【摘要】:水庫本是為給人們提供更好的生活條件而改造水流,促進人與自然和諧相處的工程,若其堤壩出現(xiàn)滲漏,不僅影響自然環(huán)境,更會對人民的生命財產(chǎn)構(gòu)成嚴重威脅。本文對水庫堤壩滲漏的成因分析,提出了一些治理措施,以供參考。
【關(guān)鍵詞】:水庫堤壩;滲漏形式;防治措施
水利工程堤壩在汛期水位持續(xù)保持較高的情況下,由于堤壩體浸潤線較高,堤壩的背水坡及壩腳附近較易出現(xiàn)土壤潮濕或發(fā)軟的情況,如果有水滲出的話就是通常所說的堤壩滲漏現(xiàn)象了。堤壩滲漏如果不能及時處理的話,可能發(fā)展成為管涌、流土、滑坡等堤壩險情。明確堤壩滲漏成因,加強水庫堤壩滲漏研究,切實提升水庫堤壩的安全水平具有重要的現(xiàn)實意義。
1、水庫堤壩病害的類型
常見的壩體的病害分為滲透破壞和變形破壞兩種。滲透變形極大影響土石壩穩(wěn)定。
1.1水庫堤壩的滲透破壞。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。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。
1.2水庫堤壩的變形破壞。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。
2水庫堤壩滲漏的表現(xiàn)形式
水庫堤防滲漏通常是指水體向圍護區(qū)以外滲流而產(chǎn)生水量漏失的現(xiàn)象。滲漏的主要表現(xiàn)形式有涵閘滲漏、壩體滲漏、壩基滲漏和接觸滲漏等幾種形式。
2.1涵閘滲漏
水體通過涵閘破損斷裂部位或因周邊止水失效,或因閘身不均勻沉陷導(dǎo)致閘體變形并在其周邊接觸處發(fā)生的水體流失現(xiàn)象。
2.2壩體滲漏
水體透過壩身滲流而造成水量流失的現(xiàn)象,由于土質(zhì)堤壩是由土料構(gòu)筑的,而土料具有一定程度的透水性,在持續(xù)高水位下,如果填筑的土料選擇不當或夯壓不實,滲透到壩體內(nèi)部的水分即會相應(yīng)增加,浸潤線和出逸點也會明顯抬高,如不及時處理,就可能發(fā)生滑坡、漏洞、塌坑等,因而對土質(zhì)堤壩的安全和穩(wěn)定危害很大。
2.3壩基滲漏
水體沿壩基和壩肩透水巖土帶滲流而發(fā)生漏失水量的現(xiàn)象。由于土石壩對地基強度的要求不高,因此基礎(chǔ)的防滲處理好壞直接關(guān)系到土石壩的運行安全。
2.4接觸滲漏
水體沿壩體與山體結(jié)合部或風化巖層處向下游地區(qū)滲流的現(xiàn)象,水庫右壩頭與山體結(jié)合部位為強風化帶,由于建庫時未做防滲處理而且?guī)r層又傾向下游,從而形成集中滲漏。
3水庫堤壩滲漏的成因探討
造成水庫堤壩滲漏的原因錯綜復(fù)雜,但概括起來,無非有以下幾種原因:
3.1設(shè)計上的缺陷
許多早期建設(shè)的小型水利工程,通常是采用“邊勘測、邊設(shè)計、邊施工”的方法倉促上馬,這致使許多工程缺乏規(guī)范的圖紙,且對水庫使用中可能面臨的問題考慮不周,這為水庫堤壩使用中出現(xiàn)滲漏埋下了隱患。
3.2施工上的缺陷
在水利建設(shè)過程中,如果必要的質(zhì)量控制和監(jiān)測手段缺失或不到位,必然會導(dǎo)致水利工程堤壩在施工中出現(xiàn)質(zhì)量問題。
3.3地質(zhì)上的缺陷
由于受經(jīng)費或是開工期限的制約,部分小型水庫在建設(shè)前沒有進行必須要的地質(zhì)勘探,施工時又沒有很好地開挖或無法挖到新鮮基巖;發(fā)現(xiàn)問題后防滲處理措施也不到位,這就導(dǎo)致壩基滲漏的出現(xiàn)。
3.4運行管理上的缺陷
部分小型水庫由于經(jīng)費的緊張和人員的短缺,使其長期處于無人管理,或管理不到位的狀態(tài),使得堤壩養(yǎng)護不及時,為水庫堤壩出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象提供了可乘之機。
3.5生物災(zāi)害導(dǎo)致堤壩滲漏
在水庫堤壩管理中對蟻害、獸害的管理尤為重要,這是導(dǎo)致堤壩滲漏的重要原因之一。土棲白蟻具有廣布性、隱蔽性、漸進性和再生性,從其入侵、滋生、繁衍、擴展并產(chǎn)生危害一般需8-9年,不及時加以殺滅、挖除或采取灌漿充填和毒土處理,可能在持續(xù)高水位時發(fā)生滲漏。
4水庫堤壩滲漏防治的具體措施
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(wù)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。在工作實踐中應(yīng)采取以下具體措施:
4.1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。壓蓋在實際應(yīng)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(yīng)根據(jù)各自情況,采取不同型式,以達到滲水不滲土的目的。
4.2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。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,應(yīng)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。
4.3減壓井
壓井系統(tǒng)應(yīng)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(yīng)設(shè)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(yīng)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(yīng)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。
4.4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(yīng)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(yīng)力重新分布,提高壩體的穩(wěn)定性。
總之,滲漏是水庫堤壩面臨的主要問題之一,明確堤壩滲漏的成因,采取切實可行的措施加強堤壩的防滲處理,提高堤壩的安全性,這是堤壩工程發(fā)揮最佳經(jīng)濟效益的必要措施。