【摘 要】本文首先對水庫堤壩滲漏的成因進行了概述,相應的提出了一些治理措施,以供參考。
【關鍵詞】堤壩滲漏;治理
樂平市有大型水庫1座,中型水庫4座,。ㄒ唬┬退畮37座,。ǘ┬退畮205座,其中大多建的時間較早,受當時財力、物力及技術(shù)條件的限制,這些工程普遍存在防洪標準低、工程質(zhì)量不高、 配套不夠完善等問題;投入使用后,運行管理和維修養(yǎng)護經(jīng)費不足,老化失修,險情時有發(fā)生,不但制約了水庫效益的發(fā)揮,而且嚴重威脅廣大群眾的生命財產(chǎn)安全。存在的主要問題:大部分水庫是粘土心墻砂殼土壩,存在清基不徹底引起壩基漏水;有的壩基與粘土心墻接觸漏水;放水涵洞與心墻接觸漏水;粘土心墻質(zhì)量差引起壩體滲漏;有的筑壩材料級配不合理且壩殼未碾壓,結(jié)構(gòu)松散,壩體發(fā)生變形,存在液化和自然塌陷的可能性;復雜的水庫險情給除險加固工程帶來了很大難度。多年來,我們通過實施應急性除險加固、空庫迎汛等措施,基本保障了病險水庫的防汛安全,但安全隱患一直未得到根本解決,影響了水庫綜合效益的發(fā)揮。
1、水庫堤壩病害的類型及成因
常見的壩體的病害分為滲透破壞和變形破壞兩種。壩基下的滲透水流,使巖土體中的某些顆粒移動或顆粒成分、結(jié)構(gòu)發(fā)生改變的現(xiàn)象稱為滲透變形或滲透破壞。變形破壞是由于滲流作用下,抗剪強度降低,某些部位產(chǎn)生不均勻變形、裂縫、下滑、產(chǎn)生變形,分為滑坡、崩岸幾種形式。水庫堤防滲透通常是指水體向圍護區(qū)(庫盆、堤防保護區(qū))以外滲流而產(chǎn)生水量漏失的現(xiàn)象。如其滲漏量較大,將顯著降低水庫效益;降低軟弱結(jié)構(gòu)面強度,使某些巖土或斷裂帶充填物產(chǎn)生滲透變形;造成相鄰低谷、洼地或壩基揚壓力增加;下游地下水位抬升、建筑物地基浸沒、失穩(wěn)。滲透變形極大影響土石壩穩(wěn)定。根據(jù)資料,在破壞的土石壩中,有40%是由于壩基或壩體土的滲透變形所造成。我國在對有問題的土石壩的調(diào)查中發(fā)現(xiàn),由滲透變形所引起者竟達60%。此外防洪堤和邊坡的塌滑,巖溶區(qū)覆蓋土層中洞穴和地表塌陷的形成,供水井、壩基排水孔和減壓井的淤塞,開挖基坑和地下工程中遇到的流砂,斷層破碎帶、軟弱夾層、裂隙和洞穴中松散物質(zhì)的帶出等都是由滲透變形引起的。如上饒某水庫條石拱壩由于清基不徹底,在拱基下發(fā)生滲透變形,不僅把紅色風化泥巖裂隙中的粘土沖蝕,而且把泥巖也沖蝕了7m深,連同被沖蝕的壩身成為一個高13m,寬8m的沖蝕洞。從滲透破壞發(fā)生的機理角度,可以將滲透破壞分為四種類型:流土、管涌、接觸沖刷、接觸流土。
2、水庫堤壩除險加固的防治方法
水庫堤壩除險加固就要控制壩基及地基的滲流,其主要任務可歸結(jié)為三點:一是盡量減少滲漏量;二是提早釋放滲透壓力,保證地基與水工建筑物有足夠的靜力穩(wěn)定性;三是防止?jié)B透破壞,保證滲透穩(wěn)定性。在工作實踐中具體有以下6種方法:
2.1 背水側(cè)壓滲蓋重。
當背水側(cè)地型條件允許時,采用封閉式垂直防滲幕墻,其造價高時,采用背水側(cè)壓滲蓋重,可以避免在壓蓋范圍內(nèi)出現(xiàn)管涌。計算出的后蓋寬度很長時,可在后蓋末端設減壓溝(井)以縮短后蓋寬度。壓蓋在實際應用上比較廣,施工簡單,堤防穩(wěn)固性好,工程投資少。壓滲蓋重的形式很多,可以由不透水的變換到完全自由排水的,實踐中應根據(jù)各自情況,采取不同型式,以達到滲水不滲土的目的。一般要與排水溝聯(lián)合使用,此時排水溝應布置在蓋重的端部。
2.2 垂直防滲處理地基。
垂直防滲特別適用于地基透水層較薄、隔水層較淺的情況,此時可以做成封閉式防滲幕墻,堤基的滲流量和揚壓力可以得到有效控制,從而可以達到根治堤基滲透的目的。我國先后研究開發(fā)了射水法、鋸槽法、兩鉆一抓等薄墻施工技術(shù)。封閉式防滲墻,由于墻體截斷了滲流途徑,除險效果非常明顯,但也一定程度上破壞了原來地下水的自然平衡關系,產(chǎn)生一些不良的水環(huán)境后果。對透水層較厚,隔水層較深的雙層堤基,采用封閉式垂直防滲墻,施工難度大且造價太高,必須在勘察資料充分并經(jīng)滲流計算充分論證后方可采用。垂直防滲應布置在臨水堤腳或堤頂靠臨水側(cè)。垂直防滲幕墻可以采用射水法、鋸槽法、輪銑法、高噴灌漿等成墻技術(shù)進行施工。
2.3 減壓井。
單從滲流計算結(jié)果看,減壓井減壓效果非常顯著,是管涌除險的一種非常有效的措施,幾乎適用于所有管涌堤基的除險。但是傳統(tǒng)減壓的最大的問題是淤堵。減壓井的淤堵,與減壓井過濾器的位置、結(jié)構(gòu)、材料以及地下水質(zhì)等密切相關。減壓井系統(tǒng)應盡量布置在背水堤腳附近,以便有效控制堤基滲流。但從堤防搶險的安全性考慮,減壓井一般是布置在背水側(cè)壓滲蓋重端部,并與明溝相通,滲水通過明溝排走。減壓井的間距一般為15~20m。減壓井的透水管段應設在主要的透水層,在堤基為分層結(jié)構(gòu)時更是如此。透水段的長度應大于主要透水層厚度的25%,一般多采用50~75%。井口高程越低,減壓效果越好,但井口高程應高于井不排水時排水溝中可能出現(xiàn)的最高水位,以防泥水倒灌。減壓井的內(nèi)澇問題,在設計中應引起重視。
2.4 滑坡體的清除。
堤壩滑坡又稱脫坡,一般是由于水流淘刷、內(nèi)部滲水作用或上部壓載等所造成;碌膿屪o原則是“削坡減載,固腳壓重”,設法減少滑動力并增加阻力。對因滲透作用引起的滑動,必須采取“前截后導”的措施,加強防滲與排水。淺層滑坡可將滑動體全部挖除,重新回填。深層滑動。一般挖除滑動體中主滑體并重新填筑。主滑體是指在最危險圓弧圓心上側(cè)的土體為主滑體。其次經(jīng)穩(wěn)定計算增加阻滑體的重量,即增大阻滑力,提高堤坡穩(wěn)定性。
2.5 劈裂灌漿。
劈裂式帷幕灌漿法對于加固堤身,防止堤身滲漏有較好效果,比較適合施工土質(zhì)差,碾壓不密實的堤防防滲加固。劈裂灌漿是運用壩體應力分布規(guī)律,用一定的灌漿壓力,將壩體沿壩軸線方向劈裂,同時灌注合適的泥漿,形成鉛直連續(xù)的防滲泥墻,并堵塞漏洞裂縫或切斷軟弱層,以提高壩體的防滲能力,同時通過漿、壩互壓和濕陷,使壩體內(nèi)部應力重新分布,提高壩體的穩(wěn)定性。造孔深度應大于隱患深度2~3m。泥墻的設計厚度一般可采用5~20cm,應根據(jù)堤壩土質(zhì)、碾壓質(zhì)量、隱患性質(zhì)和壩高等情況合理確定。劈裂灌漿這一方法不僅可形成垂直連續(xù)的防滲帷幕,解決壩體的滲透問題,而且還能夠通過漿壩互壓和溫化變形,調(diào)整壩體內(nèi)部的應力,使?jié){脈兩邊3~5m土體得到密實,加大了防滲帷幕帶,近幾年來土壩壩體劈裂灌漿已由原來的中低土壩向高土壩發(fā)展,在某些地基條件下還可以使壩體和地基同時劈裂,形成壩體和地基同一的防滲帷幕。劈裂式灌漿對解決以下六種隱患有較明顯效果:壩體碾壓不實,密實度普遍較差的松堆土壩;壩體內(nèi)有滲漏通道,軟弱層,壩體浸潤線過高,壩坡發(fā)生濕潤區(qū)或 “牛皮脹”或滲透破壞現(xiàn)象;壩體由于不均勻沉陷而產(chǎn)生的裂縫;分期施工的土壩,分層和接頭有軟弱帶和透水層;壩體和其他建筑物接合不好,存在空隙和接觸沖刷;壩體內(nèi)存在生物洞穴和腐爛樹根等隱患。
3、結(jié)束語
對病險水庫出險加固的方法是多種多樣的,要根據(jù)實地情況選擇科學合理的方案進行防滲加固,保證水庫堤壩的安全正常運行。
參考文獻
[1]陳長富.高噴灌漿在水庫防滲中的應用[J].吉林農(nóng)業(yè).2010(08).