土坝排水棱体异常渗水处理技术

1、土坝排水棱体异常渗水处理技术Keywords: arrises body ooze water; Gravel material;ShenGou; counseling 深圳市某水库的主坝为均质土坝，按防御 100 年一遇洪水 标准设计 , 经多年运行 , 主坝病险程度逐年加重 , 发现存在有 多处不同程度的异常渗漏现象 , 异常的渗水造成了主坝浸润线 抬高, 外坡散浸加剧 , 严重危及大坝安全。经鉴定、复核 , 主坝 排水棱体失效 , 是危及大坝安全的主要原因之一。 为确保堤坝安 全稳定运行 , 消除安全隐患 , 应对该段堤坝的异常渗水段进行 处理。根据对异常渗水的原因分析 , 确定主要是由

2、于三方面的原 因造成 : 一是施工建材质量把关不严 , 反滤层的砂砾石含泥量 较大 , 棱体的堆砌块石大部分是从大坝两端山头采集的风化石； 二是在大坝外坡马道和坡面没有设计修建纵横排水沟 , 一遇暴 雨 , 雨水挟带坝坡面泥土 , 全部灌进排水棱体内 , 淤积排水棱 体。三是一部分没有被滤层拦截的粘土细粒进入排水棱体 , 阻 塞排水通道 , 反滤层的砂砾石含泥量过大 , 排水性能降低 , 再加 上运行中有大量细粒的粘土吸附在砂砾石上 , 使得反滤层的透 水能力越来越弱。一、异常渗水处理措施1 、方案比较根据上述分析 , 初步拟定对排水棱体进行改造的三种方 案。方案一 : “冲抓回填砂砾料形成垂

3、直排水体”加“坝体表层 开挖纵横导渗沟”； 方案二 : 在原来的老排水棱体上直接新建 贴坡排水 ; 方案三 : 拆除老排水棱体重建。方案对比见附表。经比选 , 最终决定采用方案一。 附表排水棱体改造方案对比表2 、处理方法根据成因分析和处理方案比较 , 该工程的改造措施为 : 在 老排水棱体上游坡脚位置沿平行坝轴线方向上每隔 5 m 距离用 冲抓机造孔一个 , 孔内铺砂砾反滤料压实 , 形成垂直排水体 ; 两垂直排水体间开挖 2.8 m 深的联系肓沟 , 把排水孔互相连通 形成平行坝轴线的排水体。 为把渗水顺利排向下游 , 沿纵向排水 体每隔 15 m 开挖一条深 2 m 的横向导渗沟 , 将

4、坝体渗水导向排 水体外 , 纵横导渗沟相互连通 , 组成综合排水结构。附图为坝体排水结构布置。（ 1）冲抓垂直排水孔。为尽量减少对坝脚的损害 , 冲抓孔 布置在老排水棱体上游坡脚的位置 , 约距老排水棱体内顶角 4.8 m 左右 , 这正好位于大坝土体之中 , 避开老排水棱体中堆砌的 块石 , 便于利用冲抓机开孔。 造孔施工应选择在枯水季节、 水库 水位较低时进行 , 外坡脚渗流量小 , 坝体粘土含水量低 , 可预 防孔壁的崩垮等现象出现 , 减少大坝坝体的损伤 , 保证造孔质量及垂直排水体的填筑质量。冲抓孔径 1.0m, 间距 5m, 共冲抓成孔 17 个 , 造孔深度 直接到达老排水棱体高

5、程 165.7m 的位置 , 平均深度 6.8m 。造好孔后应立即回填 1m 厚粗砂 , 然后再将砾石回填至高 程 169.70m 的位置 , 并予压实。(2) 纵向排水盲沟开挖。在所有的排水孔冲抓回填好后 , 在 排水孔之间开挖深 2.8m, 宽 1m 的沟槽与冲抓孔连通 , 高程 165.7 m 的位置清除垂直排水体泥土 , 在沟槽周边铺设双层土 工布，并在距沟底0.5 m 埋设200的塑料盲管，立即回填 砂砾石并压实 , 在砂砾上面再铺设二层土工布 , 最后回填粘土 夯压密实 , 恢复坝坡原状。土工布的要求 : 土工布将粘土和砂砾隔开 , 起反滤作用 , 要求有较高的强度和耐久性等 ,

6、布的厚度要求大于 6 mm, 土工 织物滤层孔径小于 0.16 m m 。土工织物强度要求 : 握持强度 820 N, 刺破强度大于 370 N, 顶破强度大于 2.1 MPa, 抗拉强度 1.2 kN/100 mm 。塑料盲管的要求 : 由于塑料盲管永久性埋设在滤料中 , 选 择厚度为5mm的PVC管，口径 =200mm,要求PVC管有一 定强度和抗老化耐腐蚀性能。为了砂砾中水流进管道 , PVC 管要 加工成花管 , 即在管壁上钻直径为 6 mm 的小孔 ( 一般要比砂 砾石的径粒小 , 防止砂砾进入盲管 ) , 孔距为 8 cm 左右,成梅 花状布置 , 管头用二通和三通管搭接。砂砾石的

7、质量要求 : 级配良好 , 干净无杂物 , 质地致密 , 抗水性和抗风化性良好 , 有良好的透水性 , 粒径小于 0.075mm 颗粒含量应不超过 5%。(3) 开挖横向导渗沟。为了将纵向导渗沟内的水顺利排向 下游 , 每隔 15 m 设置一条横向导渗沟 , 共 4 条。由于导渗沟布 置老排水棱体内无法利用冲抓机进行工作 , 只能采用人工开挖、 回填砂砾石的方法施工。导渗沟开挖深度 2 m, 沟宽 1.0m, 沟 底高程 168.89 m 。并在沟周边铺设土工布 , 并距沟底 0.5m 的 砂砾石中埋设 200的塑料盲管，使横向导渗沟与纵向导渗沟连 通。(4) 下游棱体延伸。由于大坝外坡需要培厚 , 因此排水棱 体也须相应地往下游顺延 , 其中棱体水平外延距离 6.7 m, 加 高 0.9 m 。棱体外坡面采用干砌护坡 , 坡比为 1: 1.5, 内部用 新鲜青块石堆砌。 排水棱体加高部分与大坝脚培厚土体接触面之 间反滤层也采用双层土工布代替。 加宽部分与坝基之间的反滤层 采用三层级配均匀、耐风化的砂、砾、碎石构成反滤系统 , 每层 粒径随渗流方向而增大 , 厚度为 0.5 m 。为了防止坝坡面泥土被雨水冲入排水棱体 , 在各级马道和 坝体与山坡交接处修建BX H=0.3 mx 0.4 m混凝土槽排水沟。二、处理效果2011 年初完成排水棱体的改造加固工作 , 4 月底蓄水至正