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四川省凉山彝族自治州会东县水务局
摘要:水库渗漏问题是水库大坝工程中十分严重的工程危害,水库大坝渗漏对于工程质量有着重要影响,因而有必要对水库大坝的渗漏加强研究,对其渗漏原因进行详细分析,并积极探讨相应的防治措施。本文主要对水库大坝的渗漏原因进行了分析,并针对性提出了相关防治措施,以期能够为水库大坝工程的建设提供有益建议。
关键词:水库大坝;渗漏;防治措施
随着电力工程的发展,水库大坝工程的规模越来越大,水库大坝工程的质量就成为工程中的关键,而水库大坝渗漏一直以来是影响水库工程的重要原因,因而如何有效防治水库大坝渗漏问题,对于维持和延长水库大坝寿命具有重要价值。
一、水库大坝存在的破坏隐患
水库大坝长久受到河流、山体等压力的冲击,使得水库大坝在长久使用过程中会出现一定的病害,主要包括变形破坏和渗漏破坏,其中渗漏破坏主要是大坝基体下渗漏的水流,会使大坝本身的某些颗粒发生移动,导致大坝基体部分结构会出现变化,导致渗漏的发生。而变形破坏则是在渗流的冲击下大坝本身抗剪强度降低,使得坝体某些部位出现不均匀的裂缝、变形或下滑,导致形成崩岸、滑坡等变形形式。由此可见,渗漏问题是导致水库大坝寿命降低,经济效益下降的主要原因,大坝渗漏会使坝体软弱结构面的强度降低,是坝体中的某些断裂带或岩土的结构发生变化,导致变形发生。而随着时间的推移,大坝周围的相邻低谷和洼地扬压力会增加,使得下游地的水位抬升,淹没建筑物的地基。
二、水库大坝渗漏的原因
渗漏问题对水库大坝的稳定性影响极大,有研究表明,有40%的大坝是因为渗漏导致的变形,同时水库大坝中的很多问题,例如减压井淤塞、地表塌陷、供水井淤塞、软弱夹层等都是由于渗漏变形造成的,而造成水库大坝渗漏的原因不同坝体不同,总的来说一般存在以下几个方面的原因:
1、坝体质量不过关。坝体质量直接关系着大坝的使用寿命,同时也是直接造成渗漏问题的主要原因。目前很多大坝出现渗漏问题有很大一部分是由于当时的条件有限,在进行大坝工程施工过程中,对于坝肩岸坡和坝基的处理不彻底,导致坝体的主副部分落在了河床的冲击层上,而坝斜墙结合槽的主副部分也落在了淤泥覆盖层上,这就使得大坝的主副部分结构容易发生变化,力的平衡容易被打破,导致渗漏的发生。再者,在施工过程中大坝所使用的填充物质量不过关,大坝斜墙的填土中包含大量的砂和砾石,且成分比较杂乱,含有很多中细砂、淤泥、草根、沙壤土、粘土团等,这种填土在强度上不够,渗透系数和干密度均未达到大坝设计要求,从而容易导致渗漏问题的发生。再者,在施工过程中主坝体所使用的堆石成分主要包括流纹岩、凝岩等,其强度均较低,稍微用力即能够挤碎,而块径较小,结构较为松散,块石容易碎裂,导致主坝体在长期渗流冲击之下容易出现渗漏问题,给水库大坝留下了很大安全隐患。
2、坝后的渗流量较大。渗流量也是影响渗漏问题的主要方面,由于经过大坝主副部分的渗透渗流不同,基础渗透稳定性较差,导致坝体渗漏问题严重,很多大坝会出现多次被击穿的问题,给水库大坝的安全带来了极大隐患,因而如何保持大坝渗透的稳定性也是控制大坝渗漏问题的一个重要方面。
3、在设计上存在大坝超高不足问题。由于河流中的水量是根据月份不同会出现很大差别的,因而在设计阶段应该将水库水量最大的时期考虑进去,并以此来确定大坝的高度。而目前有部分大坝在设计超高上不足,当水库处在满库时期时就容易出现浪花飞越坝顶的问题,这样不能够及时阻挡风浪,给大坝在高水位时期的安全带来了隐患,也是引发渗漏问题的原因之一。
三、水库大坝渗漏防治措施
针对于上面提到的导致渗漏问题的原因,大坝施工或管理人员可以采取的防治措施主要是对大坝进行加固措施,具体来说,在加固过程中可以采取的防治方法主要有以下几点:
1、在处理地基上采用垂直防渗。这种方法比较适合于透水层和隔水层比较薄的地基,做成封闭式的防渗幕墙,这样能够有效控制坝基的扬压力和渗流量,从而减少坝基的渗漏破坏问题。具体的技术主要有两钻一抓、锯槽法、射水法等,通过封闭式幕墙能够有效阶段渗流途径,有效清除大坝中的安全隐患。但同时也会对原地下水平衡造成一定影响。这类技术并不适用于透水层和隔水层较厚的坝基,因而在采用此方法进行渗漏防治处理前应该对大坝的基体情况进行详细勘察,并充分计算相应渗流后再实施,这样能够有效提高垂直防渗的防治效果。
2、背水侧压渗盖重技术。如果大坝的背水一侧地形允许的话,可以采用压渗盖重的方法来避免在压盖范围之内发生管涌的现象。在实施前要先对后盖宽度进行计算,如果后盖宽度较长时,施工人员可以在后盖的末端设施减压井来达到缩短后盖宽度的目的,从而有效减少渗漏造成的管涌问题。这种压盖技术在实际当中的应用也比较广,由于这一技术的施工比较简单、投资比较少,且压盖后的坝基稳固性高,因而在实际大坝加固过程中得到了广泛的应用。同时,这种压盖技术的形式有很多种,可以是不透水的,也可以是完全自由排水的,在实际施工过程中,施工人员应该根据大坝的具体情况来选取不同的压盖形式,这样才能取得事半功倍的效果。
3、减压井技术。减压井是目前水库大坝加固除险中非常常见的一种技术措施,它的适用性非常广,几乎所用的管涌坝基问题都可以采用减压井来进行处理,但同时上面也提到,减压井的淤塞也是水库大坝中的常见问题,一旦减压井发生淤塞就会严重影响大坝的实际运行,甚至加重渗漏和管涌问题,因而在采用减压井技术时首先要处理的就是减压井的淤塞问题。淤塞的发生于减压井自身结构、地下水质、过滤器位置等分不开,因而施工人员在设置大坝减压井时应该注意尽量将其布置在背水一侧的坝脚周围,这样既能够控制坝基的渗流问题,又能够减少一些淤塞情况的发生。减压井常与压渗盖重联合应用,这样能够有效保证大坝加固除险过程中的安全,使大坝中渗出的水能够及时从明沟中排走,减轻渗流对大坝直接的冲击。
4、劈裂灌浆技术。劈裂灌浆方法是在将坝体沿着轴线方向劈裂后灌注泥浆,形成强度较高的防渗泥墙,堵塞坝体中本身存在的软弱层和漏洞裂缝,从而有效提高坝体自身的防渗能力。并且通过向坝体中灌注泥浆还能够有效改变坝体内部的应力分布情况,增强坝体的稳定性。这种方法比较适合本身坝体质量较差,坝体存在漏洞或裂缝情况的大坝。泥墙的厚度可控制在5到20cm左右,具体的厚度可以根据坝体本身的土质优劣、坝高、隐患性质等进行确定,制定适合大坝的泥墙类型,从而有效防止坝体渗漏的发生。
结语
渗漏问题是水库大坝工程中的常见问题,而随着近年来水坝加固技术的不断发展,在水库大坝的渗漏防治上有了很大的进步,对于出现渗漏的水库大坝应该具体分析其出现渗漏的原因,并根据原因针对性地采取相应的防治措施,从而有效维持和延长水库大坝的寿命,增加水库大壩的经济效益。
参考文献:
[1]丁周升.水库大坝渗漏原因及防治措施[J].江西建材,2011(03)
[2]马丹.水库大坝渗漏原因及加固处理[J].水利科技与经济,2010(16)
[3]邹世平,陈小林,俞晓燕.加音塔拉水库大坝除险加固技术[J].中国西部科技,2008(29)
[4]李梅华,邵蔚.皮沟水库大坝渗漏原因及防治对策[J].水利与建筑工程学报,2010(01)
[5]王兴利,刘慧民.四方山水库大坝渗漏原因分析及处理措施[J].黑龙江水利科技,2010(05)
[6]阮积波,陈令明.水库大坝渗漏产生原因及处理措施探讨[J].科技研究,2014(04)
摘要:水库渗漏问题是水库大坝工程中十分严重的工程危害,水库大坝渗漏对于工程质量有着重要影响,因而有必要对水库大坝的渗漏加强研究,对其渗漏原因进行详细分析,并积极探讨相应的防治措施。本文主要对水库大坝的渗漏原因进行了分析,并针对性提出了相关防治措施,以期能够为水库大坝工程的建设提供有益建议。
关键词:水库大坝;渗漏;防治措施
随着电力工程的发展,水库大坝工程的规模越来越大,水库大坝工程的质量就成为工程中的关键,而水库大坝渗漏一直以来是影响水库工程的重要原因,因而如何有效防治水库大坝渗漏问题,对于维持和延长水库大坝寿命具有重要价值。
一、水库大坝存在的破坏隐患
水库大坝长久受到河流、山体等压力的冲击,使得水库大坝在长久使用过程中会出现一定的病害,主要包括变形破坏和渗漏破坏,其中渗漏破坏主要是大坝基体下渗漏的水流,会使大坝本身的某些颗粒发生移动,导致大坝基体部分结构会出现变化,导致渗漏的发生。而变形破坏则是在渗流的冲击下大坝本身抗剪强度降低,使得坝体某些部位出现不均匀的裂缝、变形或下滑,导致形成崩岸、滑坡等变形形式。由此可见,渗漏问题是导致水库大坝寿命降低,经济效益下降的主要原因,大坝渗漏会使坝体软弱结构面的强度降低,是坝体中的某些断裂带或岩土的结构发生变化,导致变形发生。而随着时间的推移,大坝周围的相邻低谷和洼地扬压力会增加,使得下游地的水位抬升,淹没建筑物的地基。
二、水库大坝渗漏的原因
渗漏问题对水库大坝的稳定性影响极大,有研究表明,有40%的大坝是因为渗漏导致的变形,同时水库大坝中的很多问题,例如减压井淤塞、地表塌陷、供水井淤塞、软弱夹层等都是由于渗漏变形造成的,而造成水库大坝渗漏的原因不同坝体不同,总的来说一般存在以下几个方面的原因:
1、坝体质量不过关。坝体质量直接关系着大坝的使用寿命,同时也是直接造成渗漏问题的主要原因。目前很多大坝出现渗漏问题有很大一部分是由于当时的条件有限,在进行大坝工程施工过程中,对于坝肩岸坡和坝基的处理不彻底,导致坝体的主副部分落在了河床的冲击层上,而坝斜墙结合槽的主副部分也落在了淤泥覆盖层上,这就使得大坝的主副部分结构容易发生变化,力的平衡容易被打破,导致渗漏的发生。再者,在施工过程中大坝所使用的填充物质量不过关,大坝斜墙的填土中包含大量的砂和砾石,且成分比较杂乱,含有很多中细砂、淤泥、草根、沙壤土、粘土团等,这种填土在强度上不够,渗透系数和干密度均未达到大坝设计要求,从而容易导致渗漏问题的发生。再者,在施工过程中主坝体所使用的堆石成分主要包括流纹岩、凝岩等,其强度均较低,稍微用力即能够挤碎,而块径较小,结构较为松散,块石容易碎裂,导致主坝体在长期渗流冲击之下容易出现渗漏问题,给水库大坝留下了很大安全隐患。
2、坝后的渗流量较大。渗流量也是影响渗漏问题的主要方面,由于经过大坝主副部分的渗透渗流不同,基础渗透稳定性较差,导致坝体渗漏问题严重,很多大坝会出现多次被击穿的问题,给水库大坝的安全带来了极大隐患,因而如何保持大坝渗透的稳定性也是控制大坝渗漏问题的一个重要方面。
3、在设计上存在大坝超高不足问题。由于河流中的水量是根据月份不同会出现很大差别的,因而在设计阶段应该将水库水量最大的时期考虑进去,并以此来确定大坝的高度。而目前有部分大坝在设计超高上不足,当水库处在满库时期时就容易出现浪花飞越坝顶的问题,这样不能够及时阻挡风浪,给大坝在高水位时期的安全带来了隐患,也是引发渗漏问题的原因之一。
三、水库大坝渗漏防治措施
针对于上面提到的导致渗漏问题的原因,大坝施工或管理人员可以采取的防治措施主要是对大坝进行加固措施,具体来说,在加固过程中可以采取的防治方法主要有以下几点:
1、在处理地基上采用垂直防渗。这种方法比较适合于透水层和隔水层比较薄的地基,做成封闭式的防渗幕墙,这样能够有效控制坝基的扬压力和渗流量,从而减少坝基的渗漏破坏问题。具体的技术主要有两钻一抓、锯槽法、射水法等,通过封闭式幕墙能够有效阶段渗流途径,有效清除大坝中的安全隐患。但同时也会对原地下水平衡造成一定影响。这类技术并不适用于透水层和隔水层较厚的坝基,因而在采用此方法进行渗漏防治处理前应该对大坝的基体情况进行详细勘察,并充分计算相应渗流后再实施,这样能够有效提高垂直防渗的防治效果。
2、背水侧压渗盖重技术。如果大坝的背水一侧地形允许的话,可以采用压渗盖重的方法来避免在压盖范围之内发生管涌的现象。在实施前要先对后盖宽度进行计算,如果后盖宽度较长时,施工人员可以在后盖的末端设施减压井来达到缩短后盖宽度的目的,从而有效减少渗漏造成的管涌问题。这种压盖技术在实际当中的应用也比较广,由于这一技术的施工比较简单、投资比较少,且压盖后的坝基稳固性高,因而在实际大坝加固过程中得到了广泛的应用。同时,这种压盖技术的形式有很多种,可以是不透水的,也可以是完全自由排水的,在实际施工过程中,施工人员应该根据大坝的具体情况来选取不同的压盖形式,这样才能取得事半功倍的效果。
3、减压井技术。减压井是目前水库大坝加固除险中非常常见的一种技术措施,它的适用性非常广,几乎所用的管涌坝基问题都可以采用减压井来进行处理,但同时上面也提到,减压井的淤塞也是水库大坝中的常见问题,一旦减压井发生淤塞就会严重影响大坝的实际运行,甚至加重渗漏和管涌问题,因而在采用减压井技术时首先要处理的就是减压井的淤塞问题。淤塞的发生于减压井自身结构、地下水质、过滤器位置等分不开,因而施工人员在设置大坝减压井时应该注意尽量将其布置在背水一侧的坝脚周围,这样既能够控制坝基的渗流问题,又能够减少一些淤塞情况的发生。减压井常与压渗盖重联合应用,这样能够有效保证大坝加固除险过程中的安全,使大坝中渗出的水能够及时从明沟中排走,减轻渗流对大坝直接的冲击。
4、劈裂灌浆技术。劈裂灌浆方法是在将坝体沿着轴线方向劈裂后灌注泥浆,形成强度较高的防渗泥墙,堵塞坝体中本身存在的软弱层和漏洞裂缝,从而有效提高坝体自身的防渗能力。并且通过向坝体中灌注泥浆还能够有效改变坝体内部的应力分布情况,增强坝体的稳定性。这种方法比较适合本身坝体质量较差,坝体存在漏洞或裂缝情况的大坝。泥墙的厚度可控制在5到20cm左右,具体的厚度可以根据坝体本身的土质优劣、坝高、隐患性质等进行确定,制定适合大坝的泥墙类型,从而有效防止坝体渗漏的发生。
结语
渗漏问题是水库大坝工程中的常见问题,而随着近年来水坝加固技术的不断发展,在水库大坝的渗漏防治上有了很大的进步,对于出现渗漏的水库大坝应该具体分析其出现渗漏的原因,并根据原因针对性地采取相应的防治措施,从而有效维持和延长水库大坝的寿命,增加水库大壩的经济效益。
参考文献:
[1]丁周升.水库大坝渗漏原因及防治措施[J].江西建材,2011(03)
[2]马丹.水库大坝渗漏原因及加固处理[J].水利科技与经济,2010(16)
[3]邹世平,陈小林,俞晓燕.加音塔拉水库大坝除险加固技术[J].中国西部科技,2008(29)
[4]李梅华,邵蔚.皮沟水库大坝渗漏原因及防治对策[J].水利与建筑工程学报,2010(01)
[5]王兴利,刘慧民.四方山水库大坝渗漏原因分析及处理措施[J].黑龙江水利科技,2010(05)
[6]阮积波,陈令明.水库大坝渗漏产生原因及处理措施探讨[J].科技研究,2014(04)