对我市水库大坝防渗现状的探讨

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:nathon_zhwang
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  【摘要】:合山市共有水库大小型8座,这些水库大多修建于六七十年代,水库在长期使用过程中老化严重,存在很多安全隐患,面对这种情况,在防汛监测的过程中必须随时对大坝进行安全监测,做到防患于未然,确保水库大坝的安全运行,保护人民的生命财产与安全。
  【关键词】:水库大坝;防渗;对策
  中图分类号:TV62文献标识码: A 文章编号:
  合山市是新兴的工矿城市,1981年6月经国务院批准从来宾县划出设立合山市,辖两乡一镇,总人口14.3万,合山市水库总库容1114万立方米,这些水库大多修建于六七十年代,运行多年,缺乏正常维修,又处于工程老化时期。为了准确掌握水利工程的安全状况,发现病害及时治理,确保水利工程安全运行,必须对水库大坝要进行防渗处理,如果防渗处理不当,可能造成水库围坝或坝基的渗漏量较大,不但不能有效地蓄水,还可能造成坝后农田村庄的浸没和土地盐碱化,因此应采用切实有效的防渗处理方案。在本文笔者主要针对水库、堤防等挡水建筑物的渗漏问题,同时结合工程实践,提出相应的应急措施和处理方法。
  水库大坝漏水现状分析
  1、坝基渗漏
  所谓的坝基渗漏是指水体沿着坝肩和坝基透水岩土带渗流,而发生漏失水量的现象。因为对水库大坝基础的防渗处理的好坏,直接关系到水库大坝的运行安全。所以,必须加强水库大坝的地基加固,有一部分水库地基基础复盖层很深,或岩为透水岩土带,如:有的沙砾石层没胶结或胶结不是很好,岩体风化带、裂隙透水带、砂砾岩或砂岩;裂隙密集带,变质岩中的断层和非岩溶化沉积岩、安山岩;玄武岩、岩浆岩等喷出岩的柱状节理,岩熔洞穴和层间裂隙;还有一类为岩溶透水带,如页岩、白云岩、石灰岩、大理岩、泥质页岩等。建设时由于多方面原因,如经费或者其它多种原因对地质情况没有探明,或探知后没有及时科学的处理,导致在运行多年后,安全隐患一步一步的暴露并造成了坝基、坝肩严重漏水。
  2、坝体渗漏
  坝体渗漏是指水体透过坝身渗流而造成水量流失的一种现象,由于水库堤坝是由土料或石料构筑的,无论土料或石料在渗水性上都具有相当高的程度,在长时间高水位的情况下,如果填筑的土料或石料夯压不实或选择不当,那么渗透到坝体内部的水分便会持续增多,出逸点和浸润线就会持续增高,如处理的不不及时,就可能会发生漏洞、滑坡、塌坑等,所以对水库堤坝的安全和稳定危害很大,其演变过程通常是从润湿、 散浸 、集中渗漏 、管涌溃决,是一个量变到质变的过程。
  3、溢洪道渗漏
  首先,对水库大坝加高时,对原来留下的的临时的溢洪道部位没做及时科学的处理,导致在大坝结合层面上发生了渗水;其次,溢洪道位于水库大坝的土基或风化岩基上,而大坝基础又没有做较好的处理,导致在高水位时造成库水沿着溢洪道的基部向下游渗流;最后,对溢洪道与水库坝体的导水墙和底板结合部,没有做科学的防渗处理,导致高水位泄洪时,水流向坝体一侧渗流。
  二、水库大坝防渗的措施
  1、垂直防渗措施
  水库防渗加固常用的一项措施,就是要基于水库的水文和施工工程的地质条件。来对坝体进行处理、 对坝基进行整体防渗,建造水库的防渗墙可从坝顶, 直达基岩,水库墙的两端可以和岸坡防渗设施或者水库岸边的基岩相连接,而水库墙的下部要深深地嵌入新鲜岩层或弱风化基岩。如果仅仅只是处理坝基防渗,那么水库防渗墙的上部应该和坝体的防滲体紧紧相连,并相互嵌入一定的深度。在对这些问题的处理中只要严格控制质量,是能达到彻底截断渗透水流的目的的。
  2、水平防渗措施
  严密检查水库地基及坝址工程的水文地质状况,是加固水平防渗铺盖前,必须首先做的一项必备工作,也是做好防渗加固的先决条件。为了科学的判定加固防渗铺盖的详细尺寸、具体范围、铺盖下层是否需要增加反滤层、是否有软弱基础层需处理,就必须科学严谨的勘察,分析水库大坝基石沙砾平面的空间分布情况、分布的规律、分布的层次性质及水库下地下水的流动特性和渗透的途径特点等,只有做好了各方面的准备,才能应对可能发生的问题。在施工中,必须仔细调查防渗加固材料的来源、级配、最优含水量、最大干容重、允许的坡降和渗透的系数等。我们需在防渗加固铺盖时,首先,要对勘探实验的资料进行详细的制作,其次,要做好水库大坝地基下覆盖积层的地质削面图,还要更深层次的查明渗透的系数和允许渗透坡降、及各层颗粒的级配。概括来说应满足以下几个条件一是对铺盖下卧冲积层渗透坡降的要求,不能超过冲积层土沙规定的允许渗透坡降,满足地基的渗透稳定性;二是为了铺盖填土渗透的稳定,那么通过铺盖的渗透坡降要在铺盖土的规定坡降以下;三是为了达到渗流出口的稳定性,在下游渗流出溢出的剩余水头,不能产生渗透的破坏性;四是为了达到渗流的损失量最小,那么渗流量就要小于规定的损失量。在上述四个要求中,最重要的便是第一要求。为了达到上述四个要求,在对水库科学正确的防渗加固设计时,就要制定补强的厚度、长度、渗透性和密实性。
  3、加大水库大坝反滤排水体的修筑,加强大坝的防渗措施
  为了确保坝坡的稳定性,笔者认为可采用通过改善斜向排水的设计,控制浸润线,并优化贴坡剖面的体型,及无纺土工布反滤排水体设计方法。首先是要控制细粒土的稳定性,确保无纺土工布有效孔径要小于被保护坝体土料的粒径,其中被保护坝体土料的粒径大小可根据绘制出土料筛分曲线、坝体取样试验结果之后予以确定;其次是为了保证滤层良好的透水性能,对无纺土工布的渗漏系数要求,必须要在5倍被保护坝体土渗漏系数以上;再次是根据坝趾堆石棱体的顶宽、顶部高层,构造排水体,来确定下游坝坡挖出原有坝坡土的高程、挖深,以控制斜坡的比例,然后通过新的坝内排水体和新坝趾棱体的连接,将原有的排水棱体包围在新的坝趾棱体内,将每平方米400克的针刺无纺布铺设在碎石层面上,同时保护下游坡面的草皮。
  4、提高水库大坝地质勘察的水平,加强大坝的防渗措施
  首先,在地质勘察阶段,主要面对水库大坝工程地质问题,对问题进行调查和分析论证。其次,在形成性研究报告阶段,主要针对水库大坝构造的牢固性,对水库、坝址及其他建筑物进行勘察,制定最初的设计阶段的方案。
  首先,必须对水库大坝区构造的稳定性要进行详细科学的勘察,根据可行性研究报告方案,一是为了确定岩土形成的年代,以及掩体的性质特点等,需对水库区域内侵入岩、喷出岩、变质岩、沉积岩等的分布范围进行勘察,;二是搜集区域快活断层的分布、历史地震、现代地震活动等资料,分析水库区域构造的背景;三是为了全面评估区域的地震安全性,需绘制适当比例的区域综合地图和构造纲要图,对区域构造的稳定性开展专题活动研究。
  其次是对水库区域工程地质勘察,一是发现威胁水库建造的潜在威胁因素,如坍岸、泥石流、不稳定岸坡等;二是调查水库岩体区域的含水层和隔水层,提取区域内的水文地质材料,判断水库渗漏的部位;三是加大水库工程方案渗漏问题的研究,并相应作出科学的评估。
  再次是对水库坝址工程地质的勘察,为了对坝址地层的岩性予以确定,需通过分析水库周围地形地貌特征,特别是要注意粉细砂、软土、湿陷性黄土、膨胀土等分布的状态,同时为了判断坝肩岩体的稳定情况,需详细调查水库坝体中不稳定岩体和泥石流的分布规模,与此同时,对水库坝址重点勘察范围应包括水库坝址区域内可能发生渗漏的所有地段,譬如强透水岩层等,最后是对坝址重大地质问题做出初步评价。
  三、结束语
  渗漏是水库堤坝的常见病、多发病,也是水工程管理单位的心腹之患。通常情况下,有一个从局部散浸渗水到集中渗漏塌方溃决,这是一个量变到质变的过程;对此,务必不能掉以轻心,俗话说:“千里金堤,溃于蚁穴”,因此,必须治早、治好、抓早、抓了。合山市从1998年起,先后对全市8座水库进行了普查和防治工作,在摸清情况、查明病因后,制订相应的除险防渗加固方案,并建立和健全工程的资料档案,然后结合标准化水库和标准堤建设,根据轻重缓急,分期分批进行治理。由于处理得力,全市水库的防渗加固工作取得了巨大的成绩,根除了水库存在的安全隐患。
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