探析土石坝除险加固设计问题
- 格式:doc
- 大小:32.00 KB
- 文档页数:6
关于某中小型水库的土石坝除险加固设计方案分析本文在分析论述过程中,主要结合我国某中小型水库土石坝中存在的具体险情以及除险加固原则、结构总体布设方式和具体整改措施等进行了全面论述,以此确保水利工程长期安全运行,旨在为该中小型水库灌溉以及养殖和防洪等综合效效益的充分发挥奠定技术基础。
标签:中小型水库;土石坝;除险加固;设计方案前言该水利工程大约建设于20世纪50年代,水库集水实际面积为43km2,总库容为1565万m3,设计灌溉面积为5.5万亩。
该小型水库土石坝的主要功能是灌溉,同时集养殖与防洪为一体。
该中型水库枢纽工程主要结构分为大坝以及溢洪道和输水涵管三个部分,其中大坝结构为土质结构,大坝长与高分别为668m与18m。
坝顶实际宽度在3.5-6m之间;其中,在大坝的右岸有两道溢洪道,均通过开敞式无闸门系统进行结构控制。
该水库输水涵管的管位主要位于该土石坝大坝桩号K0+526的部位,并采用管径与管长分别为1.5m与85m的现浇钢筋砼圆形涵管进行总体结构布置。
1、工程项目现存险情分析该水库由于建设时间较早,因此在施工中受到资金以及技术限制,通过人工筑土技术进行施工,从而导致大坝施工填筑质量较差,而且坝体的坝基碾压强度不够。
经过长时间运行,因后期管理维护不到位,因此使该水库大坝中存在诸多不足之处。
具体而言,主要存在如下几方面的问题:①经初步设计洪水复核计算,现有大坝高程未能达到水库防洪安全设计参数要求,而且大坝在长时间超负荷运行下,坝体基本结构已经严重变形。
经过测量得知,该土石坝的最窄部位实际宽度与大坝平均宽度分别为3.4m与5m,而且大坝的上游坝坡部位会遭受风浪严重侵蚀。
在该大坝迎水面高程约1084.1~1092.6m的部位与1094~1099m的部位,分别通过网格梁干砌卵石与现浇混凝土板结构护坡。
卵石护坡结构及以下高程坝面全部遭受风浪侵蚀,总面积为3200m2,而且通过观测发现,在该土石坝的两侧位置均无任何结构安全防护措施,因此在风浪的冲刷下已成浪坎。
浅谈小型水库土石坝大坝除险加固设计【摘要】结合红星水库病险水库工程大坝的缺陷和隐患,分析了小型水库土石坝除险加固的原则,加固设计的原理及方法,并提出了适宜该工程的除险加固设计方案。
【关键词】水库大坝;除险;加固1.设计依据南华县红星水库枢纽工程由大坝、溢洪道、输水涵洞等建筑物组成。
根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)规定,枢纽工程为Ⅴ等,主要建筑物为5级,次要建筑物为5级。
枢纽工程洪水标准采用20年一遇(P=5.0%)洪水设计,200年一遇(P=0.5%)洪水校核,消能防冲设施洪水标准按10年一遇(P=10%)设计。
根据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001),红星水库地区地震动峰值加速度为0.15g,地震动反应谱特征周期为0.45s,相应地震基本烈度为Ⅶ度,按《水工建筑物抗震设计规范》(SL203-97)规定,本工程地震设防烈度为Ⅶ度。
2.工程总体布置现枢纽工程主要由大坝、溢洪道和输水涵洞组成。
本次除险加固对大坝、输水涵洞等建筑物在原工程布置的基础上进行加固处理。
溢洪道结构完好,由调洪计算可知红星水库保持原有调度方案(空库度汛),可满足200年一遇洪水标准,因此本次加固可不对溢洪道进行扩建。
经地勘查明,库区、坝址区无不良地质体存在、库岸稳定,针对地质勘探及安全鉴定揭露出来的工程病害,本着技术与实际相结合的原则及本次除险加固的资金情况,以大坝稳定和输水涵洞加固为主,并对现有输泄水建筑物进行加固、除险等工程处理,故本次除险加固推荐方案的工程项目为:(1)将坝体加高0.4m,坝顶宽设为7m,在坝顶面两侧设置路肩石,路面采用泥结石路面厚30cm,下设10cm碎石垫层。
大坝下游坝坡削缓,下游坝1993.54至1985.54高程放缓为1:2.0,1985.54至1972.71高程放缓为1:2.5。
下游坝坡填筑前需进行清理,清理厚度0.2-0.5m。
新老坝体间的结合部采用中细砂做过渡层后再进行风化料培厚碾压回填,压实度大于97%,新建棱体排水。
我国病险水库土石坝除险加固设计问题司志明(教授级高级工程师、享受政府特殊津贴的水利专家)1土石坝建设概况与主要病险问题1.1土石坝建设概况在中华民族五千多年的发展历程中,水利工程建设和水利事业的发展,对中华民族的生存和历代经济社会发展作出了重要贡献,成为中华文明的重要组成部分,其中土石坝的建设历史也有2500多年,是人类社会筑坝建库历史最悠久的国家之一。
目前,我国已建土石坝数量之多、工程规模之大、技术难度之高和技术发展水平之快,在许多方面处于世界领先水平,对世界土石坝的建设和技术发展起了重要的推动作用。
土石坝是国内外特别是我国坝工建设史上最古老的坝型之一,它以其能够就地取材、造价低廉、抗震性能好、使用寿命长和广泛适用于不同地形、地质条件等许多优点而被广泛应用。
据统计,我国已建的85000多座大、中、小型水库中土石坝约占95%。
这些水库对除害兴利、促进经济社会发展发挥了巨大作用,筑坝技术积累了丰富的经验。
但是,在20世纪80年代以前,受当时实测水文资料系列短、技术经验不足和经济条件等因素的制约,其中约1/3的土石坝,或因设计洪水偏低,不能安全度汛;或因地基处理措施不当,地基发生沉降及渗漏;或因坝体填筑质量不良、坝体产生裂缝、塌坑等安全隐患;或因调度运用和管理不善;或因建设前期勘测设计工作滞后,许多土石坝是在边勘察、边设计、边施工的情况下建设,存在先天不足的问题,导致约36%的土石坝存在病险问题,有些水库甚至溃坝失事,其中:1975年8月淮河发生大洪水时板桥水库(总库容2.44×108m3)、石漫滩水库(总库容0.98×108m3)两座大型土石坝因遭受超标准洪水溃决失事,是我国建坝史上最为严重的溃坝事件;1993年8月青海沟后水库(总库容3.3×106m3)混凝土面板砂砾石坝因施工质量太差、管理失误和设计不周等原因发生溃决,是我国建坝史上又一严重的溃坝事件;1975年海城大地震、1976年唐山大地震及2008年汶川大地震,一些水库遭到严重破坏等。
中小型水库土石坝的除险加固设计水库在运行过程中发挥着防洪灌溉发电的作用,维系着中下游人民群众的财产安全。
因此,本文就如何做好中小型水库土石坝除险加固设计展开论述。
标签:中小型水库;土石坝;除险加固就目前而言,我国很多地方中小型水库修建时间较早,在当时施工条件下,施工质量不高,而且坝体主要以土石坝为主,这种大坝施工技术工艺比较传统简单,在坝体成型以后,密实度和渗透系数与现代标准要求很大。
同时,土石坝基防渗技术落后,经常出现渗漏和流土等问题,甚至有裂缝,给中下游造成巨大的安全隐患。
因此,本文首先分析中小型水库土石坝在出现加固过程中需要注意的问题,接着提出相应的解决措施,为土石坝除险加固提供借鉴和帮助。
1、中小型土石坝除险加固设计注意的问题分析在进行中小型土石坝除险加固设计过程中,为了保证设计质量,要结合当地中小型土石坝的实际情况,制定完善的土石坝除险加固设计方案,为做好土石坝加固除险工作提供借鉴。
1.1 土石坝坝坡滑坡问题受到地震等外力的影响,中小型土石坝可能会出现向下或者向外的移动。
如果土石坝抗剪强度达不到实际要求,坡度不稳定,就会很容易出现滑坡的情况。
因此,在实际设计过程中,设计人员要严格按照标准进行设计,做好施工过程管理,及时有效处理施工过程中存在的问题,提高小型水库质量管理质量。
1.2 土石坝坝体灌注黏土浆加固设计需要注意的问题就目前而言,我国土石坝坝体灌注黏土浆加固施工过程中,主要采油工填充式或者劈裂式两种方式。
其中填充式主要用于坝体自重灌浆;劈裂式首先要充分利用灌浆压力,将坝体劈开,建立浆体帷幕,保证除险加固的效果。
因此,在进行设计过程中,要结合土石坝实际情况,设计好压力,从而选择有效的灌浆方式,满足实际的施工标准和地质特征,从而提升除险加固的质量。
1.3密度加固设计问题在进行土石坝除险加固设计过程中,提升坝体与坝基密度也是保证土石坝质量的重要技术措施。
因此,在设计过程中,要严格设计标准,选择最佳的设计方案,为土石坝施工质量管理奠定良好的基础。
浅谈中小型水库土石坝的除险加固设计水库作为我国的民生之本,水库的建设直接关系到我国城乡居民的生产生活。
本文主要是结合中小型水库大坝出现病险的原因进行分析,从而从水库土石坝的除险加固设计的方法入手,更好的来指导水库土石坝的建设。
标签:中小型水库;土石坝;除险加固设计;方法一、前言目前,我国大部分的水库均以土石坝的形式为主,随着使用年限的加长,水库土石坝的防洪能力有所下降,出现了各种险情和质量问题,进一步影响到了人民的的生产生活,甚至造成了很多损失,因此,做好中小型水库土石坝的除险加固设计是极为必要的。
二、我国水库除险加固现状在我国的水利工程施工建设中,整个水库工程主要是以土石坝为主的,因此在在目前的加固工程研究中主要是针对土石坝、溢洪道等工程为主进行分析的,以保证水利事业的发挥。
同时为水利工程管制提供有力的基础条件,促进我国水利事业的顺利发展,更好的为人民提供服务。
1.土石坝除险加固现状在目前我国土石坝除险加固工作中,整个加固工作的开展都是以渗漏环加固为主的,它在工作的过程中包含了填充灌浆加固技术、导管渗透加固技术以及岸坡加固等多种不同的加固方法需要我们在工作中有针对性、有预防的进行加固,以保证整个工作的顺利开展和进行。
2.溢洪道除险加固现状我国采用的措施有渗透加固措施、裂缝问题处理措施(包括表面裂缝处理、深层裂缝处理)、消能防冲措施、边坡治理工程措施。
3.输水洞除险加固现状输水洞裂缝的处理、输水洞漏水的处理、修改体型、弃洞重建。
三、水库大坝出现病险的原因水库在建设初期因受当时当地的技术、经济等因素的影响,施工质量难以得到保证,致使其先天不足,存在不同程度的安全隐患。
1.坝体缺乏稳定性坝体之所以缺乏稳定性究其原因主要有以下几点:上游坝体渗透系数太小,坝体断面偏陡以及浸润线偏高等。
依据有关规范的要求,坝体的稳定应对正常的运行期的上下游壩坡,水位骤降的上游坝坡,一定蓄水位的上下游坝坡,以及施工期上下游坝坡,都能够影响坝体的稳定性。
探析中小型水库土石坝的除险加固设计思路摘要:水库建设是当代水利建设的关键之处,功能正常的水库能够帮助实现防御洪水灾害、发展农田灌溉、满足人们生活用水等各项需求。
现在的病险水库建设当中关键技术就是土石坝防渗技术,一般会用到多项加固技术,所以需要保证技术成熟,同时要结合当地的施工资金条件以及自然和人文特点设计科学的技术选用方案,尽可能的实现支出较少资金也能够达成最终目的的效果。
关键词:中小型水库、土石坝、除险加固、防渗技术、应用分析现有的中小型水库大多建于20世纪中期,受该时期经济和技术能力条件的制约,水库建设并不完善,还存在某些方面的漏洞,比如水库容量太低不能实现防洪调水,大坝出现渗漏现象,这些现象都会导致最终出现洪水灾害,给人民正常生活带来困扰的局面。
综合来看,当前最重要的就是要建设土石坝加固结构,提高除险加固的能力,减少险情的出现。
一、目前我国土石坝的建设概况1.1现状早期我国存在的挡水坝就是现在近代土石坝的前身,所以在我国有一个好的土石坝历史发展基础。
土石坝的建设主要是依靠土料、石料以及混合材料等常见材料,利用碾压式或者填充式等方式进行具体施工。
早在20世纪中期就在中小水库当中普及,在现存的中小水库当中,它的应用将近百分之百,而且它的适应性比较强,抗震性能高,利用当地的材料就能进行具体建设,所以能够为人们提供服务的时间较长。
1.2 土石坝险情分析土石坝出现的常见病险表现是:渗漏和滑坡。
(1)土石坝的渗漏当前的建设必须要明确土石坝各项漏洞,才能够设计合理的方案进行具体改善。
结合各项数据分析当前的渗水漏洞主要有四种表现,第一就是坝身渗漏,第二就是坝基渗漏,第三就是接触渗漏,第四就是绕坝渗漏。
土石坝渗漏原因:其一,材料质量差。
一般来说,大部分的土石坝建设都是在当地取材,但是应用材料很多都没有达到具体的标准要求,材料含杂质较多,而且易溶于水,不能够达到防止渗水的目的。
其二,坝身设计不科学。
设计方案存在缺陷是最主要的问题,间接导致了产生渗漏的状况。
浅谈土石坝除险加固病险问题水库是水利产业的重要设施。
由于历史的原因,加上缺乏经验,造成很多水库防洪标准低、工程质量差,加上长期以来未形成良性运行管理机制,对工程缺乏必要的维修加固,致使病险水库大量存在,严重威胁人民生命财产的安全。
1土石坝主要病险存在问题土石坝病险问题主要有:(1)设计标准偏低不能适应新的防洪要求。
主要是我国水库大多建于20世纪50-70年代一些中小型水库是在对水库集雨面积、来水量、库容和地质条件均不清的情况下建设的,俗称“四不清”问题。
在设计搜集资料时,不进行实地测量,仅凭小比尺地形图量算集雨面积和库容,有时造成很大误差[1]。
(2)抗震标准低。
按1990年2.5×10- 7地震烈度区划图确定场地基本烈度并按现行水工抗震规范复核,很多水库抗震标准低,其中13座大型病险水库抗震标准低于现行规范要求[2]。
主要建筑物如大坝不能满足抗震稳定要求。
(3)大坝稳定性差。
许多水库存在大坝坝体断面不足、坝坡或坝体抗滑不稳定、坝体裂缝等问题。
51座大型病险水库存在此类问题[3]。
主要建筑物如大坝、溢洪道、泄洪洞、结构稳定、渗流稳定不能满足规范要求,难以抵御设计洪水,极有可能直接影响大坝安全。
(4)坝体、坝基渗漏严重。
大坝尤其是土石坝存在坝基渗漏、绕坝渗漏、接触冲刷破坏、散浸、沼泽化、流土、管涌等问题,危及大坝安全。
有的水库因仓促上马,边勘测、边设计、边施工,致使缺少泄洪设施、大坝渗漏严重或库区淤积严重,这些水库一开始运用就为“不完全工程”。
(5)输水、放水及泄洪建筑物老化、破坏较为普遍。
许多水库的输、放水及泄洪建筑物老化、建筑物裂缝、断裂、露筋、剥离、冲蚀、漏水,严重影响建筑物结构的整体性,特别是遇坝下埋管时,极易导致接触冲刷破坏,危及坝体安全。
溢洪道或泄槽未衬砌或质量差、冲蚀,无消能工或消能工不完善、基础淘刷等[4]。
(6)水库安全管理、行业管理法律及制度不完善,执法监管机构不健全、执法力度也是关键的问题[5]。
浅谈小型水库土石坝除险加固设计要点从浙江现存的小型水库土石坝的特点出发,结合浙江地区的具体实际和相关的成功经验来对小型水库土石坝的除险加固给出合理化的建议。
标签:小型水库;土石坝;除险加固设计一、设计方案的规划浙江地区的小型水库拦水建筑物以土石坝居多,因为规模较小,并且年代久远,相关的建设资料和数据缺少,因此不能像大坝那样,直接利用已有的数据信息进行除险加固的方案设计。
所以对小型水库土石坝的除险加固,可以通过现场踏勘及了解原有坝体的构造、坝基地质状况的前提下,制定具体的除险加固方案。
同时加固措施的选择和设计要依据资金投入的力度和各个地区不同的情况来确定。
最后的方案,既要节省资金又要保证方案的科学合理,确保其可行性。
二、除险加固设计要点1.坝体和坝基的加固防渗设计坝体和坝基的加固防渗设计在方案设计阶段应根据实际情况具体确定,根据笔者实践,在考虑经济的情况下坝体防渗主要考虑套井回填、粘土斜墙、土工膜防渗。
坝基防渗主要考虑帷幕灌浆或者开挖回填粘土。
当原有坝体防渗采用粘土心墙防渗且渗漏不满足规范要求,则在进行防渗加固设计时,可考虑采用套井回填进行防渗加固设计,但不宜采用粘土斜墙防渗,以防在水位降落时,在斜墙和心墙间形成“水包”对上游坝坡稳定造成不利影响,若在该情况下一定要采用粘土斜墙进行坝体防渗,应充分认识“水包”对上游坝坡的不利影响,以确保坝坡安全。
當原有坝体防渗采用粘土斜墙时则可采用粘土斜墙防渗,该方法施工简单,施工质量容易保证。
当原有坝体为均质坝时,则在考虑坝体成孔情况下,可分别采用套井回填或者粘土斜墙进行防渗加固设计。
当项目区附近粘土料匮乏且坝体防渗为粘土斜墙或者均质坝时,则可考虑采用土工膜防渗,但是在采用该方法时,应加强施工管理,确保施工质量。
当坝基透水层为土料且厚度较薄时可考虑挖除原有土料后回填粘土进行防渗,当坝基透水层为岩基时则考虑采用帷幕灌浆。
在坝体和坝基的加固防渗处理时,应使坝体和坝基的防渗体形成统一体,彻底截断渗漏通道,使水库满足蓄水功能。
探析土石坝除险加固设计问题摘要:本文对土石坝加固以往的经验进行的归纳总结,供广大技术人员参考。
关键词:土石坝病险;原因分析;加固措施Abstract: in this paper, the earth dam reinforcement past summary of the experience for the technical personnel reference.Keywords: earth dam seepage path; Reason analysis; Reinforcement measures 1土石坝病险原因分析1•1坝顶高程不满足要求主要包括三方面,其一是防洪标准偏低防洪能力不足,导致坝顶高程不满足要求;其二是坝体填筑压实度低,竣工以后沉降量大,导致坝顶高程不足;其三坝顶超高不够导致坝顶高程不足。
在实际工程中,坝顶高程不满足要求多是因为防洪标准偏低造成的,也有因多种原因造成坝顶高程不满足要求的情况。
1•2渗流问题引起渗流量过大和浸润线过高的原因大致可归纳如下:(1)防渗材料本身防渗性能差,渗透系数偏大。
(2)材料碾压不密实使得渗透系数大。
(3)铺土层偏厚,每层土上下碾压质量不均匀,成层渗透特征明显,渗流出溢点高。
(4)防渗体有裂缝。
(5)防渗体与地基、岸坡或其他建筑连接面形成渗漏通道。
(6)透水坝基无防渗处理或防渗处理效果不好。
引起渗透破坏的原因可归纳为以下几种:(1)防渗体的渗透破坏。
因用料不妥、碾压不密实、碾压密实度不均匀产生不均匀沉降等各种原因使得防渗体存在裂缝,尤其是横向裂缝,当防渗体下游侧无有效的反滤保护时,极容易形成集中渗漏。
(2)沿防渗体与地基、岸坡连接处的渗透破坏可以分为两类,一类是接触面处理不好或未进行处理,使得地基表层内的渗流对防渗体淘刷,逐渐形成集中渗漏;另一类连接面几何形状不适应防渗体变形,使防渗体与接触面脱开形成集中渗流,或形成弱应力带在渗透压力作用下造成水力劈裂,形成集中渗流。
(3)防渗体与其它建筑物连接处的渗透破坏大多是因连接面结构形式不当和连接面防渗体填筑质量不好,使得防渗体与连接面脱开或形成低应力区,在渗透压力作用下,形成集中渗流,导致渗透破坏。
(4)坝基渗透破坏主要是发生在未进行防渗处理的坝基。
对于进行防渗处理的坝基,采取水平防渗发生渗透破坏多余垂直防渗。
1•3坝坡失稳或稳定不满足要求导致坝坡失稳或稳定不满足要求的主要原因如下:(1)坝坡偏陡。
(2)筑坝材料的抗剪强度未达到设计预期值。
(3)坝体填筑形成了软弱面。
(4)地基中存在设计时未发现的软弱夹层,或水库蓄水后软弱夹层性质恶化。
(5)水库蓄水后工程区水文地质条件变化使得坝体坝基的孔隙压力增加明显超过了设计预期值。
2除险加固设计方案的拟定原则(1)综合选用加固措施的原则。
对于一座病险坝往往不止一种病险情况,也往往不仅仅是坝体或坝基存在病险。
因此在拟定加固处理方案时应根据各种病险情况的安全需求,采取综合措施。
(2)有利原则。
对存在病险的老坝进行加固,原则上选用的除险加固措施应尽量避免某种措施对坝的安全构成新的威胁。
当针对某种病害情况采取针对性的加固措施时,应该全面评估这种措施是否对坝的安全构成新的不利影响。
(3)兼顾原则。
针对某种病险采取的加固措施尽量兼顾其他病险的处理。
(4)一体原则。
加固措施与原坝体的结构、坝体与坝基的处理措施等应形成完整的体系。
比如防渗加固,如果仍然利用原坝体防渗体的防渗作用时,防渗加固措施应与原坝体防渗体形成完整的防渗体系,坝体防渗与坝基防渗形成完整的体系。
其中关键问题是确保连接部位的可靠性。
3常用的加固措施3•1坝顶高程不满足要求的加固措施坝顶高程不满足要求有两类措施,其一加高大坝,其二加大泄洪设施规模降低洪水位。
本文只讨论加高大坝的问题。
土石坝加高一般有坝顶加高、从上游坡加高和从下游坡加高三种方式。
从坝顶加高:俗称戴帽加高。
按加高方式不同常采用的大致有坝顶直接加高、顺坡加高、戴帽加高三种形式。
其适用条件和需要注意的问题如下:(1)对三种不同形式的坝顶加高,都必须满足一个共同的条件,即坝坡的整体稳定必须有足够的富裕度,加高之后的整体和局部稳定安全系数必须满足规范规定。
(2)从坝顶加高高度不易过大,一般不超过3m。
(3)在强地震区,慎用直接从坝顶加高方式。
(4)顺坡加高适用于原坝顶宽度较宽的情况,加高后的坝顶宽度必须满足运行管理需要。
(5)戴帽加高形式适用于靠近坝顶处坝坡稳定安全富裕度较大的情况。
当坝顶附近上下游坡有马道时,比较适于采用这种加高方式。
从坝下游坡加高:优点是加高施工期间基本不影响水库运用,加高高度没有特殊限制。
但加高工程量相对较大。
对于均质坝,如果坝体填筑质量差、内部有裂缝等缺陷,不宜采用这种加高方式。
当存在这种缺陷时,防渗体疏松、渗透性大,后期加高坝体质量好渗透性小。
在坝下游加高后,除了因施加偏荷载引起的压缩变形可能会形成新的裂缝外,加高后抬高了浸润线,加高前未饱和土体饱和后会产生新的固结变形,从而可能导致新裂缝产生。
严重时,在库水位降落时,上游坝坡有产生遛坡破坏的危险。
从大坝上游坡加高:一般而言,这种加高方式适用于坝前淤积面较高的情况。
这种情况下,在上游坡加高,工程量少。
在坝上游淤积面加高需要重视淤积物在附加荷载作用下的压缩变形对加高坝体安全的影响。
对于均质坝,在上游坡加高,后期加高填筑的土体压实质量好,防渗性能好,大大降低了原坝体浸润线,对坝的安全有利。
3•2防渗体的防渗加固措施在所有除险加固项目中,防渗加固措施形式、方法最多。
对于大坝防渗体,常用的防渗加固措施有各种形式的灌浆、复合土工膜、各种形式的防渗墙等。
对于坝基,砂砾石坝基和土基常用防渗加固措施有粘土铺盖、复合土工膜铺盖、各种防渗墙和灌浆等,岩石坝基常用的防渗加固措施是帷幕灌浆。
3•2•1坝体防渗加固措施(1)防渗体灌浆。
大坝体灌浆方式主要有充填灌浆和劈裂灌浆两种。
充填灌浆常用自流或压力灌浆,或者先自流后加压力进行灌浆,灌浆材料与原坝防渗体相同或相近。
充填灌浆适用于防渗体填筑质量差,内部因存在裂缝使防渗性能不能满足要求的情况。
劈裂灌浆是利用浆液压力大于坝体小主应力的原理在防渗体内进行压力灌浆。
灌浆材料采用粘性土。
通过灌浆在防渗体内形成一道约20cm~30cm厚的粘土浆脉,提高防渗体的防渗性能,从而达到防渗加固的目的。
劈裂灌浆适用于坝体填筑质量相对均匀的情况。
对于碾压质量不均匀、内部裂缝严重的情况,在灌浆过程中串浆、跑浆现象难以避免,灌浆工艺不当会对防渗体形成新的破坏,应谨慎采用。
(2)复合土工膜防渗加固。
近年来,采用复合土工膜对防渗体进行防渗加固越来越普遍。
复合土工膜的铺设方式随防渗体形式不同分为两种形式。
对于均质坝和斜墙坝,复合土工膜铺设在防渗体上游面,心墙坝采用垂直铺设形式。
前者采用的较为普遍,后者采用不多。
当采用上游面铺设复合土工膜时,大坝上游坡以及复合土工膜与垫层和保护层之间均应满足抗滑稳定要求。
另外,还应做好复合土工膜分幅以及与岸坡的连接。
常用土工膜材料有聚氯乙烯(PVC)、高密度聚乙烯(HDPE)、氯磺化聚乙烯(CSPE)、氯化聚乙烯(CPE)、丁基橡胶(ⅡR)、乙烯一丙烯单体橡胶(EPDM)和氯丁橡胶(CR)等。
(3)防渗墙加固。
按工法不同常用的防渗墙有槽孔混凝土防渗墙、高压喷射灌浆和水泥搅拌桩等三大类。
槽孔墙又有混凝土墙、塑性混凝土防渗墙、灰浆防渗墙等。
高压喷射灌浆防渗墙有旋喷、摆喷和定喷三种。
防渗墙加固适用于均质坝和心墙坝,防渗体的防渗墙加固常常与坝基防渗处理一起采用。
在坝基防渗加固中一并介绍。
3•2•2坝基防渗加固措施(1)水平铺盖。
工程实践中采用的水平铺盖防渗有粘土防渗铺盖和复合土工膜防渗铺盖两种形式。
粘土铺盖适用于地基覆盖层厚,但颗粒组成相对较均匀的中低坝。
对于成层显著、不均匀性大、顶部强透水、易产生接触流土地层及基岩为岩溶发育地基均不宜用粘土铺盖防渗。
在采用粘土铺盖防渗时需重视掌握覆盖层材料的颗粒组成及其分布情况,当铺盖土料与覆盖层之间不能满足层间关系,必须选用可靠的反滤层。
铺盖上面应设有可靠的保护层防止冲刷破坏、干裂和冻胀。
采用复合土工膜防渗铺盖时,需要注意以下问题:①大面积铺设复合土工膜应做好排气设计释放土工膜下面气压力,常采用逆止阀排气措施;②复合土工膜上面设置足够厚度的保护层和盖重层;③铺设施工中,采取措施避免尖锐物品刺破土工膜、确保土工膜焊接质量。
(2)坝基覆盖层防渗墙。
对于坝基为砂砾石或土的覆盖层情况,防渗墙是较常用的加固措施,一般有高压喷射灌浆防渗墙、槽孔混凝土墙和水泥搅拌桩防渗墙三大类:①高压喷射灌浆防渗墙。
此方法在除险加固项目中采用较多。
对于覆盖层中粒径大于200~300mm颗粒含量较少时,可以采用高压喷射灌浆。
根据坝高、覆盖层材料组成等,有旋喷、摆喷和定喷三种形式可供选用。
但覆盖层中含有一定数量的粒径为150~200 mm左右的粗颗粒时,难以保证摆喷或定喷灌浆防渗墙防渗效果,不宜采用。
对于坝高相对较高宜采用旋喷灌浆,坝高较低可选用摆喷或定喷灌浆。
②槽孔防渗墙。
槽孔防渗墙一般有槽孔混凝土防渗墙、槽孔塑性混凝土防渗墙和自凝灰浆防渗墙三种。
槽孔防渗墙防渗效果较好,但造孔造价相对较高,在除险加固中应用的工程比例并不太高。
一般多用于坝高相对较高、水库规模较大、地位重要、坝基地质条件相对复杂的情况。
③搅拌桩防渗墙。
在三类防渗墙中,水泥土搅拌桩防渗墙造价最低。
搅拌桩防渗墙适用于颗粒较细的砂性坝基。
在墙深小于20m~25m的情况下,防渗效果基本可靠。
3•3抗滑稳定加固无论是稳定不满足要求或失稳,滑动面有沿坝坡滑出和沿坝基滑出两种。
沿坝坡滑出时常用的加固措施是培厚坝体,放缓边坡。
培厚放缓坝坡的部位应靠近坝高的下部,最危险滑动面滑出点上下一定范围内。
坝顶附近局部抗滑稳定不满足要求且坝顶较宽,则可适当削坡。
否则应从地面向上部逐步放缓坝坡。
加固培厚用材料的透水性应不小于原坝体,否则应设排水层,将原坝体渗水顺畅地导出坝外。
培厚加固的布置应兼顾整体稳定和局部稳定,并不得降低原坝体任何部位的稳定安全度。
沿坝基面滑出时常用的加固措施是在滑出点左右填筑压戗平台。
压戗平台的长度和高度应经稳定计算确定。
压戗的材料的透水性不宜小于坝基透水性。
否则应设排水层。
对于沿岩基软弱夹层滑动且对滑动前的变形有严格要求的情况,在滑出点外侧的压戗提供的抗滑力应按主动土压力计。
抗滑稳定加固需要综合考虑,兼顾坝坡和坝基、整体和局部的稳定。
对于因孔隙压力高引起的抗滑稳定不满足要求,应结合防渗和排水加固措施一并考虑。