水库大坝渗漏原因及防治措施
2016-05-14孟祥金
摘要:水库大坝是水利工程建设中常见的工程项目,大坝的安全稳定对于确保群众的生命财产安全起着十分重要的作用,所以在水库运行过程中必须要确保大坝的安全稳定。影响水库大坝安全的主要因素是渗漏,渗漏对于大坝的稳定会产生重要的影响,如果不加以处理,会给大坝的安全带来严重的隐患,导致溃坝,直接影响农业生产及群众生活的正常进行。渗漏可以发生在坝体部位,也可以发生在库底及坝基部位,甚至坝端及绕坝部位都可能发生,所以一定要认真分析渗漏的产生原因、类型及危害程度,采取针对性的措施加以防控,对大坝进行防渗加固处理,确保水库大坝的正常运行。
关键词:水库;堤坝;渗漏;措施
中图分类号: TV698 文献标识码: A DOI编号: 10.14025/j.cnki.jlny.2016.15.029
1水库大坝渗漏破坏的类型及原因
水库大坝坝体渗漏破坏常见的类型有渗透破坏和变形破坏两种形式。其产生原因也相对复杂,可能由单一因素造成,也可能由多方因素共同形成,水库大坝常出现异常渗漏,大坝的选址不当、坝基清理不好、施工质量不达标、填筑材料质量有问题及地下动物活动等都可能造成渗漏的产生。一旦发生渗漏,就会对坝体的构成颗粒产生影响,特别是土石坝的粘土颗粒会发生位移,在成分、结构方面都发生改变,在大水流的冲刷下,形成渗透变形或破坏,导致坝体的强度降低,出现不均匀变形,裂缝产生,甚至下滑、滑坡、溃坝的可能形成,给坝两侧及下游的农田及居民生活带来影响,甚至产生灾害,造成严重的损失。渗漏发生后,导致坝体变形,对于大坝的稳定性产生严重影响,造成流土、管涌、接触冲刷、接触流土等危害,要引起足够的重视,一旦发现要及时采取相应措施进行处理,同时要对大坝进行除险加固。
2水库堤坝除险加固的防治方法
水库大坝的除险加固主要是尽可能减少渗漏量,减轻渗透压力,避免渗透破坏,从而达到确保水库大坝的稳定性,避免出现变形、破坏,消除事故隐患,一方面是控制坝基的稳定,另一方面是控制地基的渗流。
2.1背水侧压渗重盖法
这种方法主要是采用压渗重盖,在坝体背水侧进行,在实际操作上应用较广,具有施工简单、坝防稳固性得到加强、工程投资不高等特点,一般要求是坝体背水侧地形条件要允许,相对封闭式垂直防渗幕墙造价低很多。压渗重盖形式很多,可以由不透水盖法,也可以完全自由排水,在实际操作中可以结合实际情况进行酌情选择,达到渗水不渗土的目的。
2.2垂直防渗处理地基法
这种处理方法主要适用于地基透水层相对较薄、隔水层浅的情况,主要通过防渗幕墙来达到控制地基渗流量及扬压力的目的,从而阻止渗透破坏的进一步扩大。垂直防渗墙的设立能形成封闭的阻挡,截断渗流途径,有很好的除险效果,施工时可采用射水法、锯槽法、两钻一抓、轮铣法、高喷灌浆等方法,此方法虽然处理渗透效果较佳,但也会带来地下水的原有平衡问题,会对水环境产生一定的影响,对于薄透水层比较适合,如果透水层较厚或隔水层较深的双层堤基,一般不适合采用此法,因为工程难度较大,造价也相对较高,要在详细勘察的基础上进行决定采用与否。
2.3减压井方法
这种方法主要是采用在背水坝脚布置减压井系统,通过导流使临水侧的压力减弱,从而达到消除管涌压力的方法,从实际操作上来看,减压井的减压作用是十分明显的,对于管涌除险效果十分有效,基本上所有的堤坝基础管涌险情都可采用此方法。在布置减压井时,减压井宜设在背水侧坝脚,这样能有效控制渗流,最好设在背水侧压渗盖重端部,同时连通明沟,这样渗水能从明沟排走,减压井间隔在20米左右,在设计时也要注意井口高程问题,避免泥水出现倒灌情况,避免出现内涝。
2.4滑坡体的清除方法
滑坡是指大坝侧面脱落,也称为脱坡,主要产生原因是坝基受到水流冲刷、坝体内部的渗水作用而导致下部出现空缺或者承载力不足,坝体自身的重量压力过大,从而出现坝坡下移。主要的处理方法是一方面进行消坡,另一方面进行固脚。消坡主要是减轻坝坡自身的重量,减小压载;固脚主要通过压重进行,在施工作业中,要采取“前截后导”的措施,从防渗和排水两方面进行处理,对于浅层滑坡可以采取挖空再回填的方式,而对于深层滑坡,一般挖除滑动体中主滑体并重新填筑。
2.5劈裂灌浆处理法
这种方法也是处理坝体渗漏的主要措施,对于一些土质较差,碾压达不到密实程度的堤坝能起到很好的防渗加固效果。施工时,要用一定的灌浆压力,在坝体上沿坝轴方向进行劈开,然后在劈开处进行灌浆,经过灌浆后在坝体中间能形成一道连续的铅直防渗墙,对于坝体中的漏洞及一些软弱层都有很好的填补作用,有效提高坝体的防渗性能及稳定性。劈裂灌浆这一方法不仅可形成垂直连续的防渗帷幕,解决坝体的渗透问题,而且还能够通过浆坝互压和温化变形,调整坝体内部的应力,使浆脉两边3~5米土体得到密实,加大了防渗帷幕带,对坝体碾压不实、坝体内有渗漏通道及软弱层、坝体浸润线过高、坝体中裂缝、坝体中的生物洞穴和腐烂树根等隐患都有很好的消除作用。
3 结语
渗漏是水库大坝常见的问题,在水库的运行过程中一定要引起重视,及时发现及时进行处理,要根据渗漏的部位及类型进行认真分析,采取针对性的措施加以防治,消除险情,避免渗漏进一步扩大,确保水库大坝的平稳运行,促进农业生产及人们生活的顺利进行。
作者简介:孟祥金,大专学历,公主岭市卡伦水库灌区管理所,工程师,研究方向:水利工程施工。