浅析水利工程中土坝坝基渗漏的控制与处理[权威资料]

浅析水利工程中土坝坝基渗漏的控制与处理 本文档格式为 WORD,感谢你的阅读。 【摘要】土坝坝基渗漏容易导致坝体失事，危害国家和人民生命财产的安全。因此做好坝基渗漏控制与处理至关重要。本文结合实例，简要阐述了目前坝基渗漏控制与处理的几种措施。 【关键词】水利 土坝 坝基 渗漏 TV A 伴随着我国国民经济的不断发展，我国在水利工程的开发建设方面也取得了显著的发展。然而水利工程在施工中难免会遇到在不良软土地基上建设施 工的情况，不良软土地基对于水利工程在施工过程中造成的影响是十分重大的。因此，处理软土地基的安全施工问题意义重大。在这样的发展背景下，我国在水利工程施工中的土坝软土地基处理方面进行了分析和研究。 一、土坝软土地基在处理时应该注意的问题 水利工程在施工中，由于砂井排水的固结法在处理软基时软土仍旧处于流塑的状态，因此，软土地基在处理时应注意其自身的承载力。从地基的土层结构以及软土层中各空间的分布、软土物理的力学性能等方面的因素查看坝体填筑速率的控制是否稳妥，是否会引起软硬地基的不均匀沉陷。若 不均匀的沉陷程度超过了坝体的抗拉强度，坝体就会产生裂痕。所以，在水利工程的施工中软土地基在施工之前必须有效利用计算机等高科技技术对影响软土地基承载力的各种因素进行有效分析，尤其是水利工程施工中软土地基受到的水平剪切力、微地形变化、土坝填充材料的土粘粒含量高低和土壤液化等因素，必须进行充分有效合理的分析。 其次，水利工程施工过程中，土坝软土地基在处理时应注意深层水泥的搅拌桩的处理。为了提高软土的地基强度，利用深层水泥搅拌桩可以通过将软土、沙等和水泥固化剂进行强制拌和，使软土地基硬结，从而提高坝体的稳 定性。同时，在施工过程中应该充分考虑天气因素的影响，尽量避免天气原因对软基处理工作造成影响。此外，软基处理应注意的各项问题还有地质的勘察和测量以及基底土质的试验。水利工程中，必须对施工拟定的各个江河的开发流域和地区进行严格认真工程测量、地形地貌勘测、地质勘察、灌区土壤的调查和水文地质勘察测量，分析研究其自身的性质作用和组成成分等特性，针对勘察测量结果制定软基的确定处理方案。 二、实例分析 1、工程实况 某水库 , 控制流域面积 84 km2, 总库容 1. 048 108 m3, 设计蓄水位 55.76 m, 设计洪水位 58. 26 m, 校核洪水位 59. 75 m。枢纽建筑物由两座主坝 ( 大坝和二坝 ) 、一座副坝 ( 三坝 ) 、两座溢洪道、一条灌溉输水管及一座引水式电站等组成。大坝全长 287 m, 最大坝高 26 m； 二坝长 267 m, 最大坝高 26 m； 三坝长 121 m, 最大坝高 9m。大坝、二坝之间为一座小山体相隔 , 3 座坝坝顶高程均为 60. 20 m。坝顶设有防浪墙 , 墙顶高程 61.40 m。 3 座坝均为粘土心墙土坝 , 工程等级属二等 2 级。 2、坝址区工程地质条件 及主要地质问题 坝址区为构造剥蚀的丘陵地形 , 山顶呈浑圆馒头状 , 高程一般为 60 70 m, 最高 80 m。大坝坝址位于河流由北转向南 , 宽约 180m 的不对称河谷中 ,二坝建于大坝以右两山丘之间的汊河上 , 两坝肩山体单薄。坝址区出露岩层主要为元古界红安群磨盘组下段中 ) 浅区域变质岩 , 以变质岩为主的片岩岩性及厚度变化很大。地质构造主要为褶皱、断层、裂隙、劈理、层间挤压破碎带等。坝址区处于双峰尖背斜南东倾伏端和长轩岭背斜北西倾伏端的过渡地段 , 区域共发现断层 21 条 , 与工程密切相关的有 11 条 , 以 F4 断裂规模最大。 F4 断裂自南南东向北北西贯穿二坝坝址区 , 断层带宽30 40 m, 钻孔揭露断层带最宽处达 80 m。断层构造岩由糜棱岩、角砾岩、碎裂岩和碎块岩等组成 , 胶结不良 , 风化强烈 , 透水性强 , 地形上呈槽状。挤压破碎带主要发育在二坝以西 , 岩石强烈挤压破碎 , 形成宽 0. 5 3. 0 m, 长 50 70 m 的片状、碎块状破碎带。坝址区裂隙发育 , 以走向 310 330b 和 40 70b 两组为主。劈理在坝址区普遍可见。基岩透水性受断裂构造及风化程度影响 , 总的规律是大坝、二坝两岸坝肩 基岩透水性和透水厚度均比河床大 ； 断裂破碎带和风化岩体透水性比非断裂破碎带岩体和微新岩体大。坝址区岩体风化强烈。地下水由库水和大气降水补给。坝址区主要工程地质问题是坝基渗漏和渗透稳定。由于坝基及坝肩断裂构造发育 , 岩石破碎 , 风化强烈 , 透水性强 , 造成坝基严重渗漏 , 在长期有压渗流的作用下 , 有可能导致坝基集中渗漏加大 , 产生渗透破坏 ,危及坝体安全。 三、渗漏控制与处理的主要措施 1、防渗灌浆轴线布置 防渗灌浆布置的原则为 : 使防渗灌浆帷幕与土坝粘土心墙联接成整体 ； 使大坝、 二坝防渗灌浆帷幕向两坝间山体延伸并相联接 , 形成封闭的防渗系统。应尽量避免灌浆钻孔距粘土心墙迎水面太近 , 以免灌浆时造成劈裂缝。为此 , 防渗灌浆帷幕轴线应布置于粘土心墙中心线的下游侧。大坝、二坝防渗帷幕轴线随坝轴线的走向成折线布置 , 两坝间山体由大坝、二坝左右端点联接成一直线 , 为防止岸坡接触部位的绕坝渗漏 , 应适当往两岸延伸一定距离 , 即大坝左岸由坝肩向左延伸 30 m 为灌浆左端点 , 二坝右岸截断 F6 断层后 , 向右延伸 18 m 为右端点。防渗灌浆帷幕轴线长度为 714. 48 m, 防渗面积 14 025 m2, 防渗灌浆钻孔总进尺 21 832 m, 基岩灌浆进尺 11 426 m。见图 1 2、粘土水平铺盖 为延长渗径、降低水力坡降，在坝上游设置水平防渗铺盖与坝体防渗体连接，过去一般用粘土铺盖，目前不少工程采用复合土工膜铺盖。对于容易产生接触流土的地层和喀斯特裂缝发育地层不宜采用粘土做铺盖，因为在水压力作用下，粘土铺盖容易被破坏，起不到防渗作用。采用铺盖防渗必须使通过铺盖及下卧冲积层内的渗透坡降，不超过各自允许的渗透坡降；坝下游渗流出逸处的剩余水头不产生渗透变形；渗流量控制在合理范围内。铺盖 厚度应保证各处的渗透坡降不大于允许坡降，应自上游向下游逐渐加厚。一般前端厚度约 0.5- 1.0m，末端不应小于 1/61/10 水头。铺盖与坝身防渗体连接处应适当加厚。水库放空，铺盖有干裂、冻融的可能性时，则应加铺一定厚度的保护层。铺盖土料渗透系数应不大于 10- 5cm/s，坝基土的渗透系数与铺盖土料渗透系数的比值应大于 100。铺盖长度应满足地基中的水力坡降小于其允许水力坡降。当铺盖长度达到一定限度时，再增加长度，其效果就不显著，这个长度一般称为铺盖的有效长度。因此，设计铺盖长度不应超过有效长度。一般情况下， 土坝的有效铺盖长度可采用 5- 8 倍水头，对水头较大，透水层较深的坝基可采用 8- 10 倍水头。铺盖与河床表面透水料之间要严格按反滤要求施工，还要对两侧岸坡进行封闭以形成完整的防渗体系，避免产生绕坝渗漏。 2、粘土截渗墙 当覆盖层深度小于 15- 20m 时，可采用粘土截水槽防渗方案，对于多层土质的坝基，因水平渗透系数比垂直渗透系数大得多，采用粘土截水墙效果更佳，施工质量也容易保证。如果覆盖层很深时，也可采用多排帷幕灌浆，但效果不如粘土截水槽。截水槽的底宽应视水头和填筑土料性质而定，一般为 水头的 0.1- 0.2 倍，截水墙底部须达到新鲜基岩，下游坡与坝基土接触面须做好反滤。实践证明，当拦截透水层总深度 90%与全部拦截的防渗效果大不相同，且前者还有可能造成集中渗透冲刷。 3、垂直铺塑 垂直铺塑防渗技术是近年来发展起来的一项新技术，造价较硅防渗墙、高压喷射防渗墙都低，每平方米综合单价40- 60 元，防渗效果明显，但受地质条件限制，应用范围受到一定的影响。垂直铺膜基本工艺流程为：开沟造槽 铺设塑料薄膜 回填沟槽等。开沟造槽是垂直铺膜的关键技术环节，该工序除利用高压水流 和刮板对土体进行冲切、刮搅外，还与反循环装置相结合，将不能搅拌成泥浆的大颗粒从槽底吸出，形成槽壁规整、顺直的沟槽。开沟造槽机按破土开沟形成不同，分为往复式、刮板式和旋转式。开沟造槽深度达到设计要求后，把竖向固定杆插入缠有土工膜的圆管内，放入沟槽，然后将土工膜起端用细钢管缠数圈，向后拉一定距离插在沟槽内，随着造槽机的前行，人工转动塑料薄膜卷，使塑料薄膜平顺地铺展在槽中。膜与膜之间可采用粘接、缝合、搭接措施，使塑膜成为一个连续的整体。塑料薄膜铺设于沟槽后，应及时回填，以防沟槽坍塌。沟槽回填采用人工回填和泥浆淤沉 相结合的方法，亦即土工膜铺设后，先向槽内均匀推放一定数量的粘性土，再将砂砾泵输浆管出口置于已铺好土工膜的沟槽内，利用新开沟槽底部吸出的泥浆淤沉结合人工投入土料来回填沟槽。 4、排渗 当防渗和截渗还达不到渗流稳定要求时，在堤坝下游渗流出口处设置排水井进行排渗，将坝身或坝基内的渗水顺利地排出坝外，使土体的土粒保持稳定，不被带走，以达到降低浸润线，减少渗压水头，降低坝后水位，防止发生渗透变形破坏。坝身导渗主要在土坝背水坡的渗漏部位，根据渗漏的程度，选用，适当的导渗措施，以导出坝身内渗透水，降低 浸润线，使坝坡保持干燥稳定。 随着经济的不断发展和大量水利工程的开发建设，开发水利工程中的难题软土地基已经成为水利工程开发的新方向。因此，解决土坝软土地基的开发问题势在必行，研究软土地基在施工中的处理方法已经成为水利工程中的关键问题，解决土坝软土地基的处理措施至关重要。 【参考文献】 1张景秀 .坝基防渗与灌浆技术 .北京：中国水利水电出版社， 2012 2牛运光 .土坝安全与加固 .北京：中国水利水电出版社， 2011 文档资料：浅析水利工程中土坝坝基渗漏 的控制与处理 完整下载 完整阅读 全文下载 全文阅读 免费阅读及下载 阅读相关文档 :桥梁移动模架施工简支箱梁技术 浅析建筑工程中的深基坑支护施工技术 浅析提高选煤厂机电安装质量的有效方法 浅析建筑工程质量技术保证措施 桥梁伸缩缝病害的预防措施 浅析农村水厂设计应注意的问题及运行管理 浅析建筑安装工程复杂管线的系统布置 浅析灰色预测模型在建筑工程造价中的应用 浅议规划方案设计的重要性 桥梁光洁面混凝土的施工方法 浅析泰安岱庙路面的历史价