摘要:我国的水库资源非常丰富,在国民生产生活中,水库占据着十分重要的地位。在我国的水利工程建设中,土石坝是被应用最广泛的一种坝型,但大多数都存在着不同程度的设计缺陷或质量问题。主要问题有:①结构性问题,主要是由结构强度的稳定性因素造成的,多发生于滑坡裂缝以及排水溢洪等设施中;②渗漏性问题,这个原因主要是由坝体及其连接处的抗渗漏能力差。对中小型水库的防洪体系而言,除险加固设计是其中最重要的组成部分,但也是弱点和难点,一旦对中小型水库土石坝的除险加固设计不够科学合理,就会直接导致水库崩坏,给生命财产安全造成严重威胁,并给我国的经济发展和水库土石坝的相关建设带来一定的影响,因此在对中小型水库的加固设计上,必须严谨而慎重。本文主要就中小型水库土石坝的结构设计和除险加固设计等相关问题进行探讨分析,并提出相应的加固设计措施。
关键词:中小型水库;土石坝;除险加固设计;分析
引言
我国对水库的修建大多都是在二十世纪五十年代和七十年代完成建设的,当时在水库修建中,很多条件都还不够成熟,受历史条件、地理条件的影响比较大,工程技术条件也受到一定的约束,因而就造成了大部分水库在修建时没有基本的相关地质资料,没有足够成熟的工程技术条件来支持其稳步动工。而且,在水库修建的专用队伍中,大多数施工人员都是农民工,没有接受过专业的理论知识培训和相关技术培训,就会使得水库的修建质量得不到有力保障,甚至还存在着部分安全隐患。随着对水库运用的日积月累,导致其病险问题越来越多,不但给水库下游的居民带来生命财产威胁,还使得水库的本身效益没有得到良好发挥,违背了水库修建创造效益的本意。因此,面对这一险峻问题,对水库土石坝加强除险加固设计工作显得极为重要且必要,是目前亟待解决的重要问题。本文主要对中小型水库土石坝的出险加固设计进行分析,详细报道如下:
一、对中小型水库土石坝的险情状况分析
(1)土石坝易渗漏问题
土石坝渗漏,会直接引起水库整个坝堤崩溃,主要渗漏方式表现为:坝体渗流、绕坝渗漏、绕坝接触、坝基渗水,而形成这些渗漏现象的主要原因有以下几种:
①土石坝修建材料不达标。在土石坝的修建过程中,对其建设材料没有经过严格审核,大多都是就地取材,材料质量不过关,存在杂质多、水溶性强的问题,容易被水渗透。另外,在对这些修建材料的运用中,对其压实太紧,不能使材料在施工过程中发挥最大效用。
②对土石坝的坝体结构设计不合理。对坝体结构设计不合格是造成土石坝渗漏的主要原因,比如在对坝体渗流路径的设计上,把渗流路径设计的又厚又短,在对排水槽的设计上,使其跟坝基对冲,这些问题都会促使坝体泄漏渗流的加剧。
③土石坝的排水体有问题。一般在水库土石坝建设中,都会设置一个专门用于排水的沟渠或排水体,但在对排水体的实际设计中却很不合理,使排水体很容易被堵塞,从而失去其排水作用。有些在土石坝的设计中直接忽略了对排水体的设计,对相关排水设备的设计上也很不合格,大小尺寸不严密,设计不符合相关规定要求,进而加剧了土石坝渗漏的风险。
④没有固定好土石坝基础设施。对坝基的修建不够巩固严谨,使得坝基不均,水流渗透现象加剧,出现基础沉降问题,加剧了整个坝基的挤压变形。
(2)坝体出现裂缝问题
造成水库土石坝出现裂缝问题的主要原因有:①对整体土石坝清洁淤泥的工作做得不到位;②在坝基基础建设中没有做好防渗漏工作;③对相关泄洪程序操作不规范;④土石坝结合部的质量工程没有做好。
(3)坝体出现滑坡问题
导致水库土石坝出现滑坡问题的主要原因有:①对土石坝的勘测检验工作不到位;②没有做好土石坝的基础建设工作;③对土石坝的材料碾压工作没有做到位。
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二、对中小型水库土石坝建设工程的出险加固设计分析
(1)水库工程除险加固的设计原则:①不对土石坝顶加高,对整个坝体结构不进行改造原则;②对枢纽泄洪能力的方式进行合理范围内的适当加大,使得水库泄洪能力能够符合水库设计要求的原则;③不对水库功能进行随意改变,对水库的盈利对象和实际效益不进行改变原则;④应该在保证安全经济、施工操作不难、质量水平容易控制提高的基础上,来对水库土石坝进行除险加固的原则;⑤遵循水库加固建设材料就地取材的原则。
(2)对水库土石坝坝坡的除险加固设计
①对水库上游工程,实行坝坡削坡减载和抛石压脚相结合的处理方案
如果水库土石坝抛石太高,跟最危险滑弧最基层相对的位置不符,就会使其抗滑作用失效,并使滑动力大大增加,因此在对水库上游坝坡的整改中,应该拆除部分多余的抛石,将其界面控制在最危险滑弧最基层相对的位置上,对于坝坡上部分偏陡峭的地方,要进行适时削减,从而降低滑动力,给大坝安全提供有效保障。一般来说,水库下游的坝坡是比较陡的,在下游的坝址排水体中,其顶部设计能够方便施工操作和相关检查观测,因此在对下游坝坡的稳定性进行相关计算和判断时,要摘除其不利条件,看是否符合相关规定标准,一旦发现不合理处,要及时进行相对调整和相关计算,使其能达到要求标准。
②对水库土石坝上下游坝坡的加固培厚设计
把水库的底孔完全放空,使其不会轻易产生再次滑动,对上下游的坝坡训练巩固加强,尽力避免水库上下游的坝坡轴带来的影响,以免增加工程量,耗费人力物力。同时,对水库土石坝的防渗体进行适当调整,对原来的修建的坝体下游进行一些适当的添加设施,巩固坝体的稳定性,对坝体的上游使用防渗墙,在其透水层不浅的情况下,可以使用帷幕灌浆。
(3)对水库土石坝防渗漏的设计
①对土石坝坝肩、坝基和防渗漏接触带的情况处理
土石坝坝肩渗漏时,通常都是根据坝轴线的坝肩实行帷幕灌浆,这其中要注意把透水层的深度范围控制在三到五米之间,在这其中导入水泥砂浆,在进行帷幕灌浆时,必须运用一排灌浆孔,灌浆孔间的距离应在一到两米之间。在坝基和坝体防渗漏接触的地区,把水泥砂浆灌注其中,并在帘底进行灌浆,慢慢一层层的加厚,适当增加一些黏土,还要注意控制灌浆压力,进而使坝体能够得以完整。
②对土石坝坝体防渗漏的设计
第一要做好防渗墙工作,如果土石坝坝体的孔隙间隔大,防渗漏要求达不到标准,就需要沿着坝轴线建立混凝土防渗墙;第二就要做好灌浆连接工作,对坝体孔隙间隔大的地方利用灌浆进行填充,并混入一定的水泥浆和黏土,从而达到防渗漏的效果。
三、结语
综上所述,进行必要的除险加固设计工作,能够给中小型水库土石坝的防渗漏工程提供有效保障,在除险加固设计施工中,必须根据中小型水库的具体情况,采取有针对性的设计方案,从而提高除险加固设计质量,增强中小型水库经济效益和社会效益的作用发挥。
参考文献
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[4]赵二锋,张越.中小型水库土石坝的除险加固设计[J].城市建设理论研究(电子版),2015,(9):2696-2697.
作者简介
雷涛(1988-),助理工程师,大专,主要从事水工设计工作。
金小炯(1987-),助理工程师,大专,主要从事水利工程勘察设计。
沈文福(1985-),助理工程师,大专,主要从事水利水电建筑工程。
论文作者:雷涛,金小炯,沈文福
论文发表刊物:《基层建设》2017年第14期
论文发表时间:2017/9/28
标签:土石论文; 水库论文; 坝基论文; 下游论文; 在对论文; 水体论文; 工作论文; 《基层建设》2017年第14期论文;