江油市小型水库渗漏成因及防渗处理的技术措施3900字 江油市

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江油市小型水库渗漏成因及防渗处理的技术措施3900字

江油市小型水库渗漏成因及防渗处理的技术措施3900字 江油市位于四川盆地北部边缘,幅员面积2719.3km2,1954年兴建水库以来, 共建成小型水库186座。小型水库兴建高峰期是20世纪50~60年代,建设期大部 分工程设计资料不全,加之多年来资料保管不善造成残缺、遗失等,水库运行几 十年,已进入老化期,特别是“5.12”汶川特大地震,四川大量的水库出现严重 震损,安全隐患十分严重,江油的小型水库全部为震损病害水库,见表1。

这些震损水库中,大坝渗流较为突出,共有99座水库发生过渗流。截止2011 年,这些水库全部进行了防渗处理,经过运行,部分水库又发生了新的渗流现象, 如向阳水库、东安柏林水库、茶果湾水库等又出现新的渗流现象。渗漏是小型水 库最为重要的安全隐患,主要有坝体渗漏、坝基渗漏、绕坝渗漏等。造成的危害 包括坝身渗漏,坝坡塌陷,坝脚出现管涌、滑坡、流土、大坝移位等。本文就江 油的小型水库土石坝渗流成因及处理技术作简要分析。

2 小型水库大坝渗漏成因 针对江油小型水库建设时间、设计资料、建设管理记录资料,以及运行管理 情况,文章对造成小型水库大坝渗漏的主要原因进行分析。

2.1 设计缺陷 江油在20世纪50~60年代掀起农田水利建设高潮,据调查,江油186座小型 水库大多采取“边勘测、边设计、边施工”的方法,致使工程缺乏规范的图纸。

设计缺陷主要有四点:①大量采用了坝下涵管,以及地勘资料不详等原因造成基 础处理不彻底,基础沉降导致涵管变形、折断、漏水;
②未充分考虑放水、检修 等的需求,造成放水涵(卧)管尺寸偏小,检修困难;
③坝坡偏陡或坝身过于单 薄,易造成滑坡;
④部分小(二)型水库坝后排水棱体偏小,部分未设置反滤层, 从而导致大面积散浸及漏水。

2.2 施工缺陷 2.3 地质缺陷 江油属典型的喀什特地貌地区,由于部分水库大坝选址未充分考虑溶岩地质地貌,或地勘资料不全面、或地质情况发生突变,且施工时没有开挖到新鲜基岩, 也没有进行基础灌浆处理,最后导致坝基渗漏,水磨沟水库、狮儿河水库就是这 种情况。茶果弯水库、上游水库、白杨坪水库等水库为了节约投资,将一些风化 严重或节理发育破碎的山包,未经处理或处理不完,就作为坝体的一部分,从而 造成坝体渗漏。

3 渗流的安全评价方法 渗流安全评价是大坝安全评价的重点内容之一。渗流安全评价常用的方法有 现场检查法、监测资料分析法、计算分析与经验类比法及专题研究论证法等。由 于江油小型水库一直以来缺少监测手段,或监测项目不全,或监测资料较少。因 此,江油小型水库渗流安全评价大多采用现场检查法,或辅之以计算分析法、经 验类比法。

3.1 现场检查法 现场检查法是通过直接检查或辅以简单的测量、测试,复核建筑物的形体尺 寸、外部质量以及运行情况等是否达到了原设计的要求和功能,主要适用于资料 不足的中小型水库。《水库大坝安全评价导则》(SL 258-2000)明确指出,对 工程现场进行检查,发生以下现象时可认为大坝的渗流状态不安全或存在严重渗 流隐患:
①通过坝基、坝体及两端岸坡的渗流量在相同条件下不断增大;
渗漏水出现 浑浊或可疑物质;
出水位置升高或移动等。

②土石坝上、下游坝坡湿软、塌陷、出水;
坝址区严重冒水翻砂、松软隆起 或塌陷;
库内出现漩涡漏水、铺盖产生严重塌坑或裂缝。

③坝体与两坝端岸坡、输水管(洞)壁等接合部严重漏水,出现浑浊。

④渗流压力和渗流量同时增大,或突然改变其与库水位的既往关系,在相同 条件下有较大增长。

如果仅仅根据某一项渗流现象,不进行认真深入的分析,就将渗流大坝安全 评价为C级,有失简单之嫌。只有对发现或曾出现的各种渗流现象的成因、发展 变化过程及其发展趋势进行仔细论证分析,方能给出准确的安全评价,为除险加固提供依据。

3.2 计算分析法 由于江油的小型水库没有渗流分析用的监测资料,因此应用理论分析计算坝 体渗流形态是渗流分析评价的重点部分。建立二维非恒定渗流的有限元计算模型, 在Windows操作系统下实现基于消息传递的二维渗流的有限元并行计算,可为大 坝渗流分析提供理论依据。计算分析法应与现场检查法相结合,应在经勘测的坝 体、坝基的特性,以及相应的地质参数的基础上进行。

3.3 经验类比法 4 防渗处理技术 大坝防渗处理措施,早些年较为常用的有粘土灌浆、坝前水平铺盖防渗、防 渗墙、土工膜防渗、混凝土面板和坝基帷幕灌浆等。近些年较为常用的有劈裂灌 浆、高喷灌浆、机械造槽防渗等新技术。

4.1 劈裂灌浆 劈裂灌浆技术是我国近年来研究成功的处理病险堤坝的一项新技术。劈裂灌 浆是用浅孔轻便钻机或更简单的钻具,分别采用梅花形布孔和直线布孔方式。灌 浆时由下而上,少灌多复;
泥浆由稀到稠,循序渐进;
压力由大到小,灵活掌握。

这样,可以较好地处理灌浆中出现的冒浆、串浆、滑坡、局部隆起等各种问题 网 ,使灌入的泥浆沿堤的轴向形成一道帷幕,达到改善堤身质量、提高坚固度 和防止渗漏的目的。

由于小型水库除险加固中,各自对土坝劈裂灌浆技术的理解认识的不同,造 成土坝劈裂灌浆效果不一样。有些施工单位将劈裂灌浆和充填式灌浆混淆。设计 为劈裂灌浆,施工中却采用充填式灌浆的工艺,灌浆效果达不到设计要求或效果 不能持久。设计单位应掌握检查孔、注浆实验的数据,及时根据施工现场多变因 数合理调整设计参数,使效果达到最佳。

合理的灌浆施工工艺是保证灌浆质量的一个重要因数。要想保证灌浆的质量, 施工队伍必须严格按照相关规范或规程去施工,并具有对灌浆施工过程进行全面监测的手段和能力。据统计,江油99座小型水库进行过灌浆防渗处理。由于个别 施工队伍自身素质不高,业务技术能力不强,加之监理监管不到位,造成部分水 库灌浆防渗效果耐久性差,向阳水库、东安柏林水库等水库,施工单位没有严格 按照规范施工,灌浆后又出现新的渗漏。

4.2 帷幕灌浆 20世纪以来,帷幕灌浆一直是水工建筑物地基防渗处理的主要手段,对保证 水工建筑物的安全运行起着重要作用。江油在“5.12”地震灾后99座小型水库防 渗加固中,有一些水库采用了帷幕灌浆。大坝的岩石或砂砾石地基中采用灌浆建 造防渗帷幕的工程,帷幕顶部与坝体连接,底部深入相对不透水岩层一定深度, 以阻止或减少地基中地下水的渗透;
与位于其下游的排水系统共同作用,还可降 低渗透水流对大坝的扬压力。帷幕灌浆施工工艺简单,但施工时制浆、造孔、注 浆等掌握不好,灌浆效果也会事倍功半。浆液效果好坏直接影响灌浆效果和堵水 效果的好坏;
控制好注浆压力和浆液扩散半径,才能保证帷幕效果;
造孔操作不 当易发生灌浆孔斜,加剧孔内坍塌,甚至造成卡钻、埋钻现象。

5 结 语 :
[1] 马文涛,李海鸥,杨主恩,等.汶川MS8.0地震对四川省水电场地安全性 评价结果的检验[J].地震地质,2008,(3). [2] 严国璋,李俊辉.堤坝白蚁及其防治[M].武汉:湖北科学技术出版社, 2001. [3] 毛昶熙.渗流计算分析与控制[M].北京:中国水利水电出版社,2003.

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