振捣不力,水泥砂浆不饱满,造成混凝土结合不匀、不紧密,使混凝土硬度降低,质量不达标,长期运作之后,会造成渗漏;或混凝土留有缝隙,直接产生渗漏。此外,施工中的技术不合格,方法不得当也会造成施工出现问题,产生坝体渗漏。这些都需要加强防治,彻底解决。水库蓄水运行以后,开始持续受到渗流、破坏、冲刷、冻融等作用,还有可能受到非正常频率洪水和地震的破坏作用,建筑结构损坏,坝体承受水压力、风浪压力等巨大荷载作用的能力不断下降,所以必须及时通过安全鉴定评价分析,准确掌握坝身应力变化规律,找出影响大坝安全的主要原因,并及时稳固,来确保大坝的安全运行。如果水库坝身的安全隐患得不到及时鉴定和安全保护,就会影响水电站发挥其使用功能,并且可能会造成溃坝危险,给人民的生命财产带来极大的灾难,威胁国民经济建设,以及生态环境和社会稳定。

2、大坝渗漏的防治措施

2.1坝体及坝基渗漏处理措施

黏土铺盖及斜墙均是渗漏处理的有效措施,其中黏土铺盖是水平渗漏的处理措施,主要是在坝体的上游地面结合黏性土来分层填筑辗压,铺盖长度要满足防渗漏要求,通常在透水层比较浅或者水头比较小的工程里,铺盖长度为4~8H,H是水头,若水头较大且透水层较浅,就可选择8~10H,其铺盖厚度要从上游至下游来加厚,在辗压施工的时候,前端的厚度为0.5~1m之间,其末端厚度在1/10~1/6H之间,如果大坝正在运用,不可放空水来铺盖设置,能够运用水中刨土法来铺盖。运用斜墙法来处理渗漏问题时,首先降低水位,使施工面露出水面,还要对原坝体进行清理,斜墙顶部的厚度要>2m,底部厚度应依据土料的渗透坡降来确定,而斜墙的最小厚度应>1/8H,壤土应>1/5H。如果坝体局部渗漏很严重,并形成了集中渗漏,而剩余部分质量还是比较好的,就能够运用局部填塞的方法来处理。

2.2导渗处理措施

导渗主要是下排措施,把坝基或者坝身渗水排除坝外,使坝体土粒能保持稳定,不会被带走,降低浸润线,并降低渗压水头,加强坝基及坝体渗流稳定。大坝原有防渗的排水设施不能满足坝基、坝身渗流稳定需求时,浸润线会升高,坝身出现散浸现象,坝后产生沼泽化,或者出现流土及管涌等渗透的破坏,对坝基造成很大威胁,运用导渗处理措施能够改善,依照导渗部位能够分成坝后导渗及坝身导渗两种,常见的坝身导渗有下列几种:I型导渗,适用坝身及岸坡渗漏不严重的均质土坝,或者是正常条件施工的土石坝;W型导渗,适用散浸程度大,大面积均质土坝或者正常条件下施工的土石坝;Y型导渗,适用坝坡散浸面积比较广,并且逸出点高的均质土坝或者正常条件施工的土石坝。而导渗砂槽适合散浸严重,逸出点高的均质土坝,并具有铺垫式的反滤设备,含造孔机械,能适当降低水位的大坝。坝后导渗可分为减压井、排渗沟及压渗等,排渗沟通常适合坝基是多层地基,无强透水层,表层是弱透水层,并且不是很厚时,就可运用排渗沟处理措施;减压井则适合表层较厚,其他条件与排渗沟相同的大坝中;压渗主要是运用透水料当作水平的反滤压重。

3、结语

大坝渗漏的原因很多,所表现出现来的渗漏形式也是多种多样的,做好防渗漏结合大坝自身实际情况,对渗漏原因进行分析,并采取合理措施进行处理,进而保证大坝的安全正常运行。水库大坝如何治理渗漏问题,一直是水利水电工作者长期关注的重要项目,任务困难。必须仔细分析渗漏原因,高度重视,采取相对应的防治措施,有效解决大坝渗漏问题,让水库发挥最大的社会及经济效益。

参考文献

[1]杨邦柱.水工建筑物[M].北京:中国水利水电出版社,2009:45.

[2]丁周升.水库大坝渗漏原因及防治措施[J].江西建材,2011(03):30-31.

论文作者:陈斌

论文发表刊物:《基层建设》2019年第1期

论文发表时间:2019/4/2

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