【摘 要】及時(shí)發(fā)現(xiàn)并判斷水庫土石壩發(fā)生險(xiǎn)情的性質(zhì)，采取必要的措施，對保證水庫工程安全度汛是非常重要的。本文針對土石壩出現(xiàn)的滲水險(xiǎn)情進(jìn)行分析。
【關(guān)鍵詞】土石壩；滲水險(xiǎn)情；原因；措施
由于土石壩可用當(dāng)?shù)厥现䦃�，對地質(zhì)條件的適應(yīng)性強(qiáng)，施工較方便，抗震性能好，造價(jià)低，世界各地建造了許多土石壩。我國解放以來已建成土石壩8萬多座，其中壩高達(dá)60m以上的有60多座，這些大壩改善了我國水資源的開發(fā)利用條件，在發(fā)電、抗御洪水、灌溉、城鄉(xiāng)供水等方面發(fā)揮出巨大效益。但一些大壩由于設(shè)計(jì)不周、施工不良、管理不善，以及地震等外在因素的作用，也出現(xiàn)了若干病害和險(xiǎn)情。如果不注重維護(hù)和加固處理，任其發(fā)展，將會(huì)導(dǎo)致工程失事。土石壩維護(hù)和加固重點(diǎn)在于處理大壩滲漏。
1.滲水搶險(xiǎn)
1.1土石壩滲水的原因
土石壩發(fā)生滲水的主要原因是：①高水位持續(xù)時(shí)間較長；②壩坡較陡，壩的斷面不足，浸潤線抬高，在背水坡上出逸；③均質(zhì)壩身夾有沙層，透水性強(qiáng)；④土壩填筑時(shí)，土料多雜質(zhì)，有較大的干土塊或凍土塊、夯壓不實(shí)，施工分段接頭未能搭接緊密；⑤壩體本身有隱患，如蟻穴、獸洞等；⑥壩體與輸水洞、溢洪道結(jié)合處填筑不密實(shí)；⑦壩基滲水性強(qiáng)，未采取防滲或截滲措施；⑧壩后排水反濾施工質(zhì)量差或失效，浸潤線抬高，滲水從坡面逸出。
1.2滲水搶護(hù)措施
土石壩滲水搶護(hù)的原則，應(yīng)是“臨水截滲，背水導(dǎo)滲”。臨水坡用透水性小的黏土料拋筑前戧，也可用篷布、土工膜隔滲，上壓土袋，可以減少水體入滲。背水坡用透水性較大的砂、石或土工織物反濾，把已經(jīng)入滲的水，通過反濾，有控制地只讓清水流出，不讓土粒流失，從而降低浸潤線，保持壩坡穩(wěn)定，切忌在背水坡用黏性土壓滲，這樣會(huì)阻礙壩體內(nèi)滲流逸出，反而抬高了浸潤線，導(dǎo)致滲水范圍擴(kuò)大，加劇險(xiǎn)情。滲水搶護(hù)方法較多，這里只介紹兩種常用方法。
1.2.1臨水截滲
為減少向壩身的滲水量，降低浸潤線，達(dá)到控制滲水險(xiǎn)情和穩(wěn)定壩坡的目的，可采用此法截滲。一般根據(jù)臨水的深度、流速，風(fēng)浪的大小，取土的難易，可以采取以下方法。
1.2.1.1土工膜截滲。當(dāng)缺少黏性土料時(shí)，在水深較淺時(shí)，可采用土工膜加保護(hù)層的辦法，達(dá)到截滲的目的，具體做法是：①防滲土工膜種類較多，可根據(jù)壩身具體條件選用。在鋪設(shè)前，應(yīng)清理鋪設(shè)范圍內(nèi)的邊坡和坡腳附近地面，以免造成土工膜的損壞。②根據(jù)坡面滲水的具體尺寸，確定土工膜邊坡的寬度，預(yù)先粘結(jié)或焊接好，以滿鋪滲水段邊坡并深入臨水腳以外1m以上為止。順邊坡長度不足時(shí)，可以搭接，但搭接長度應(yīng)大于0.5m；③鋪設(shè)前，一般將土工膜卷在8-10m的滾筒上，置于臨水面的壩肩上。在滾鋪前，把土工膜的下邊折疊粘牢形成卷筒，并插入直徑4-5cm的網(wǎng)管加重，使土工膜能沿坡緊貼展鋪；④土工膜鋪好后，應(yīng)在其上滿壓1-2層裝有土或砂石的土工膜袋。由坡腳下端壓起，逐層錯(cuò)縫向上壓，不留空隙，作為土工膜的保護(hù)層，同時(shí)起到放風(fēng)浪的作用。
1.2.1.2拋黏土截滲。當(dāng)水庫不太深，風(fēng)浪不大，附近有黏性土料，而且取土較易，在庫水又不能放空的情況下，可采用此法。具體做法是：①根據(jù)壩身臨水坡滲水范圍和滲水嚴(yán)重程度確定拋筑尺寸。一般頂寬2-3m，順壩軸線長度至少超過滲水段兩端各3m，戧頂高出滲水面約1m。②拋土前應(yīng)將邊坡上雜草、樹木盡量清除，以免拋填不實(shí)，影響戧體截滲效果；③在臨水壩肩準(zhǔn)備好黏性土料，然后集中力量沿臨水坡由上而下，由里而外，向水中慢慢推下，由于土料入水后的崩解、沉積固結(jié)作用，即成截滲戧體，如臨水較深或土壩有防浪墻，可使用船只或油桶搭排拋土。（如圖1）。
2.背水反濾導(dǎo)滲
該法是在滲水邊坡上滿鋪反濾材料，使?jié)B水排出，而土料不隨水流出來。根據(jù)使用反濾材料不同，有以下幾種方法：
2.1土工織物反濾層。按砂石反濾層的要求在滲水邊坡清好后，先鋪設(shè)一層符合濾層要求的土工織物。鋪設(shè)時(shí)應(yīng)保持搭接寬度不小于50cm。然后再滿鋪一般透水砂石料，其厚度40-50cm。最后再壓塊石或土沙袋保護(hù)。
2.2砂石反濾層。在搶護(hù)前，先將滲水邊坡的軟泥、草皮及雜物等清除，其厚度一般為10-20cm。然后，按要求鋪設(shè)反濾層。反濾料的質(zhì)量要求、鋪填方法以及保護(hù)措施與砂石導(dǎo)滲鋪筑反濾料相同（見圖4）。
2.3梢料反濾層。在土工織物和砂石料都缺少的情況下，為及時(shí)搶護(hù)，也可就地采用梢料反濾層導(dǎo)滲。按砂石反濾層要求，先將滲水邊坡清理好后，鋪設(shè)一層粗稻糠、麥秸、稻草等細(xì)梢料，其厚度不小于10cm，再鋪設(shè)一層柳枝、蘆葦?shù)却稚伊�，其厚度不小�?0cm。所鋪設(shè)的各層梢料應(yīng)粗枝朝上，細(xì)梢朝下，從下往上鋪置，在枝梢接頭處，應(yīng)搭接一部分。梢料反濾層做好后，其頂部覆蓋保護(hù)與梢料導(dǎo)滲溝相同。
3.滲水搶險(xiǎn)應(yīng)注意的事項(xiàng)
3.1對滲水險(xiǎn)情的搶護(hù)，原則上應(yīng)遵守“臨水截滲、背水導(dǎo)滲”。但臨水截滲，需在水下摸索進(jìn)行，施工困難，效果較差。為了避免貽誤時(shí)機(jī)，應(yīng)在臨水截滲措施實(shí)施的同時(shí)，還應(yīng)在背水面搶護(hù)反濾導(dǎo)滲。
3.2在搶護(hù)滲水險(xiǎn)情時(shí)，應(yīng)盡量避免在滲水范圍內(nèi)來往踐踏，以免加大加深稀軟范圍，造成施工困難和擴(kuò)大險(xiǎn)情。
參考文獻(xiàn)
[1]岳元璋,肖國義.水庫除險(xiǎn)加固工作亟待加強(qiáng)[J].水利管理技術(shù).1997年06期.
[2]紀(jì)紅.漢江下游堤防除險(xiǎn)加固若干問題研究[D].武漢大學(xué).2004年.
[3]杜曉紅.馬旺水庫大壩截滲方案研究[D].河海大學(xué).2005年 .
【關(guān)鍵詞】土石壩；滲水險(xiǎn)情；原因；措施
由于土石壩可用當(dāng)?shù)厥现䦃�，對地質(zhì)條件的適應(yīng)性強(qiáng)，施工較方便，抗震性能好，造價(jià)低，世界各地建造了許多土石壩。我國解放以來已建成土石壩8萬多座，其中壩高達(dá)60m以上的有60多座，這些大壩改善了我國水資源的開發(fā)利用條件，在發(fā)電、抗御洪水、灌溉、城鄉(xiāng)供水等方面發(fā)揮出巨大效益。但一些大壩由于設(shè)計(jì)不周、施工不良、管理不善，以及地震等外在因素的作用，也出現(xiàn)了若干病害和險(xiǎn)情。如果不注重維護(hù)和加固處理，任其發(fā)展，將會(huì)導(dǎo)致工程失事。土石壩維護(hù)和加固重點(diǎn)在于處理大壩滲漏。
1.滲水搶險(xiǎn)
1.1土石壩滲水的原因
土石壩發(fā)生滲水的主要原因是：①高水位持續(xù)時(shí)間較長；②壩坡較陡，壩的斷面不足，浸潤線抬高，在背水坡上出逸；③均質(zhì)壩身夾有沙層，透水性強(qiáng)；④土壩填筑時(shí)，土料多雜質(zhì)，有較大的干土塊或凍土塊、夯壓不實(shí)，施工分段接頭未能搭接緊密；⑤壩體本身有隱患，如蟻穴、獸洞等；⑥壩體與輸水洞、溢洪道結(jié)合處填筑不密實(shí)；⑦壩基滲水性強(qiáng)，未采取防滲或截滲措施；⑧壩后排水反濾施工質(zhì)量差或失效，浸潤線抬高，滲水從坡面逸出。
1.2滲水搶護(hù)措施
土石壩滲水搶護(hù)的原則，應(yīng)是“臨水截滲，背水導(dǎo)滲”。臨水坡用透水性小的黏土料拋筑前戧，也可用篷布、土工膜隔滲，上壓土袋，可以減少水體入滲。背水坡用透水性較大的砂、石或土工織物反濾，把已經(jīng)入滲的水，通過反濾，有控制地只讓清水流出，不讓土粒流失，從而降低浸潤線，保持壩坡穩(wěn)定，切忌在背水坡用黏性土壓滲，這樣會(huì)阻礙壩體內(nèi)滲流逸出，反而抬高了浸潤線，導(dǎo)致滲水范圍擴(kuò)大，加劇險(xiǎn)情。滲水搶護(hù)方法較多，這里只介紹兩種常用方法。
1.2.1臨水截滲
為減少向壩身的滲水量，降低浸潤線，達(dá)到控制滲水險(xiǎn)情和穩(wěn)定壩坡的目的，可采用此法截滲。一般根據(jù)臨水的深度、流速，風(fēng)浪的大小，取土的難易，可以采取以下方法。
1.2.1.1土工膜截滲。當(dāng)缺少黏性土料時(shí)，在水深較淺時(shí)，可采用土工膜加保護(hù)層的辦法，達(dá)到截滲的目的，具體做法是：①防滲土工膜種類較多，可根據(jù)壩身具體條件選用。在鋪設(shè)前，應(yīng)清理鋪設(shè)范圍內(nèi)的邊坡和坡腳附近地面，以免造成土工膜的損壞。②根據(jù)坡面滲水的具體尺寸，確定土工膜邊坡的寬度，預(yù)先粘結(jié)或焊接好，以滿鋪滲水段邊坡并深入臨水腳以外1m以上為止。順邊坡長度不足時(shí)，可以搭接，但搭接長度應(yīng)大于0.5m；③鋪設(shè)前，一般將土工膜卷在8-10m的滾筒上，置于臨水面的壩肩上。在滾鋪前，把土工膜的下邊折疊粘牢形成卷筒，并插入直徑4-5cm的網(wǎng)管加重，使土工膜能沿坡緊貼展鋪；④土工膜鋪好后，應(yīng)在其上滿壓1-2層裝有土或砂石的土工膜袋。由坡腳下端壓起，逐層錯(cuò)縫向上壓，不留空隙，作為土工膜的保護(hù)層，同時(shí)起到放風(fēng)浪的作用。
1.2.1.2拋黏土截滲。當(dāng)水庫不太深，風(fēng)浪不大，附近有黏性土料，而且取土較易，在庫水又不能放空的情況下，可采用此法。具體做法是：①根據(jù)壩身臨水坡滲水范圍和滲水嚴(yán)重程度確定拋筑尺寸。一般頂寬2-3m，順壩軸線長度至少超過滲水段兩端各3m，戧頂高出滲水面約1m。②拋土前應(yīng)將邊坡上雜草、樹木盡量清除，以免拋填不實(shí)，影響戧體截滲效果；③在臨水壩肩準(zhǔn)備好黏性土料，然后集中力量沿臨水坡由上而下，由里而外，向水中慢慢推下，由于土料入水后的崩解、沉積固結(jié)作用，即成截滲戧體，如臨水較深或土壩有防浪墻，可使用船只或油桶搭排拋土。（如圖1）。
2.背水反濾導(dǎo)滲
該法是在滲水邊坡上滿鋪反濾材料，使?jié)B水排出，而土料不隨水流出來。根據(jù)使用反濾材料不同，有以下幾種方法：
2.1土工織物反濾層。按砂石反濾層的要求在滲水邊坡清好后，先鋪設(shè)一層符合濾層要求的土工織物。鋪設(shè)時(shí)應(yīng)保持搭接寬度不小于50cm。然后再滿鋪一般透水砂石料，其厚度40-50cm。最后再壓塊石或土沙袋保護(hù)。
2.2砂石反濾層。在搶護(hù)前，先將滲水邊坡的軟泥、草皮及雜物等清除，其厚度一般為10-20cm。然后，按要求鋪設(shè)反濾層。反濾料的質(zhì)量要求、鋪填方法以及保護(hù)措施與砂石導(dǎo)滲鋪筑反濾料相同（見圖4）。
2.3梢料反濾層。在土工織物和砂石料都缺少的情況下，為及時(shí)搶護(hù)，也可就地采用梢料反濾層導(dǎo)滲。按砂石反濾層要求，先將滲水邊坡清理好后，鋪設(shè)一層粗稻糠、麥秸、稻草等細(xì)梢料，其厚度不小于10cm，再鋪設(shè)一層柳枝、蘆葦?shù)却稚伊�，其厚度不小�?0cm。所鋪設(shè)的各層梢料應(yīng)粗枝朝上，細(xì)梢朝下，從下往上鋪置，在枝梢接頭處，應(yīng)搭接一部分。梢料反濾層做好后，其頂部覆蓋保護(hù)與梢料導(dǎo)滲溝相同。
3.滲水搶險(xiǎn)應(yīng)注意的事項(xiàng)
3.1對滲水險(xiǎn)情的搶護(hù)，原則上應(yīng)遵守“臨水截滲、背水導(dǎo)滲”。但臨水截滲，需在水下摸索進(jìn)行，施工困難，效果較差。為了避免貽誤時(shí)機(jī)，應(yīng)在臨水截滲措施實(shí)施的同時(shí)，還應(yīng)在背水面搶護(hù)反濾導(dǎo)滲。
3.2在搶護(hù)滲水險(xiǎn)情時(shí)，應(yīng)盡量避免在滲水范圍內(nèi)來往踐踏，以免加大加深稀軟范圍，造成施工困難和擴(kuò)大險(xiǎn)情。
參考文獻(xiàn)
[1]岳元璋,肖國義.水庫除險(xiǎn)加固工作亟待加強(qiáng)[J].水利管理技術(shù).1997年06期.
[2]紀(jì)紅.漢江下游堤防除險(xiǎn)加固若干問題研究[D].武漢大學(xué).2004年.
[3]杜曉紅.馬旺水庫大壩截滲方案研究[D].河海大學(xué).2005年 .
