土石坝的坝身防渗
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土石坝防渗变形的处理措施一、背景介绍土石坝是一种常见的水利工程建筑物,其主要功能是防洪、蓄水和发电等。
然而,土石坝在长期使用过程中,会出现防渗性能下降和变形等问题,严重影响其安全性和使用寿命。
因此,对土石坝的防渗变形问题进行处理是十分必要的。
二、土石坝防渗变形原因1. 土壤基础不稳定2. 建造质量不佳3. 水压作用过大4. 外部环境影响三、土石坝防渗变形处理措施1. 采用加固措施(1) 加固土体:通过加强土体的密实度和强度来提高土体的稳定性。
(2) 加固堤体:对堤体进行加固处理,如加厚堤顶、加宽堤脚等。
(3) 加固基础:通过对基础进行处理来提高基础的承载能力。
2. 采用抗渗措施(1) 采用隔离层:在堆筑土石坝前,在原地面上铺设隔离层材料,以防止水从土壤中渗透。
(2) 采用排水系统:通过设置排水管道和排水孔等设施,将坝体内的积水及时排出,降低坝体内的水压力。
(3) 采用防渗帷幕:在土石坝的下游面或周边设置防渗帷幕,以防止水从土壤中渗透。
四、具体实施步骤1. 前期准备(1) 对土石坝进行全面检查和评估。
(2) 根据检查结果确定采取何种措施进行处理。
(3) 编制详细的工程方案和施工图纸。
2. 施工前期准备(1) 确定施工区域,并对其进行清理和平整处理。
(2) 准备所需材料、设备和人员,并对其进行检查和调试。
3. 加固措施实施(1) 加固土体:通过压实、振动加固等方式提高土体密实度和强度。
(2) 加固堤体:对堤顶、堤脚等进行加固处理,如加宽、加高等。
(3) 加固基础:通过注浆、灌浆等方式提高基础承载能力。
4. 抗渗措施实施(1) 采用隔离层:在原地面上铺设隔离层材料,如高密度聚乙烯膜等。
(2) 采用排水系统:设置排水管道和排水孔等设施,将坝体内的积水及时排出。
(3) 采用防渗帷幕:在土石坝的下游面或周边设置防渗帷幕,如钢筋混凝土帷幕等。
5. 施工后期处理(1) 对加固和抗渗措施进行检查和评估。
(2) 对施工现场进行清理和整理处理。
重⼒坝、拱坝、⼟⽯坝三种坝体的防渗处理重⼒坝、拱坝、⼟⽯坝三种不同坝体的防渗处理摘要:分析重⼒坝、⼟⽯坝、拱坝出现渗漏原因,采取相应措施⼀、重⼒坝渗漏分析与防渗处理⼀)、重⼒坝渗漏分析1、重⼒坝是⽤浆砌⽯(grouted rubble)或者混凝⼟(concrete)材料建筑⽽成的挡⽔建筑物,其剖⾯⼀般做成上游⾯近于垂直的三⾓形断⾯,主要依靠坝体的重量,在坝体和地基的接触⾯产⽣抗剪强度或者摩擦⼒,来抵抗⽔库的⽔平推⼒,以达到稳定的要求;同时,也依靠坝体的⾃重产⽣的压应⼒,来抵消由于⽔压⼒所引起的坝体上游侧的拉应⼒,以满⾜坝⾝强度的要求。
2、由于混凝⼟与岩体都是透⽔材料,加上施⼯⽅法、施⼯过程存在差异,故此渗流不可避免⼆)、重⼒坝防渗处理地基处理时重⼒坝防渗处理的关键,坝基的固结灌浆和帷幕灌浆是坝基防渗处理的主要措施。
1、重⼒坝坝基固结灌浆1)、⽬的:△减少坝基的渗透性(permeability),减少渗透量;△提⾼基岩的整体性和弹性模量(modulus of elasticity),减少基岩受⼒后的变形(deformation);△提⾼岩体的抗压强度和抗剪强度;△在帷幕灌浆前的固结灌浆,可提⾼帷幕灌浆的灌浆压⼒。
2)、固结灌浆的设计:①灌浆范围:依坝⾼和岩基裂隙分布情况⽽定。
—⾼坝或者裂隙发育,坝基全部灌浆,并适当加⼤范围。
—裂隙很不发育,只在坝踵或者坝趾处灌浆—只在坝踵处固结灌浆,以加⼤帷幕灌浆的压⼒—溶洞、溶槽部位,除回填外,应对顶部及周围进⾏固结灌浆。
②排孔形式:梅花形或者⽅格形,对较⼤的断层和裂隙应专门布孔。
③间距:根据地质条件,并参照灌浆试验确定,⼀般为3~6m④孔深:⼀般为5~8m,局部区域及坝基应⼒较⼤的⾼坝基础,可适当加深,帷幕灌浆区附近,与帷幕灌浆配合,可适当加深,⼀般为8~15m。
⑤灌浆压⼒:以不掀动岩⽯为原则,取较⼤值。
施⼯时,应加强监测。
⼀般⽆盖重时0.2~0.4Mpa,有盖重时0.4~0.7Mpa 2、重⼒坝坝基帷幕灌浆1)、⽬的:降低坝底渗透压⼒;防⽌坝基内产⽣机械或者化学管涌;减少坝基和坝肩渗透流量2)、灌浆材料的选择:①⽔泥灌浆●裂隙宽度>0.1mm,地下⽔流≮600m/昼夜,地下⽔对⽔泥⽆危害性的侵蚀作⽤,采⽤⽔泥灌浆。
土(土石)坝防渗治漏工程措施摘要:在目前已成水利蓄水枢纽中,绝大多数是利用粘土防渗,由于粘土防渗体积庞大,施工质量难以保证,往往留下许多隐患,使工程一蓄水就出现渗漏,从而形成病险工程。
我县的土坝、土石混合坝占总数81座的90%以上,其中:因渗漏造成的病险水库占66%。
根据多年的病险水库整治经验总结,特介绍几种实用的防渗治漏工程措施。
关键词:水库防渗工程措施当前,绝大多数已成水库均建于上世纪60—80年代,由于受当时的设计水平和施工技术的限制,大多数为粘土防渗土坝或土石混合坝,水库蓄水后,在水压力作用下,渗流对土体产生渗流作用力,流力作用于无粘性土的颗粒以及粘性土的骨架上,使其失去平衡,产生各种形式的渗透变形,直至产生渗透破坏,使水库出现各种病险而无法正常发挥效益,相反还要浪费大量人力物力确保防洪度汛安全,据统计,因渗漏造成大坝不安全的约占病险水库总数的60%以上,所以,合理的防渗治漏工程措施是保证水库除险加固成功的关键。
土坝和土石坝常见的渗透破坏按部位主要分坝体(或坝基)渗漏、坝肩接触渗漏和绕坝渗漏。
针对不同部位、不同坝体结构以及渗漏范围大小,在正确分析渗漏原因的基础上合理采用最有效、最节省、最方便的工程措施,达到除险加固工作事半功倍是我们的根本目的,为此特介绍三种比较适用的防渗治漏工程措施。
一、粘土防渗治漏粘土是传统的防渗材料,但在已成水库附近一般难以找到高质量的粘土,大多只能在耕作区开采,一般运距较远,加之土地要有偿征用,所以,粘土成本较高,且用量受到限制,仅仅适用于粘土需用量较少的情况。
粘土防渗治漏的原理和施工要求与新建土坝一样,利用“上堵下排”的原理,对坝轴线上游被破坏及松动的粘土进行开挖,然后用优质粘土进行夯筑回填,使之与老坝有机结合共同形成防渗体。
回填施工严格按碾压土石坝旌工技术规范的有关要求进行,严格控制粘土质量和碾压质量,处理好边界接触部位的衔接。
为使新旧土体紧密结合,防止交结面因不均匀沉陷和收缩形成裂缝,应将老坝体开挖成阶梯状,分层夯实。
水利工程土石坝工程渗漏原因及施工中的渗流控制措施摘要:水利工程中,土石坝是常见的工程项目,在施工过程中土坝及地基中的渗流,由于其机械或化学作用,可能使土体产生局部破坏,称为“渗透破坏”,严重的渗透破坏可能导致工程失事,因此必须加以控制本文就针对土石坝的渗流进行分析,并给出了防治措施。
关键词:土石坝;渗流;控制理论土石坝是目前水利工程建设工程中应用最为广泛和发展最快的一种坝型。
与其他坝型相比较,无论从经济方面还是从施工方面,土石坝具有绝对的优势,据不完全统计,中国土石坝数量占到大坝总数的 93%。
但土石坝建设最大的病害即是渗漏,如何控制和预防渗漏是土石坝工程建设中最主要的工作之一。
1.土石坝工程渗漏的常见类型及原因分析1.1 土石坝坝体渗漏的原因随着水利工程的大力开发建设,工程的质量问题时有发生,特别是水库、坝体的渗漏问题,在洪水来临之时无法形成很好的挡护,给人们的生命和财产安全带来了很大的危害。
坝体渗漏,因坝身防渗体裂缝或者坝体施工质量等问题形成渗漏的集中通道,从而形成管涌,渗水逸出点或逸出面通常出现在下游坝坡和坝脚。
引起坝体渗漏产生的主要原因有:一是坝体单薄或土料透水性大;二是筑坝质量差,如铺碾压不实或漏压、土过厚、粘土心墙或斜墙层面结合不好等;三是反滤设施质量差,未按设计要求铺设反滤层,土石混合坝未设过渡层;四是坝后反滤排水体高度不够;五是坝下涵管、埋管的外壁与土体结合部回填不密实,涵洞未做截流环;六是坝体不均匀沉降引起的横向或水平裂缝,可能引起坝体集中渗透破坏。
1.2 土石坝坝基渗漏的原因坝基渗漏通常是由于强透水性的坝基处理不当,或坝基未作防渗处理,或坝基防渗设施失效而产生的。
引起坝基渗漏产生的主要原因有:一是缺少合理的防渗措施,在砂卵石基础上坝前未做铺盖,或铺盖长度及厚度不够、质量不好被水压击穿,或者对强透水基础,坝体与坝基部位未做截水槽、截水墙;二是库内粘土铺盖下未设反滤层,渗水压力破坏了铺盖;三是坝基清理不彻底,在进行坝基施工前未按相关规定把坝基清理干净,部分杂草、树根残留,严重影响了层面之间的贴合度,所以导致渗水发生;四是水库管理问题:由于非法施工和人为原因造成了水库天然铺盖的破坏,导致坝基渗水。
土石坝防渗处理措施1. 引言土石坝是一种常见的水利工程结构,用于堵塞河流、沟渠等水体,形成蓄水或调节水流的功能。
然而,土石坝常常面临着渗漏问题,导致水资源的浪费和土石坝的稳定性降低。
因此,对土石坝进行防渗处理是非常重要的。
本文将介绍土石坝防渗处理的常见措施,包括土壤改良、防渗材料的选用和防渗控制措施等。
2. 土壤改良土壤改良是土石坝防渗处理的重要手段之一。
通过改良土壤的物理性质和化学性质,降低土壤的渗透性和渗漏量。
2.1 土壤加固土壤加固是改良土壤的常用方式之一。
常见的土壤加固方法包括夯实、振动加固和压实等。
这些方法可以增加土壤的密实度和抗渗性能,减少土壤的渗流路径,从而降低渗漏风险。
2.2 土壤改质土壤改质是通过添加特殊材料改变土壤的性质,增加土壤的抗渗能力。
常见的土壤改质材料包括粘土、水泥和石灰等。
添加这些材料可以提高土壤的黏聚性和胶结性,减少渗漏通道的存在。
3. 防渗材料的选用防渗材料的选用是土石坝防渗处理的关键步骤之一。
根据不同的工程需求和条件,选择合适的防渗材料可以有效降低土石坝的渗漏风险。
3.1 高分子材料高分子材料是一种常见的防渗材料,其具有良好的密封性能和抗渗能力。
常见的高分子材料包括土工合成材料(如土工膜)、橡胶和聚合物等。
这些材料可以在土石坝表面构筑防渗层,防止水分通过材料的渗透。
3.2 岩石防渗材料岩石防渗材料主要是指以岩石为基础的防渗材料,如膨润土、黏土和矿渣等。
这些材料具有较高的渗透阻力和抗渗能力,适用于土石坝的防渗处理。
4. 防渗控制措施除了土壤改良和防渗材料的选用外,还需要采取一些防渗控制措施来进一步提高土石坝的防渗能力。
4.1 排水系统排水系统是一项重要的防渗控制措施,用于排除土石坝内部的渗漏水。
常见的排水系统包括水平排水系统和垂直排水系统。
水平排水系统通过水平布置的管道将渗漏水引导到集水井或泄洪道中,而垂直排水系统通过垂直布置的排水墙或排水井来排除渗漏水。
4.2 堤面防渗层堤面防渗层是构筑在土石坝表面的防渗层,用于防止渗漏水的进入。
水库大坝渗流问题及防渗措施摘要:随着我国社会经济的蓬勃发展,国内的水利工程项目也随之逐渐扩大规模。
渗流一直以来是影响水库大坝安全的重要问题,主要影响因素包括地质条件差、坝基岩体不连续或是坝体填筑材料。
目前主要的处理措施包括在基础下设置灌浆帷幕、在黏土芯接触面设置反滤层、坝体下游设置排水沟、坝址处设置防渗墙等。
由于基础材料力学性能不同、水力压裂、不均匀沉降等问题,坝体易形成裂缝并进一步加剧渗流问题,形成渗流通道,故预防水库大坝渗流的关键点就在于排水。
关键词:水库大坝;渗流问题;防渗措施引言水库大坝运行期间可能会出现渗流问题,从而威胁其安全。
需要认真研究和切实解决的危险问题,例如渗流问题、高速流引起的冲刷和侵蚀、沉积物和碎屑堵塞出口设施,甚至堵塞出口结构(如溢洪道)的闸门。
本文通过总结水库大坝渗流问题及防渗措施,预防水库大坝出现问题。
1水库大坝渗流问题1.1土石坝渗流问题所有的土石坝都有一定的渗漏,由于水库中的水通过坝体及其基础寻找阻力最小的路径,可能会对水库大坝安全造成一些危害。
如果处理和控制不当,渗流可能导致水库大坝溃决。
如果允许大量渗流继续不受阻碍,则渗透力可能会侵蚀细土颗粒,并将其冲出,导致水库大坝在内部侵蚀过程中管涌破裂,或产生隆起问题。
因此,渗流可能被视为土石坝最常见的事故,许多土石坝的失效记录在水库大坝失效登记册中。
应在设计阶段对此类危险进行防护,如果在水库大坝寿命期内出现,则必须仔细调查该情况,并应尽早采取必要的补救措施,以防止其发展为破坏条件。
通过坝体的渗流可能出现在下游面、坝趾上方或下游桥台的任何位置。
在这种情况下,应降低潜水面,以将其出口点限制在坝体内。
建造大型水坝的需要导致了分区填水坝的发展,其中可以使用不同类型的土壤材料并以防止渗漏的方式放置。
首先,中间的不透水岩芯可以是粘土,也可以是混凝土或沥青混凝土,将作为主要的防渗措施。
在岩芯的上游和下游侧,还应设计过滤区,以防止地震、沉降或水力压裂造成的岩芯裂缝中的任何残余渗流或泄漏。
土石坝是一种挡水建筑物,由土料、石料或混合料经过抛填、碾压方法填筑而成。
根据不同的分类标准,土石坝有不同的分类方法。
按照坝高分,土石坝可分为低坝(30m以下)、中坝(30~70m之间)和高坝(70m以上)。
按照施工方法分,土石坝可分为碾压土石坝、水力冲填坝、定向爆破坝和水中倒土坝。
其中碾压土石坝可分为均质坝、防渗体分区坝(土质防渗体分区坝、非土质防渗体分区坝)。
土石坝的防渗结构主要包括防渗体和排水体。
防渗体是土石坝的重要组成部分,主要作用是减少通过坝体和坝基的渗流量,降低浸润线,增加下游坝坡的稳定性,降低渗透坡降,防止渗透变形。
防渗体一般设在坝体中央或稍向上游的,按其位置可分为心墙或斜墙两种。
心墙一般布置在坝体中部,斜墙在坝体上游。
防渗体材料可根据实际情况选择黏性土、砂质黏土、黏土混凝土等。
除了防渗体之外,土石坝还需要设置排水体。
排水体的作用是降低浸润线,减少渗透变形,同时也有助于防止下游坝坡出现集中渗流的现象。
排水体的设置位置一般在下游坝脚处,材料一般为砂砾石或碎石。
此外,为了保护土石坝的安全,还需要设置护坡。
护坡的作用是防止水流冲刷、风浪冲击和冰冻等自然因素对土石坝的破坏。
护坡材料可根据实际情况选择干砌块石、浆砌块石、混凝土板等。
土石坝工程坝体防渗技术综述在土石坝工程中,防渗技术一直被认为是最为关键的技术之一,但是在我国的土石坝工程中,时常会出现防洪标准过低,施工质量较差的问题,造成防渗体系的破坏,最终发生水库失事问题。
在文章中,就将对土石坝坝体的防渗漏技术体系进行介绍,从而为我国土石坝工程的施工提供参考。
标签:土石坝工程;坝体;防渗技术1 概述从我国全国范围来看,已经建成或者在建的水库主要就是使用土石坝,而水库的质量与安全将关系着整个城市的防洪、发电、供水以及水产养殖等多方面的效益。
但是通过报道与数据调查可以了解到我国在二十世纪六十年代时期建设的水库,在土石坝的质量以及防渗方面都是非常落后的,对人民的生命财产安全以及国家的发展产生了直接的影响。
但是随着我国科学技术的不断发展,在土石坝防渗技术方面取得了显著的发展。
接下来的内容中就将对我国土石坝工程中所使用的防渗技术进行总结。
2 土石坝坝体防渗技术2.1 劈裂灌溉防渗技术所谓劈裂防渗技术就是在土石坝施工过程中,使用一定的压力间将坝体沿着轴线小主应力进行劈开,在劈开的缝隙中灌溉泥浆,从而形成一个十公分左右厚的连续泥墙。
在灌溉泥浆的同时,泥浆对坝体起到了一定的湿化作用,从而使坝体发生沉陷,提高坝体的密实程度。
通过劈裂灌浆技术的应用,不仅仅使得土石坝的防渗效果得到提高,同时也对坝体进行了加固。
作为一种有效的防渗技术,劈裂灌溉技术的应用也是非常简便的,能够就地取材,施工过程较为简便,施工成本小,所以成为了土石坝工程施工中最为常用的防渗技术。
在劈裂防渗技术推广的最初,技术规范要求土石坝为五十米以下的均质坝以及宽心墙坝,施工过程中也需要在低水位的时候进行。
但是随着该技术的不断优化与改善,施工规范与施工环境也得到了提高,现在在超过五十米的坝体中也能够进行应用,同时也实现了高水位的施工,在对坝体进行劈裂的基础上,也能够对坝基进行劈裂灌溉。
并且应用该技术的土石坝不仅仅局限于均质坝与宽心墙坝,在沙坝、湿陷性黄土宽顶坝以及其他心墙坝中都能够进行施工。
土工膜坝面防渗加固措施20世纪50—70年代,我国建造了数量众多的中小型水库工程,其中拦河坝大部分为土石坝。
这些土石坝经过长期运行出现程度不同的老化现象,且受当时条件限制,通常在土石坝下部设置用于灌溉取水、放空水库等的涵管,大坝存在结构性缺陷,尤其在“大跃进”和“文化大革命”期间建造的工程,存在先天不足的问题。
最近10年中,我国实施了中小型病险水库的除险加固计划,使大量中小型病险水库重新正常运行,发挥应有的效益。
在完成防渗加固的中小型土石坝中,相当一部分采用了坝面土工膜防渗加固型式。
通过实施这些加固工程,积累了一些成功的经验,同时也存在一些不完善的环节。
本节将对这部分内容加以阐述梳理和分析。
一、土工膜坝面防渗加固需满足的一般条件(1)在坝顶高程满足规范要求的前提下,上游坝肩或防浪墙坚固,以免其破损影响防渗膜的顶端稳定。
(2)若原坝基防渗体位置不在上游坝脚处,则该处需重新设置坝基防渗体,以便与防渗膜形成坝基和坝体的完整防渗系统。
(3)上游坝坡不仅自身足够稳定,且满足坡面垫层与防渗膜之间的抗滑稳定要求。
(4)左右岸两端坡面的地形、地质条件满足防渗膜锚固的要求。
二、不同坝型(坝高30m以下)的加固措施(一)黏土心墙砂壳坝薄黏土心墙坝若采用上游坝面膜防渗加固方式,需始终保持防渗膜与之后的黏土心墙中的浸润线处于较低的位置。
若上游坝面铺设的防渗膜缺陷极少,防渗膜下游的浸润线将保持较低位置,当上游库水位较快下降时,防渗膜的抗滑稳定仍能满足规范要求。
若上游坝面铺设的防渗膜缺陷较多,通过防渗膜缺陷的渗漏水将逐渐积聚在防渗膜与原黏土心墙之间,形成较高的浸润线,当上游库水位较快下降时,防渗膜由于反向渗透压力的作用,抗滑稳定可能不满足规范要求。
所以,需要在原薄心墙上游面砂砾坝壳中设置测压管或渗压计,监测防渗膜与黏土心墙之间浸润线位置,必要时需设置集水井抽除防渗膜后的渗漏积水,保持膜后较低的浸润线。
厚黏土心墙坝不宜采用防渗膜上游坝面进行防渗加固。
堆石坝(土石坝)膜防渗设计概述一、堆石坝(土石坝)膜防渗技术进展我国应用土工膜作为水库大坝防渗主体兴起于20世纪80年代,此前一二十年主要用于大坝防渗加固工程。
80年代至90年代上半期,土工膜以PVC膜为主,其后以PE膜为主。
PE膜具有质轻、幅宽、单价低的优势,但厚度大于1mm以上的呈板状,较难适应复杂运行与复杂施工条件。
与我国同样兴起于20世纪80年代、设计与建造已达到国际先进水平的混凝土面板堆石坝和碾压混凝土坝筑坝技术不同,由于国际专利保护、缺乏系统深入的国际技术交流以及国内技术研发滞后,我国土工膜防渗大坝筑坝技术在硬、软环境相对不甚完备的条件下摸索实践、持续前行。
(一)应用原理研究尽管我国对库坝防渗膜的应用机理研究尚未达到系统的程度,但长期以来一直从未停顿。
从20世纪80年代开始,一些研究机构和学者除了对防渗膜的物理力学性能进行测试研究外,对应用原理也开展了较为深入的研究。
1.阶段性梳理、总结20世纪80年代,结合长江三峡工程围堰的前期研究,一些研究机构和学者对当时国外土工膜防渗大坝的应用及其基本原理进行了较为系统的梳理和归纳[1-3],为我国水库大坝土工膜防渗工程兴起提供了应用理论基础;1994年出版了《土工合成材料应用手册》,其中关于库坝土工膜防渗工程,从理论到实践均较为贴切地反映了当时的实际技术水平[4],2000年又增添新内容后再版[5];21世纪初,对国内经过了近20年发展的库坝土工膜防渗工程技术进行了梳理和总结[6-7],发挥了承前启后的作用;2015年综述了国内外高面膜堆石坝工程技术发展,对关键技术问题进行归纳、提炼,为国内高面膜堆石坝发展提供支持[8]。
2.土工膜材料特性研究20世纪80年代,结合长江三峡工程围堰的前期研究,对高强度的加筋合成橡胶类土工膜的物理力学性能开展试验研究[9];90年代,我国土工膜的品种趋多,复合土工膜(塑料类)应用普遍,一些研究机构对不同膜型的物理力学特性及其与不同接触材料的界面特性进行了试验,取得较多测试成果[10,5];1993年由试验获知,由于膜与织物的变形模量及特征延伸率不同,两者的复合牢固度表现出完全不同的性能,当牢固度适当时就表现出拉伸变形的“蝉脱壳”效应,即复合膜最终获得纯膜的极限伸长率,十分适合施工期和运行期不同受力变形需求[11],且有利于现场拼接、修补时的织物与膜的分离;1998年试验研究表明,复合土工膜中布和膜的复合紧密程度对其力学特性有显著的影响,其中对拉伸特性影响最大,顶破特性次之,而对梯形撕裂强度的影响较小;复合土工膜中膜的变形率对复合土工膜的抗液胀性能产生正相关影响,而膜的强度和厚度的相关性很小[12]。
土石坝渗透变形的防治措施一、引言土石坝是一种常见的水利工程结构,其作用是防洪、灌溉、发电等。
然而,土石坝在长期使用过程中,由于受到自然环境和人为因素的影响,容易出现渗透变形问题。
渗透变形会导致土石坝的稳定性下降,甚至引起严重事故。
因此,在土石坝设计和施工过程中,必须采取一系列措施来防治渗透变形。
二、土石坝渗透变形的原因1. 自然因素:如地震、地质构造、气候等。
2. 人为因素:如施工质量不良、维护不当等。
3. 土体本身的特性:如土壤类型、含水量等。
三、防治措施1. 选择合适的土壤类型和质量在设计和建设土石坝时,应根据实际情况选择合适的土壤类型和质量。
要求选用具有较好抗渗性能和较高强度的材料,并进行充分的试验验证。
2. 加强基础处理在建设土石坝之前,应对基础进行加固处理,以提高基础的承载力和稳定性。
常见的加固方法有灌浆加固、钻孔注浆等。
3. 采用防渗措施为了防止水分渗透到土石坝内部,应采取一系列防渗措施。
如铺设防渗膜、设置排水系统等。
4. 加强监测和维护在土石坝建成后,应加强对其进行监测和维护。
通过定期检查与维修,及时发现问题并采取措施加以解决,以保证土石坝的稳定性和安全性。
5. 加强科学管理为了确保土石坝的长期使用效益,需要加强科学管理。
包括建立健全的管理制度、规范施工标准、加强技术培训等。
四、结论通过以上措施对土石坝进行防治渗透变形,可以有效地提高其稳定性和安全性。
同时,在实际工程中还需根据具体情况进行合理调整和改进,并不断总结经验,不断完善技术手段。
土石坝是一种常见的水利工程建设工程,它可以提供防洪、供水和发电等多种功能。
然而,土石坝工程在施工过程中存在着土质防渗体施工质量控制的问题。
本文将介绍土石坝土质防渗体施工质量控制的方法和要点,以确保土石坝项目的安全性和稳定性。
一、施工前准备在进行土石坝工程的土质防渗体施工之前,必须进行充分的准备工作。
首先,需要进行详细的勘察和设计,确定土壤的类型和层位,并计算土石坝的稳定性。
其次,要进行土壤的试验和分析,以确定土壤的物理力学性质和工程特性。
然后,要制定详细的施工方案和施工组织设计,包括施工步骤、工期计划和工程量清单等。
最后,还要进行充分的材料准备和设备采购,以确保施工顺利进行。
二、施工工艺和方法在土石坝土质防渗体的施工过程中,应采用科学合理的施工工艺和方法,以确保施工质量。
首先,要控制土壤的含水量,避免施工过程中土壤过湿或过干。
其次,要采取适当的压实方法,使土壤具有足够的密实度和稳定性。
接下来,要注意施工的均匀性和连续性,避免土石坝中存在空隙和缺陷。
然后,要加强现场管理,确保施工人员的操作规范和施工设备的正常运行。
最后,要进行施工过程的监测和检测,及时发现和解决施工中存在的问题。
三、施工质量控制要点在土石坝土质防渗体施工过程中,需要注意以下几个重要的质量控制要点。
首先,要进行施工过程的质量检查和验收,确保施工符合设计要求和技术标准。
其次,要对施工现场进行定期巡查和监测,及时发现和解决施工中存在的问题。
接下来,要制定详细的施工记录和档案,包括施工步骤、施工人员和材料使用等内容。
然后,要加强施工人员的培训和技能提升,提高施工操作的准确性和效率。
最后,要进行施工质量的评估和总结,及时总结经验教训,提高施工质量和施工管理水平。
四、施工质量风险及防控措施土石坝土质防渗体施工质量的保障面临一定的风险,需要采取相应的防控措施。
首先,要对土壤进行详细的试验和分析,了解土壤的力学特性和工程性质,准确评估土石坝的稳定性和安全性。
土石坝的坝身防渗摘要: 土坝破坏来源于水和其它外力的侵袭以及土体强度的不足,其中渗流产生的坝体破坏占有较大比例,且造成的后果极为严重。
对土石坝采取防渗措施有利于土石坝的正常工作,延长使用寿命。
关键词:土坝渗流破坏控制措施渗流问题的重要性防渗加固渗透破坏土石坝是指由土、石料等当地材料填筑而成的坝,又名当地材料坝。
土石坝是一种历史悠久而又广泛应用的一种坝型。
新中国成立以来兴建的8万多座坝中,土石坝占各种坝型总数的95%以上。
土石坝的广泛应用和发展源于它的优点:①就地取材,可以节省大量水泥、钢材和木材;②适应地基变形能力较强,对地基要求低;③施工技术较简单,工序少,便于组织机械化快速施工;④结构简单,工作可靠,便于管理、维修、加高和扩建。
土石坝坝体由于散粒结构的颗粒间存在着较大孔隙,坝体挡水后,在上下游水位差的作用下,库水将经过坝体和坝基向下游渗透。
渗流对土石坝有很不利的影响,侵润线一下的饱和区的土体受到水的浮力的作用,减小了坝体的有效重量。
而且饱和状态土料的抗剪强度比干燥状态有所降低,对坝坡稳定不利。
当渗透坡降或渗流流速超过一定界限时,还会引起坝体或坝基土的渗透变形破坏。
在土石坝中,防渗体是主要的防渗结构。
防渗体包括土质防渗体和沥青混凝土防渗体。
土质防渗体是应用最广泛的防渗结构,可用作防渗体的土料范围很广。
均质坝的整个坝体都是防渗体。
分区坝堤防渗体的主要型式为心墙和斜墙。
渗流分析表明,土石坝防渗体中的水头损失并不是按直线分布的。
沥青混凝土具有较好的塑性和柔性,防渗和适应变形的能力较好,产生裂缝时,有一定的自行愈合功能,而且施工受气候的影响也小,因此适用于土石坝的防渗体材料。
在筑坝地区缺少适宜的防渗土料或采用土料施工有困难时,可考虑选用沥青混凝土心墙或斜墙。
土石坝的渗流变形主要有:管涌、流土;接触冲刷、接触流土。
形成的破坏有以下几种:①图a是砂层地基的承压水顶穿表层弱透水粉质壤土或淤泥的薄弱环节,发生局部集中渗流形成流土泉涌现象,并继而向地基的上游发展成连通的管道。
此时如果大管涌道失去拱的作用,堤坝即裂缝下沉而破坏,严重者还会在临水侧坝脚附近引起水流旋涡。
对于土坝上游黏土铺盖的裂缝失效以及河堤临水侧的河水淘刷等不利因素,均能加速破坏。
②图b是背水坡脚大面积发生小泉涌的砂土沸现象,使坡脚软化或受浮力后失去支承力而引起大滑坡,如图1所示的大圆弧所示。
发生砂沸软化的来水可能是砂基的承压水,也可能是沿弱透水覆盖层上面较透水薄层粉土渗过来的表层水。
③图c是由于堤坝本身或地基的渗流,外部出口处的管涌开始逐渐将细粒带走,直至坡面破坏。
如图所示,浸润线出渗点处的土粒首先被冲蚀沿坡面向下移动堆积于坡脚,逐渐在坡面形成局部凹陷和小沟;或者沿坝底接触面、坝体内的较透水薄层以及沿输水管外壁接触面形成集中渗流通道造成冲蚀破坏。
④图d是由于库水位骤降时孔隙水压力而发生滑坡,多在下降水位的附近坍滑。
如果临水侧受河水淘刷,就更容易造成滑坡。
导致土坝工程事故主要有渗透变形、滑坡以及裂缝,其中渗透变形是主要。
因此,土石坝的坝身防渗尤为重要。
土石坝的防渗措施主要有一下几种:1、劈裂灌浆防渗技术该技术是目前应用较为广泛、防渗效果较好的一种技术,其技术机理是在土坝中采用劈裂灌浆,使用一定的压力,使坝体沿坝轴线小主应力面劈开,灌注泥浆,并使浆坝互压,最后形成10cm~50cm厚的连续泥墙,同时泥浆使坝体湿化,产生沉陷,增加坝体的密实度,这项技术不仅起到防渗作用,也加固了坝体。
这种坝体可以就地取材,施工简便,投资省、工效高。
推广初期,技术规范要求为坝高50m以下的均质坝和宽心墙坝,并要求在低水位进行。
近年来,逐渐推广到坝高可超过50m,不仅低水位能进行,高水位也能进行;不仅可以劈裂坝体也可劈裂堤坝地基;不仅在宽心墙坝进行劈裂灌浆,也可在其它心墙坝进行。
同时,也逐步应用到湿陷性黄土宽顶坝、沙坝等。
大量研究试验结果显示,在堤坝地基附加应力场影响范围以内,沿坝轴线也有一个铅直的小主应力面,只要沿堤坝轴线布孔,进行压力灌浆,就可以实现定向劈裂,并且防渗效果很好。
2、高压旋喷灌浆技术20世纪80年代后,我国发展了高压旋喷灌浆技术,其原理是:将30—50MPa的高压水和0.7—0.8MPa的压缩空气输到喷嘴,喷嘴直径2—3mm ,造成流速为100—200m/s的射流,切割地层形成缝槽,同时由1.0MPa左右的压力把水泥浆由另一钢管输送到另一喷嘴,以填充缝槽并渗入缝壁砂砾石地层中,凝结后形成防渗板墙。
这种做法的优点是:成孔保证率高,孔斜率容易控制;固壁泥浆不盲目扩散,从而减少高压喷射的能量消耗,增加了浆液的渗透能力,提高了成墙效率;施工速度快;机具磨损少,钻具消耗低。
3、水泥帷幕灌浆水泥帷幕灌浆。
水泥帷幕灌浆是用水泥浆液灌入岩体或土层的裂隙、孔隙,形成阻水幕,以减小渗流量或降低扬压力的灌浆。
水泥帷幕灌浆通过对坝基钻孔、裂隙冲洗、压水和灌浆,可以了解基岩的透水性能,提高灌浆效果,进行有效的防渗处理;机械设备简便,施工技术成熟,容易取得理想的防渗效果。
4、化学灌浆。
化学灌浆是将浆液灌入裂缝内部并在硬化后具有一定的粘结强度,能较好地恢复混凝土结构的整体性,起到固结、防渗、改善应力传递以提高承载和抗变形能力的方法。
化学灌浆具有较好的可灌性,施工工艺要求严格,施工时要做好防护工作;浆液的胶凝时间可根据需要进行调整和控制。
主要适用于地层裂隙与孔隙较小或防渗和加固要求较高,颗粒状材料不能灌入,渗漏水流速较大,其它灌浆材料不能封堵的情况。
化学灌浆与水泥灌浆相比,其缺点包括:施工不便,需要较多的辅助材料及设备、需要较专业的施工人员、造价高、耐久性差、有一定毒性及对环境有一定影响等。
这些因素导致现在化学灌浆应用较少。
5工合成材料的应用土工膜是由高分子聚合物或沥青制成的一种相对不透水薄膜土工膜早期应用与渠道防渗,20世纪60年代后应用与土石坝,而且防渗效果良好。
应用土工膜做土石坝防渗体时,可以铺设在上游面,并在其上部和下部分别设置上垫层和下垫层,再在表面加防护层。
在土工膜使用过程中尽量使用复合型土工膜,膜厚不宜小于0.5mm ,做好底部、周边与不透水地基或岸坡的结合,一般采用锚固槽的连接方式;铺设时应保持松弛状态,以避免高压力造成的破坏。
位于福建省福清县的犁壁桥水库,坝高38.3m,背水坡多年存在大面积湿润现象。
后采用复合土工膜在土坝迎水坡作防渗层,铺设面积1845m2,工期30d,单位造价16元/m2,相当采用黏土斜墙方案投资的1/3。
其施工简便,设备少,而且这种防渗材料柔软性好,能适应坝体变形,耐腐蚀,有不怕鼠、獾、白蚁破坏等优点,处理后的水库经过3年汛期超过正常高水位,未发现湿润现象,防渗效果显著,达到了预期目的。
1.6倒挂井防渗墙加固技术采用单井开挖,先挖主井,后挖副井,相互搭接,可构成整体混凝土防渗墙。
它的优点是单井施工、土拱作用、土压力小、施工安全度高,同时单井工程量小,相应设备易解决。
缺点是由于防渗墙接缝多,副井开挖时要凿除主井接触部分混凝土,施工困难,影响进度,也不易保证质量。
现在,在原来倒挂井防渗墙加固技术的基础上加以改进创新,采用组井开挖,分序施工,相当于冲击钻槽孔式开挖,先挖单号井组,后挖双号井组,形成整体混凝土防渗墙。
这种方法比单井施工减少了接缝,保证了施工质量。
同时,利用土拱作用,施工安全,质量有保证。
1.7射水造孔技术在砂质、软土地基上建造地下混凝土防渗墙,利用高速射流建造槽孔,速度快,设备简单,造价低。
具体方法是:利用水泵及成型器中射流的冲击力破坏土层结构,水土混合回流泥沙溢出地面,同时利用卷扬机操纵成型器不断上下冲动,进一步破坏土层,切割修整孔壁,造成有规格的槽孔,且用一定浓度的泥浆固壁。
随后采用常规的水下混凝土浇筑,可建成混凝土或钢筋混凝土槽墙,利用成型器侧向特殊装置可将槽墙连接成地下连续的防渗墙。
1.8冲抓套井回填防渗墙技术该项技术利用冲抓式打井机具,在土坝或堤防渗漏范围的防渗体中造孔,用黏性土料分层回填夯实,可形成一个连续的防渗墙,截断渗流通道。
至今已有几百座水库和堤坊采用此法处理渗漏。
这项技术的关键是正确解决坝身积水“堵”与“排”的关系,完成坝体套井黏土回填,并利用冲抓钻在坝基中成功地建造防渗墙,实践证明,它具有机械设备简单、施工方便、工程量小、造价低、防渗效果好等优点。
深层搅拌连续墙深层搅拌连续墙是通过深层搅拌机将水泥浆喷入坝体并搅拌均匀,经过一系列水化离子交换与硬化等反应,形成多桩搭接且有一定强度和抗渗能力的防渗墙。
深层搅拌桩机有单头和多头之分,多头小直径桩机工效较高,一次成墙长度较长,而且一次成墙的桩之间不会出现底部分叉现象,提高了墙体的连续性和完整性。
深层搅拌法水泥土防渗墙主要适用于在砂类土、淤泥质土以及承载力,150kPa的粘性土和粉土,成墙深度<20m。
成墙质量可靠,如墙厚、墙段连接、墙体均匀性及各项性能指标均能满足设计要求,工效高、工期短,利用原土注入水泥可就地搅拌,施工造价较低,对环境污染轻。
土石坝的防渗措施除了以上之外,其渗流控制的基本原则是防、排结合,排水和反滤是其重要的组成部分。
排水的作用是控制和引导渗流,降低侵润线,加速孔隙水压力消散,以增强坝的稳定,并保护下游坝坡。
反滤层则是保护渗流出口,防止坝体和坝基发生管涌、流土等渗流变形的最直接、最有效的措施。
排水和反滤层对土石坝的安全运行是十分重要的。
坝体排水主要有一下几种形式:棱体排水,又称为滤水坝趾。
棱体排水可以降低坝体侵润线,防止坝坡冻胀和渗透变形,可支撑坝体,增加下游坝坡的稳定性,是一种可靠的排水形式。
贴坡排水,又称为表面排水。
贴坡排水结构简单,用石料较少,且便于观察和检修,可防止渗流逸出处的渗透破坏保护下游免受尾水冲刷,但未深入坝体,不能降低侵润线。
内排水等。
反滤层的作用是滤土排水,防止土工建筑在渗流逸出处遭受管涌、流土等渗流变形的破坏以及不同土层界面处的接触冲刷。
据调查统计美国206座破坏的土石坝中,由于渗漏管涌破坏者占39%,由于漫顶破坏者占27%,由于滑动及沉陷裂缝者占18%,由于反滤料流失、块石护坡下没有滤层、坝端处理不好、波浪和地震等原因破坏者占17%,由此可见渗流破坏作用的严重性。
我国在20世纪90年代初的统计资料,全国存在渗漏问题比较严重的大型水库有132座,遍及各省,其中土石坝渗漏的就有106座,约占80%。
因次土石坝的防渗尤为重要。
对于土石坝的病害我们要通过相关的手段进行防治以及治理,增长土石坝的使用寿命。
同时,在土石坝的设计过程中,要对地质、水文等条件充分考虑,提前做出土石坝的防渗措施,在施工过程中,利用相关技术措施,提前对土石坝进行防渗处理。