关于小型病险土石坝除险加固的探讨
浅谈小型水库中常见的几种除险加固技术
的一 种 技 术 , 主 要 有 以 下 四种 类 型 :
1 . 2 . 1 高压旋 喷灌浆 用高压泵将配制 好 的浆 液 , 通 过注浆 管经 喷嘴 喷
出高速高压的射流 , 借 以切削和破坏原土层结构 , 使浆
.
般小型水库 的大坝是 土石 坝 , 加 固 目标是增 加
其强度 和稳定性 。此 前需 要进行 滑坡勘 探 、 土工试 验 及观测工 作等分 析滑坡原 因, 找 出造成 土体失去平 衡
பைடு நூலகம்
发生相对 滑移 的滑动 力大于抗 滑力 的最 大影 响因素 ,
然 后 据 此 选 取 加 固 技 术 。 土 石 坝 滑 坡 加 固 方 法 一 般
6 5.
口 水利建设与管理 旦 三
道黏 土帷幕 , 幕墙两侧土 的密度都会增大 , 达到 消险固
堤 的作用 。对坝体 质量较 差 的土坝 , 优先 考虑 用劈裂 洞改扩建工程常见的是重新进行水力设计和结构改造。
2 . 2 土 坝 裂 缝 的 除 险 加 固 2 . 2 . 1 裂缝 宽 度不 大 且 无 增 大 趋 势
【 关键词 】 小型水库 除险加 固 技术措施
目前 已经运行几十年的小型水库 , 多兴 建于 2 0世 纪五六 十年代 , 受 当时社 会经济技 术等各 方面 因素制 约, 隐患重 重 。常 见 问题 如 下 : 低 容量 的水 库 防洪 调 度, 大坝有塌 方等危 险 , 或坝体 坝基 已经漏水 等。其结 果是 : 平 时不能正常调节径流 , 无法发挥其应有 的兴利
使用砂壤土从 裂缝 的开裂处进 行灌 人 , 并且 进行 捣 实。对 于一些承担着较为重要的防洪功能的小型 水
土石坝除险加固的方法探讨
图 1 防 渗 墙 导 墙 结 构 图
2 工 程 实例 ’
2 . 1 工程概 况
稳定, 施 工单元 槽段长 为 6 m, 接 头形 式采用 冲击 钻 , 槽 段划 分
见 图 2所 示 。
. 2 . 3 槽段开挖 某工程为土石坝 防渗加 固工程 ,防渗墙墙顶 高程 1 2 6 . 3 5 m, 2
的人 力、 物力。但 由于我 国的土石坝建设时间较早 , 受当时的技术 、 经济、 政策等条件 的影响 , 我 国水库工程 中存在很 多安
全隐患 , 病险 问题 较为严重 。因此绝对不能 因为工程 量小而轻视加 固工程的质量 , 不管是政府 主管部 门、 业主、 监理单位 , 还是施 工单位都要 明确认识到这一点 , 水库的除险加 固已迫在眉睫 。 要 想保证 中型水库除险加 固后 的使 用效果 , 就必须根 据病险土石 坝所在地 的地质条件 , 充分分析适合防渗加 固措施 , 并根据所 选防渗措施 的技 术可行性进行综合论证研 究, 从
1 土 石 坝 的特 点
在水利工程 中, 土石坝的应用较为广泛 , 其具有 自身 的优点。 ①建设土石坝一般都 可以就地取材 , 对“ 三材 ” 的依赖程度低 , 无
导墙 采 用现 浇 混 凝 土 结构 , 其 断 面 尺 寸 按 设 计 要 求 和 相关 规 范
进行 , 为提高槽 内泥浆液面高度, 增加泥浆的侧压力 。
用大型机械 , 节 省成 本 。但 是 , 由于 受 设 计 和 结 构 的 限制 , 土 石坝
没有配套 的泄洪 道, 对灾害性洪水 灾害的抵御能力较差 。同时 , 2 . 2 . 2 槽 段 划 分 地基体 的工 艺较 为简 单, 所 以受气 候变化的影 响较大 , 易 出现坝 导墙施 工 完毕 后按 6 m 间距 用 水 泥 钉 或 膨 胀 螺 丝 打 入 墙 体沉陷 。 体, 以方便标 视槽段 。根据地质条件及抓 斗的特 点, 确保槽 壁的
病险水库土石坝加固措施浅述
病险水库土石坝加固措施浅述1 引言水库既是水源工程,又是防洪工程,在防御洪水灾害和保障国民经济建设中发挥着重要作用。
但由于各种原因,目前,有许多中小型水库存在着渗漏严重、防洪标准偏低,达不到有关规范、规定要求或者工程本身质量差,工程老化失修等问题,形成了大量的病险水库,工程不能正常运行,发挥其兴利效益,同时存在严重的安全隐患,严重威胁着下游人民生命财产的安全。
本文结合笔者的工作经验,主要论述小型水库土石坝现状及除险加固措施。
2 小型水库土石坝渗漏的类型及危害筆者搜集了近些年部分小型水库土石坝出现安全性问题的具体原因,调查结果显示,渗漏是小型水库土石坝出现安全隐患的最主要原因。
要想了解解决小型水库土石坝出现渗漏的问题,首先,我们要对引起分析小型水库土石坝出现渗漏的具体机制、过程以及相应的危害。
渗漏,一般分为三种:(1)坝体渗漏。
这是目前小型水库土石坝中最为普遍的一种渗漏形式,主要是由于土石坝在建设初期由于计划拟定的不够完备,导致工程中出现种种问题影响了水坝坝面的完整性;(2)坝基渗漏。
这种情况往往是由于在土石坝建设之前对具体地质没有进行实地研究和考察,计划的制定和现实不相符,最后导致水坝的地基出现各种漏洞;(3)接触渗漏。
这种渗漏情况出现较少。
通常继发于上述两种情况,或者和上述两种情况一起发生,最终导致渗漏情况更为严重。
3 小型水库土石坝病险问题及原因分析笔者结合了自己多年的工作经验,分析了现在小型水库土石坝中所存在的各类安全隐患性问题,主要总结出了以下几个方面的小型水库土石坝的安全性问题:(1)水库的防洪标准较低,一方面,由于在改革开放初期所建设的水库长远计划性意识教差,往往土石坝的建设仅仅为了满足眼前目标,导致防洪标准难以达到高标准的状态,另一方面,当时的科学技术水平不高,难以形成高标准的技术直到,加上人力财力不足,经济疲软等问题,直接导致了最终小型水库土石坝的防洪功能不够完善,无法达到目前所要求的基本防洪标准;(2)大坝稳定性差。
试论小型水库土石坝的除险加固
够 完 备 ,导 致 工程 中 出现种 种 问 题 影响 了水 坝 坝 面 的完 整性 ;
( 2 )坝基 渗漏 。 这 种 情 况 往 往 是 由于 在 土 石 坝 建 设 之 前 对 具 体 地 质 没 有 进 行 实 地 研 究 和 考 察 , 计 划 的 制 定 和 现 实 不 相 符 ,最 后 导 致 水 坝 的地 基 出现 各 种 漏 洞 ;
第 1 4卷 第 1期
2 01 4笠
中 国
水
运
V ol 1 4
Jan u ar y
N o. 1
201 4
1月
C h i n a Wa t er Tr an s por t
试论 小型水库土石坝的除险加 固
王 宏 珠
( 泸 溪 县 白羊 溪 乡水 利 服 务 站 , 湖 南 泸 ,为了抗洪防灾 ,引流灌溉 ,推进农林大力发展 ,我 国建立 了大量的小型水库 ,这些小 型水
库 很 多 一 直 留到 了现 在 , 已然 发挥 着 或 大 或 小 的 作 用 。 但 是 由于 当时 人 力 物 力 财 力 和 科 学技 术 的 局 限 性 ,再 加 上几
中图分类号:T V 6 2 文 献标 识 码 :A 文 章编 号 : 1 0 0 6 — 7 9 7 3( 2 0 1 4 )0 1 — 0 1 9 6 一 O 2
在 中 国 上 世 纪 六 七 十 年代 时 建 设 的大 部 分水 库 不 仅 仅 在 工程 技 术 性 上 存 在 着 局 限性 , 同时 在 整 体 的建 筑 计 划 的 设 计 上 也 有 着 一 定 程 度 的 问 题 ,计 划 制 定 往 往 比 较死 板 ,不 符 合
小型水库常用除险加固技术的
小型水库常用除险加固技术的探讨摘要:我国许多水库存在着防洪标准偏低,达不到有关规范、规定要求,以及工程本身质量差,工程年久失修等问题,形成了大量的病险水库,工程不能正常运行,严重威胁着下游人民生命财产的安全或不能充分发挥其兴利效益。
关键词:小型水库;除险;加固;措施abstract: there are many reservoirs in flood control standard is low, short of related codes, regulations, and the project itself poor quality, engineering problems such as repair, formed a lot of seepage path reservoir, the project can not run normally, a serious threat to people’s life and property safety of downstream or can not give full play to its economical benefits.keywords: small reservoirs; problems; reinforcement; measures中图分类号:tv62+1文献标识码:a文章编号:一、小型水库除险加固的主要特点1.1项目多并且复杂虽然小型水库工程量不大,但工程项目的内容与大中型水库基本一致,造成小型水库除险加固工程项目多并且复杂的特点。
常见的加固工程项目包含大坝、输水涵洞、溢洪道、防汛公路等。
1.2工程较为隐蔽,检查较为困难小型水库基本坝型最常见的是土石坝。
土石坝渗漏是病险水库大坝最为普遍的安全隐患,主要集中表现为坝身渗漏背水坡不均匀分布湿润面、浸润线溢出点高于导滤棱体、坝基渗漏、接触渗漏和绕坝渗漏等。
土坝防渗工程处理措施,以往一般采用较为简便的粘土灌浆、明挖防导渗沟、防渗墙、复合土膜、混凝土面板和坝基帷幕灌浆等。
小型水库土石坝除险加固技术
浅谈小型水库土石坝的除险加固技术摘要:小型水库是我国防洪体系与水利基础设施的重要组成部分,在防洪、灌溉、供水、发电和改善生态与环境等方面发挥了巨大的作用。
但受多种原因影响,造成小型水库土石坝病险率高,有相当一部分存在着防洪标准低,渗漏、破损严重,工程管理薄弱等问题。
本文针对小型水库土石坝的安全隐患问题,提出了相应的除险加固措施。
关键词:小型水库;土石坝;除险加固中图分类号:u457+.3 文献标识码:a文章编号:abstract: small reservoirs in water conservancy and flood control system are an important part of the infrastructure, in flood control, irrigation, water supply, power generation and improve the ecological and environmental play a large role. but by many reasons influence of a small reservoir earth dam seepage path rate is high, there are a number of flood control standards which have low, leakage, breakage serious, engineering management problems such as weak. this paper aims at the small reservoir of earth-rockfill dam safety concerns, and puts forward the corresponding problems of reinforcement measures.key words: small reservoirs; earth dam; reinforcement problems1.小型水库土石坝安全隐患问题1.1 防洪和抗震标准低。
浅谈中小型水库土石坝的除险加固设计
浅谈中小型水库土石坝的除险加固设计水库作为我国的民生之本,水库的建设直接关系到我国城乡居民的生产生活。
本文主要是结合中小型水库大坝出现病险的原因进行分析,从而从水库土石坝的除险加固设计的方法入手,更好的来指导水库土石坝的建设。
标签:中小型水库;土石坝;除险加固设计;方法一、前言目前,我国大部分的水库均以土石坝的形式为主,随着使用年限的加长,水库土石坝的防洪能力有所下降,出现了各种险情和质量问题,进一步影响到了人民的的生产生活,甚至造成了很多损失,因此,做好中小型水库土石坝的除险加固设计是极为必要的。
二、我国水库除险加固现状在我国的水利工程施工建设中,整个水库工程主要是以土石坝为主的,因此在在目前的加固工程研究中主要是针对土石坝、溢洪道等工程为主进行分析的,以保证水利事业的发挥。
同时为水利工程管制提供有力的基础条件,促进我国水利事业的顺利发展,更好的为人民提供服务。
1.土石坝除险加固现状在目前我国土石坝除险加固工作中,整个加固工作的开展都是以渗漏环加固为主的,它在工作的过程中包含了填充灌浆加固技术、导管渗透加固技术以及岸坡加固等多种不同的加固方法需要我们在工作中有针对性、有预防的进行加固,以保证整个工作的顺利开展和进行。
2.溢洪道除险加固现状我国采用的措施有渗透加固措施、裂缝问题处理措施(包括表面裂缝处理、深层裂缝处理)、消能防冲措施、边坡治理工程措施。
3.输水洞除险加固现状输水洞裂缝的处理、输水洞漏水的处理、修改体型、弃洞重建。
三、水库大坝出现病险的原因水库在建设初期因受当时当地的技术、经济等因素的影响,施工质量难以得到保证,致使其先天不足,存在不同程度的安全隐患。
1.坝体缺乏稳定性坝体之所以缺乏稳定性究其原因主要有以下几点:上游坝体渗透系数太小,坝体断面偏陡以及浸润线偏高等。
依据有关规范的要求,坝体的稳定应对正常的运行期的上下游壩坡,水位骤降的上游坝坡,一定蓄水位的上下游坝坡,以及施工期上下游坝坡,都能够影响坝体的稳定性。
浅谈土石坝除险加固病险问题
浅谈土石坝除险加固病险问题水库是水利产业的重要设施。
由于历史的原因,加上缺乏经验,造成很多水库防洪标准低、工程质量差,加上长期以来未形成良性运行管理机制,对工程缺乏必要的维修加固,致使病险水库大量存在,严重威胁人民生命财产的安全。
1土石坝主要病险存在问题土石坝病险问题主要有:(1)设计标准偏低不能适应新的防洪要求。
主要是我国水库大多建于20世纪50-70年代一些中小型水库是在对水库集雨面积、来水量、库容和地质条件均不清的情况下建设的,俗称“四不清”问题。
在设计搜集资料时,不进行实地测量,仅凭小比尺地形图量算集雨面积和库容,有时造成很大误差[1]。
(2)抗震标准低。
按1990年2.5×10- 7地震烈度区划图确定场地基本烈度并按现行水工抗震规范复核,很多水库抗震标准低,其中13座大型病险水库抗震标准低于现行规范要求[2]。
主要建筑物如大坝不能满足抗震稳定要求。
(3)大坝稳定性差。
许多水库存在大坝坝体断面不足、坝坡或坝体抗滑不稳定、坝体裂缝等问题。
51座大型病险水库存在此类问题[3]。
主要建筑物如大坝、溢洪道、泄洪洞、结构稳定、渗流稳定不能满足规范要求,难以抵御设计洪水,极有可能直接影响大坝安全。
(4)坝体、坝基渗漏严重。
大坝尤其是土石坝存在坝基渗漏、绕坝渗漏、接触冲刷破坏、散浸、沼泽化、流土、管涌等问题,危及大坝安全。
有的水库因仓促上马,边勘测、边设计、边施工,致使缺少泄洪设施、大坝渗漏严重或库区淤积严重,这些水库一开始运用就为“不完全工程”。
(5)输水、放水及泄洪建筑物老化、破坏较为普遍。
许多水库的输、放水及泄洪建筑物老化、建筑物裂缝、断裂、露筋、剥离、冲蚀、漏水,严重影响建筑物结构的整体性,特别是遇坝下埋管时,极易导致接触冲刷破坏,危及坝体安全。
溢洪道或泄槽未衬砌或质量差、冲蚀,无消能工或消能工不完善、基础淘刷等[4]。
(6)水库安全管理、行业管理法律及制度不完善,执法监管机构不健全、执法力度也是关键的问题[5]。
论小型水库土石坝除险加固
科
论小型水库土石坝除险加ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
张 旭
( 龙 满 族 自治县 水 务 局 , 北 青 龙 0 6 0 ) 青 河 6 5 0 摘 要: 土石坝病 险水库存在的 问题 : 防洪标 准低 ; 小型土石坝 水库病险症状具体表现在渗漏、 滑坡和裂缝 。主要是 防渗加 固问题 。 具体 解决的 工程措施 : 渗漏工程措施概括说就是“ 上堵下排 ” 裂缝工程措施在 处理 方法上 , 有封 闭、 筑、 ; 一般 翻 灌浆、 加保护层等工程措施。小型土石坝水库的除
险加 固工程只有得到高度 重视 , 才能发挥其应有 的社会效益和经济效益 。 关键词 : 小型水库 土石坝 ; 除险加固 ; 问题 ; 工程措施
1土石 坝病险水库存在的问题 2 除险加固措施 . 2 2 .裂缝工程措施。 .2 2 一般有封闭、 翻筑 、 灌 1 防洪标准低 . 1 2 _渗漏工程措施。工程措施概括说就是 浆 、加保 护层等工程措施。究竟采取哪一种措 _1 2 根据工程 的等级和规模 , 要求达到 国家规 “ 上堵下排 ”“ 。上堵 ” 主要有水平防渗和垂直 施 , 措施 还是多种措施 , 应根据裂缝产生 的原 因、 部 定标准。但是 大部分小型土石坝水库工程 防洪 防渗。 水平 防渗有人工黏土铺盖和利用天然铺盖 位、 深度 、 向、 走 严重程度、 库水位高低以及坝型 标准 , 多数未达到 国家规定的要求 。 原因主要是 等 。垂直防渗有混凝土防渗墙 , 高压喷射灌浆防 等情况具体分析 , 因地制宜加 以处理 。 建库 时 : 一是水文 资料系列短 , 一般 都不到 3 渗 , O 劈裂灌浆防渗等。“ 下排” 措施有在坝体背水 一般措施有开挖 、回填和灌浆 。如裂缝较 年, 用频率计算 外延 , 结果不可靠 ; 二是缺少水 坡脚附近开挖导渗沟、 减压井和盖重压渗等。 浅 ,开挖工程量不大 ,可以采取开挖 回填的方 文资料 , 特别是 中小河流几乎 没有 , 借用查 阅大 水平防渗与排水减压设施。作好水平 防渗 法。如裂缝较深 , 开挖回填工程量大 , 可以采用 范围最大暴雨等值线图 , 计算结果更难可靠 ; 三 铺盖 , 首先必须查 清地 区和坝址工程 、 文地址 灌 浆方法 , 时应该 注意以下几点 :1先灌 水 灌浆 () 是大量的小 型水库并未经过正式设计 ,群众 自 情况 , 这是做好防渗处理 的先决条件 。 不查 清地 稀浆 , 再灌浓浆 ;2 检查进浆情况 , () 有无 冒浆、 己修建。 质情况 ,防渗处理就不可能达到经 济可靠 的 目 串浆 和坝面抬动现象 ;3对 黏土心墙的裂缝灌 () 1 病险症状及危 害 . 2 的。如抄道 沟小 ( ) 一 型水库 , 建库 时铺盖长度 浆 , 防止浆液大量流人心墙 以外的透水料 中 , 要 小型土 石坝水 库病 险症状 具体 表现 在渗 1~0 仅为水头 的 1 倍 , 盖填筑有一部分 否 则不但起不到填堵裂缝 的作用 ,反而使 透水 02m, . 铺 5 漏、 滑坡 和裂缝 。 是水 中抛冻土块完成 的, 防渗性能差 。 后来经过 料 丧失透水作用 ;4 在裂缝灌 浆中 , 防止雨 () 为 2具体解决的工程措施 加长加厚铺 盖, 其长度达到水头的 5 , 倍 厚度上 水侵入 , 应在裂缝周围挖好排水沟 , 同时还应有 21 .提高防洪标准的工程措施 游最薄处不小 于 1 然后 逐步加厚 , m, 与坝体斜 防雨设备 , 以确保裂缝灌浆 的质量。 为了提高险库防洪标 准 , 从除险加固工程 缝相接 , 并夯 压密实 , 达到设计要求 的干容重 , 结语 :小型土石坝水库 的除险加固工程必 措施来看主要是 :1 当加高大坝 , () 适 增加调蓄能 经过彻底处理后 , 水库投入正常使用 , 坝基未再 须受 到重视 ,不论是 渗漏 ,还是裂缝其 原因很 力;2增加泄洪设施 , () 加大泄洪流量 ;3适 当加 发生渗漏现象 。 () 采用水平铺盖防渗的优点 , 可以 多 , 错综复杂 , 必须加 强检查观测及时认 真研究 高大坝与加大泄洪流量并举。 究竟采取哪一项措 就地取材 , 造价低 , 施工工作 面大 , 工期短 , 简单 分析 , 以便查明渗漏及裂缝的原因 , 有针对性 的 施, 应结合工程具体情况, 具体安排。 既要满足工 易行 , 不需要特殊 的施工设备和器材 。 按设计要 加 以处理 ,使小型水库发挥其应有的社会效益 程防洪标准的要求 , 又要达到经济合理。 求施工 , 可以满足渗透稳定。 和经济效益。
浅谈小型水库土石坝除险加固设计要点
浅谈小型水库土石坝除险加固设计要点从浙江现存的小型水库土石坝的特点出发,结合浙江地区的具体实际和相关的成功经验来对小型水库土石坝的除险加固给出合理化的建议。
标签:小型水库;土石坝;除险加固设计一、设计方案的规划浙江地区的小型水库拦水建筑物以土石坝居多,因为规模较小,并且年代久远,相关的建设资料和数据缺少,因此不能像大坝那样,直接利用已有的数据信息进行除险加固的方案设计。
所以对小型水库土石坝的除险加固,可以通过现场踏勘及了解原有坝体的构造、坝基地质状况的前提下,制定具体的除险加固方案。
同时加固措施的选择和设计要依据资金投入的力度和各个地区不同的情况来确定。
最后的方案,既要节省资金又要保证方案的科学合理,确保其可行性。
二、除险加固设计要点1.坝体和坝基的加固防渗设计坝体和坝基的加固防渗设计在方案设计阶段应根据实际情况具体确定,根据笔者实践,在考虑经济的情况下坝体防渗主要考虑套井回填、粘土斜墙、土工膜防渗。
坝基防渗主要考虑帷幕灌浆或者开挖回填粘土。
当原有坝体防渗采用粘土心墙防渗且渗漏不满足规范要求,则在进行防渗加固设计时,可考虑采用套井回填进行防渗加固设计,但不宜采用粘土斜墙防渗,以防在水位降落时,在斜墙和心墙间形成“水包”对上游坝坡稳定造成不利影响,若在该情况下一定要采用粘土斜墙进行坝体防渗,应充分认识“水包”对上游坝坡的不利影响,以确保坝坡安全。
當原有坝体防渗采用粘土斜墙时则可采用粘土斜墙防渗,该方法施工简单,施工质量容易保证。
当原有坝体为均质坝时,则在考虑坝体成孔情况下,可分别采用套井回填或者粘土斜墙进行防渗加固设计。
当项目区附近粘土料匮乏且坝体防渗为粘土斜墙或者均质坝时,则可考虑采用土工膜防渗,但是在采用该方法时,应加强施工管理,确保施工质量。
当坝基透水层为土料且厚度较薄时可考虑挖除原有土料后回填粘土进行防渗,当坝基透水层为岩基时则考虑采用帷幕灌浆。
在坝体和坝基的加固防渗处理时,应使坝体和坝基的防渗体形成统一体,彻底截断渗漏通道,使水库满足蓄水功能。
浅谈小型土石坝水库除险加固技术
浅谈小型土石坝水库除险加固技术摘要:小型土石坝水库存在较高的病害发生率,比如坝体、坝基密度不符合设计要求,致使相应结构出现渗透问题,再比如土石坝坝坡滑动破坏导致相应结构出现变形,这些都严重影响水库运行的稳定和安全。
本文分析了当前小型土石坝水库存在的病险,并详细阐述了小型土石坝除险加固的措施。
关键词:土石坝水库;除险加固;裂缝;渗漏;灌浆一、当前小型土石坝水库存在的病险(一)裂缝危害相对于其他危害来说,裂缝可以说是这其中最为普通的现象了。
有很大一部分裂缝在施工建筑的表面上就可以看到了,但还有一部分裂缝被深埋在整个水坝表面以下,无论是深浅还是长短都没有一个相应定势。
但我们能确认的是,不管是什么类型的水利建设产生的裂缝,都会对水坝本身造成十分不利影响。
这些裂缝当中,不仅有跟水坝垂直的裂缝,还有跟水坝平行的裂缝,甚至还有因为种种特殊原因造成的不规则裂缝。
在进行相应除险以及加固的同时,还要对相应裂缝进行各种方式上的确定,比如长度深度或者是数量等方面,从而可以采取相应方案。
(二)渗漏一直以来大坝主要问题就是渗漏。
在这方面土石坝的安全危机都是处于高发的。
渗漏部分按照相应部位可以分成以下几种:坝体本身渗漏、坝基产生的渗漏;大坝本身产生的接触性渗漏;水坝没有严密合缝所产生的绕坝渗漏等等。
按照渗漏本身所具有的性质可分为正常大坝渗漏以及非正常渗漏;按照表现出的现象也可分为散浸泄漏以及集中泄露。
(三)滑坡对土石坝来说,能够影响到它,使其产生滑坡的原因有很多,比如说水坝坡度设计过于陡峭。
抗剪力强度没有达到应该达到标准,受到了一些不可抗力因素的影响,比如地震之类的,从而达到了整个水坝或者是一部分水坝之间的滑动。
这方面因素比较复杂,一般都不是一个或几个单一因素产生的,而是多种外力互相作用的结果。
所以水坝出现这一方面征兆的时候,应该针对不同手段进行集中处理。
(四)护坡损坏由于各种内力以及外力作用,比如雨水、水面波浪、动植物对其造成的腐蚀以及破坏。
浅谈小(2)型土石坝水库除险加固几个典型问题的方案选择
浅谈小(2)型土石坝水库除险加固几个典型问题的方案选择【摘要】在小(2)型土石坝水库除险加固的设计过程中,针对其存在的一些典型的病害问题,设计人员掌握其一般思路和了解水库整治设计的几个重点内容的方案选择,在设计过程中,就可以做到有目的去分析,设计工作也会相对轻松愉快。
下面就相关问题的处理谈谈个人的一些认识。
【关键词】防洪标准防渗问题滑动问题放水设施一、防洪标准的方案选择在防洪标准不满足规范要求的处理上,具体表现在大坝的坝顶高程不满足相应的特征洪水位,这个是小(2)型土石坝水库除险加固设计中的重点,也是一个十分棘手的问题。
针对坝顶高程不足的问题在设计中有以下四个方案可以进行分析和选择:(1)、加高大坝坝顶高程,以满足防洪要求;(2)、原坝顶高程不变的情况下,扩宽溢洪道宽度,增加泄洪能力;(3)、既考虑加高一定的坝顶高度,又扩宽溢洪道宽度,以满足防洪要求。
(4)、原坝顶高程不变的情况下,降低溢洪道进口底板高程,下调正常蓄水位;以上四种方案都是可以作为防洪不满足规范要求的情况下,可以作为参考的一般思路,但因为于小(2)型水库本身库容就小,水量比较宝贵,所以往往不会去改变其正常蓄水位,方案(4)一般情况下,设计人员是不会去选择的。
若采用方案(1)加高坝体,则有两个问题值得注意;一是新老坝体结合部之间存在着防渗的问题的处理,二是加高坝体就会削前坡培厚下游坝坡,则会增加大坝的占地面积,增加非工程措施;若采用方案(2)扩宽溢洪道宽度,开挖工程量会过多,而且也会增加溢洪道边墙的衬砌工程量,也增加了消能的困难;如采用方案(3)既加高一定的坝体,又扩宽溢洪道宽度,就是一个折中的办法,只有在溢洪道扩宽的困难上,适当的加高一定的坝体;以上四种方案的选择,一般都需要工程的实际情况,通过技术经济论证比较,最终选择经济、安全、合理的方案。
二、防渗问题的方案选择水库的渗漏问题有两个方面,一是坝基渗漏问题,二是坝体渗漏问题,处理渗漏问题的基本原则是“上截下排,以截为主”,处理渗漏问题,应根据不同的坝型,渗漏部位,危害程度等实际的情况,经过技术论证后选择采用不同的方案。
谈小型水库土石坝除险加固措施
高 1. 2O m,坝 顶 高 程 2 86 m。 根 据 6 .7
形 槽 型 式 , 闸 室 采 用 钢 筋 混凝 土 竖 游 在 高 程 2 5 m 处 设 宽 2 m 马 土 坝 迎 水 侧 布 置 1处 现 浇 混 凝 土 踏 6. O . 5 m。 井型 式,洞身段 采用钢 筋混凝 土箱 道 。 上 游 坝 坡 马 道 上 1 ., 马 道 下 步 ,踏 步宽 5 :0 2 形 结 构 , 漫采 用梯 形 干砌 石 结构 。 海
最 大 引 水 流 量 04 s .m/。
1 ., 下 游 坡 比 125 上 游 坝坡 采 :0 3 :.。
用 3 c 厚 干 砌 石 护 坡 ,下 铺 2 c 0m 0m
一
( )背 水坡 工程 三
二 、工程存在 的问题
谈小型水库土眉坝除险加固措狍 厚砾 石和 lc பைடு நூலகம் 粗 砂 垫层 。 下游 坝 Om
工程 设 计 洪 水标 准 为 3 0年 一遇 ,校 严 , 漏 水 严 重。 闸 门槽 倾 斜 , 闸 门 核 洪 水 标 准 为 3 0年 一 遇 , 土 坝 始 无 法 启 闭 ; 出 口段 冲 刷 严 重 ,原 干 0
建 于 16 年 1 96 1月 ,至 17 年 3月 98 砌 石 海 漫被 冲毁 , 力池墙体 断裂 、 消 竣 工。 总库 容 7 4万 m 3 ,校核 洪 水 翼 墙 倒 塌 。 开 敞 式 溢 洪 道 进 口及 控 位 2 7 1m : 兴 利 库 容 4 0万 I 制段 干 砌 石 严 重 塌 陷松 动 。 两侧 浆 6 .7 7 T , I
1 5×5 ×2 0 m;在 大坝 与 溢 洪道 相 中清除原 有坡面杂草及腐质 土, 自 0 0c 下 而 上 , 水 平 上 升 ,分 层 铺 土 ,层 大坝 上 游 干砌 石 护坡 现 状 基 本 完好 , 接 处 增设 防渗墙 。 土 层 压 , 高 密 实度 , 强 坝坡 抗 滑 提 增 但 水 位 变 化 区 破 坏 严 重 . 下 游 抛 石 ( )迎 水 坡 工 程 二
关于小型水库土石坝除险加固设计的探讨
关于小型水库土石坝除险加固设计的探讨作者:平凡来源:《城市建设理论研究》2013年第20期摘要:我国小型水库为防御洪水灾害和保障国民经济建设发挥了重要作用,但是许多小型水库还存在着防洪标准偏低,达不到有关规范、规定要求,形成了很多病险水库,严重威胁着百姓生命财产的安全,要引起高度重视并加大措施进行加固除险。
本文就山区小型病险水库土石坝存在的主要安全问题及其加固除险工作提出一些意见和建议。
关键词:小型水库土石坝除险加固设计中图分类号: S611 文献标识码: A 文章编号:山区小型病险水库由于其地形、地质特点,许多山区小型水库有大坝坝顶长度不长,坝高相对较高,库容小,集雨面积大等特点,山洪暴发,库区洪水集流时间短,洪水来势猛,涨落急剧。
因此山区小型病险水库除险加固设计应考虑以上特点,综合分析病险水库存在的问题,制定安全、合理、可行、经济的加固设计方案,使水库除险加固设计效益最大化。
这就要求水库除险加固设计人员必须从水库除险加固的必要性、病险水库存在的主要问题等方面考虑,初步确定水库除险加固设计方案,根据现代水库的加固工艺最终优化加固设计方案。
1 充分认清小型水库除险加固设计的必要性当前,全国小型水库众多,它们分布区域广,坝型多样,在为农业生产、人民生活用水方面提供可靠水源的同时,在防洪保安中也发挥了巨大的作用,特别是近年来越来越受到养殖户的青睐,利用水库发展水产养殖业已成了一种热门行业。
然而,由于多种原因,小型水库都不同程度存在病险问题,一直是水利工作的重点之一。
据有关部门统计,全国存在病险问题的水库所损失的防洪库容高达55亿立方米、兴利库容约120亿立方米。
而小型水库普遍存在防洪标准偏低,设计达不到规定要求,工程施工质量差,工程老化失修等问题。
经过多年运行,水库大坝基本上都出现了渗漏严重。
不仅造成水库不能正常运行,其效益不能充分发挥,而且还严重威胁到人民生命财产的安全,这些病险水库急需抓紧进行除险加固处理。
探讨小型水库土石坝病险问题及除险加固措施
探讨小型水库土石坝病险问题及除险加固措施本文簡单介绍了我国小型水库情况,通过对常见的小型土石坝水库病险问题的分析,总结出常见的病险问题类型,分别论述了各种病险问题的除险加固措施,为小型土石坝水库除险加固提供一定的参考。
标签:小型水库;土石坝;除险加固小型水库是我国水利工程体系的重要组成部分,承担着防洪、供水、灌溉等十分重要的功能。
据统计,我国共有8.7万座水库,其中小型水库8.3万座,约占全国水库总量的95%。
小型水库中,约95%的水库为土石坝水库,因此可以说,我国土石坝水库最多,分布范围也最广。
我国小型水库大部分建于上世纪50-70年代,由于先天不足、后天失修,经年累月积病成险,不仅严重威胁下游群众生命财产安全,而且严重影响水库效益的发挥。
小型病险水库治理早已引起中央和各级政府的重视,根据国务院常务会议部署,要求加快小型水库除险加固步伐,到2015年底前全面完成病险水库除险加固任务。
一、小型水库土石坝病险问题小型水库建筑物通常由土石坝、溢洪道和放水涵组成,由于小型水库建设标准低,管理不善,经多年运行,普遍存在着防洪、结构、渗流、管理等方面的问题。
小型土石坝水库的主要病险问题如下:1.防洪不满足规范要求主要表现为大坝坝顶高程不够或溢洪道泄洪能力不足。
主要原因有:①原设计洪水标准偏低,不满足现行规范要求;②坝顶高程不能抵御设计洪水,漫顶造成溃坝;③溢洪道过水断面不足造成泄洪能力不足或人为抬高堰顶高程导致防洪不满足规范要求。
2、结构不安全主要表现为:①大坝坝身单薄,坝坡太陡,出现滑坡或经复核抗滑稳定性不满足规范要求;②坝体填筑质量差,蓄水后,出现滑坡、裂缝、塌陷等现象;③未设置溢洪道,不能满足正常泄洪要求,或者布置不合理,下泄洪水回冲坝脚;④溢洪道经多年运行,堰体和挡墙开裂,或者为土体结构,未护砌;⑤受修建时历史条件限制,放水涵多为圬工结构,比如卧涵,抗震性能不满足规范要求,使用不方便;⑥放水涵闸门、启闭设施老化,锈蚀,丝杆弯曲,不能正常使用。
议小型水库土石坝的除险加固探析
议小型水库土石坝的除险加固探析【摘要】小型水库修建对于我国农业发展有推动作用,但是近年来水库安全隐患大量存在,排除安全隐患变得势在必行。
文章分析了小型水库土石坝出险原因,解析加固策略。
【关键词】小型水库土石坝;出险原因;加固探析1 小型水库土石坝出险的原因分析一些小型水库修建时间比较早,很多的小型水库都属于历史产物,在某些原因影响下,例如常见的资金不足,技术水平低,使得大坝质量不过关。
从当前的小型水库上看,大坝质量劣质明显出来。
像碾压质量不过关,无法达到技术标准需求。
很多的坝体、坝基都有渗漏现象,破坏现象比较严重。
而且很多的水库在大自然因素影响下,使得很多局部位置有凹陷和坍塌。
大坝的坡面有杂草,还有的没有排水设施。
这些破坏现象,都是导致小型水库出险的原因。
一旦出现危险,将严重的影响到下游人民的生命安全,破坏人民的经济,因此,需要进行加固处理,做好加固处理工作。
2 加固除险的原则土石坝是比较常见的坝型,该坝型的设置机理比较复杂,使用的材料类型较多。
而且,每一种加固除险的方法,并不是完美的方法,自身都会存在一定的局限性。
在对小型水库土石坝加固处理时,应该根据实际情况做好水库风险分析。
从水库的病害情况出发,基于加固需求上以及工程所需费用等方面,做好综合考虑。
选定水库土石坝加固方案,基于水坝实际情况加以分析和讨论,从而选择出一种非常经济且科学的加固方法。
3 水库除险加固的措施3.1 灌浆防渗加固第一,新型材料的利用。
进入21世纪大量的高分子材料出现,大量的合成纤维被青睐。
合成材料在加固防渗中发挥出实际作用。
常采用的加固防渗步骤是,首先在防渗的位置挖掘出一个槽孔,对该口灌注水泥加固。
其次,将同槽度相似的合成材料放置在水槽中,逐渐将其张开。
最后,合成材料放置之后,需要使用回填土将其回填,这样就可以形成防渗帷幕,使得防护质量得以提升。
在该环节中,应该注意几点。
在回填过程中,对回填土的粘度是有要求的,粘土的厚度不能大于一米,为了达到防水目的,在回填之后,还需要继续填满土质压实。
浅议小型水库土石坝除险加固技术的应用分析
占有 重要 的地位 。病 险水库 除险 中土石 坝 防渗技 术往 往 是决 定 大坝 除险 方案 的决 定措 施 , 常用在 土 石 坝除 险加 固 防渗技 术有 高压 旋 喷灌 浆、 劈裂 灌浆 、 混凝 土 防渗墙 、 冲抓套 井 回填 、 土工膜 、 黏 土斜 墙 防渗等 。 技 术都 比较成 熟可 靠 , 在 选择 时要 考虑 各技 术方案 的可行 性 、 优缺 点 , 地质 施工 条件 , 进行 经 济技术 对 比选取 可靠 经济 的技术 方案 。 关键 词 小型水 库 土石 坝 除 险加 固 防渗技 术 应 用分析
■ 施工技术
浅 议 小 型 水 库 土 石 坝 除 险 加 固 技 术 的 应 用 分 析
口 郭 江
( 郑 州黄河 工程建 设 有限公 司 河 南 郑州 2 5 0 0 0 0 )
摘 要 水库 是我 国防御 江河洪 水、 发展 农 业 灌溉和 为城 乡经 济生 活提供 用 水等 方面 的重要 基础 设 施之 一, 在 水 利建 设 中
1 . 土石 坝 防渗
坝基 防渗 结构 形式采 用帷 幕和 排水 结合 或截 水墙 防渗 ; 坝体防 渗 结构 形式在 于选择好 筑坝 土料 以及坝 的防渗 体结 构形 成 ,过 渡 区 和排 水反滤 等, 以防止 渗流变 形对 坝的危 害 。病 险土 石坝 防渗 处理分 坝 体防渗 处理和 坝基 防渗处理 , 根据 处理对 象 的具体情 况 , 可选 用高 压 喷射灌 浆 、 劈 裂灌浆 、 混凝土 防渗墙 、 冲抓 套 井黏土 回填 防渗 墙、 土 工膜 、 黏土斜 墙防渗等 措施 。 1 . 1 高压喷 射灌浆 防渗 利用钻机钻孔 , 将喷射 管置 于孔 内 ( 内含水管、 水泥管和风 管) , 由喷 射 出的高压射流冲切破坏土体, 同时随喷射流导入水泥浆液 与被冲切土 体掺搅 , 喷嘴上提, 浆 液凝 固, 在地基 中按设计 的方 向、 深度 、 厚度及结构 形式与地基结合成紧密 的凝结体, 起到防渗作用。其 主要优 点是施工速 度快 , 比混凝土防渗墙快 1 0  ̄3 0 倍。 目 前分为旋喷、 摆喷 、 定喷三种 。 采用 高压喷射灌浆进行大坝防渗处理, 成功例子很多, 效果明显。高喷灌浆适 应性较广, 优 点突 出, 对细颗粒 地层 是比较适宜 的, 对 掺有大颗粒地层 或 是致密的黏性土层 中, 要求工艺就高 , 选取参数要试验, 在砂卵石、 块石地 层 中造孔难度 也大 , 需要采用冲击进钻及化学固壁材料。近年来在重庆 水利 工程土 石坝除 险加 中 , 该项 防渗技术 得到广泛应 用 。 1 . 2劈裂灌浆 防渗 国内研究 人员 在过 去重 力坝灌 浆 的基础 上 , 利用 土石 坝 中最 小 主应 力面和 坝轴线方 向一 至的规律 , 在 土坝 中采 取劈裂 灌浆 , 沿坝轴 线 布孔 , 使用一 定压力 , 将坝体 沿坝 轴线 小主应 力面 劈开 , 灌注 泥浆 , 并使 浆坝互 压, 最后形 成 ( 1 0  ̄5 0 ) c m 厚的密实 、 竖直 、 连 续泥墙 , 以达 到防渗 目的。同时 , 泥浆 使坝体湿 化 , 与浆 脉连通 的所有裂缝 、 洞穴等 隐患均可被浆 液充填密 实 , 增加 坝体 的密 实度 。这项 技术不仅 起到 防 渗作 用 , 也加 固 了坝体 。 其优点在 于可 以就 地取材 , 施 工简便 , 投 资省 、 工效 高 、 较快地 得到推 广。 l - 3混凝土 防渗墙 主要采用 钻凿 、 锯槽 、 液压开槽 机 、 射 水及 薄抓斗 等工法 , 在坝体 或 地基 中建 造槽 形孔 , 以泥浆 固壁 , 然 后采用 直升 导管 , 向槽孔 内浇 筑 混凝 土, 形成 连续 的混凝土 墙 , 以达到 防渗 目的。防渗墙 施工 可 以 适 应各 种不 同材料 的坝 体和 各种 复杂地 基 , 墙 的两端 能与 岸坡 防渗 设施 或岸边 基岩相连 接 , 墙 的底 部可嵌 入弱风化基 岩 内一 定深度 , 彻 底 截断坝 体及坝 基 的渗 透水 流 。近 年来推 广使 用振 动沉模 防渗 板墙 技术 , 利用 强力振动 原理将 空腹模 板沉 入土 中, 向空腹 内注满 浆液 , 边振 动边拔模 , 浆液 留于槽孔 中形成单 块板墙 , 将 单板连接起 来 , 即形 成连 续 的防渗板 墙帷幕 , 该项 新技术 主要 用于 砂 、 砂 性土 、 粘性 土 、 淤 泥质 土及砂砾 石地层 建造 混凝土连 续 的防渗樯 ,造墙 深度可 达 2 0 m 左右 , 厚度( 8 ~2 5 ) c m, 最 厚可 达 3 0 c m, 其不足 之 处是 对卵 石含 量 高 的厚地 层沉 入困难 , 不 能沉入基 岩和大块石 中。 大坝 受水荷 载作用 时 变形 大 , 应 注意坝 体 防渗墙 的受力分 析 , 特 别是 深坝 体防渗 墙受 力分 析。 平江 县大 型土石坝 不多 , 所 以在土石坝 除险 中较 少采用 该项技术 。 混凝土 防渗墙 适用性较 广 , 如砂 土、 砂壤土 、 粉土 、 卵砾石土层 等 , 实甩 性较 强 , 但在造 孔成墙 技术对槽 孔之 间的接头和 墙体下部 开叉 问题难
北京小型病险水库病害特点及除险加固技术的探讨
北京小型病险水库病害特点及除险加固技术的探讨摘要:通过采取相应的措施对各个小型水库的坝体、涵管、溢洪道以及附属设施进行除险加固和改造后,不但可以消除工程隐患,确保水库安全度汛,充分发挥水库的社会效益和经济效益,大大保证了水库下游广大人民群众的生命财产安全。
本文探讨了北京小型病险水库病害特点及除险加固技术。
关键词:小型;病险水库;病害特点;除险加固技术中图分类号:tv697 文献标识码:a 文章编号:北京的小型水库为数众多, 据有关统计资料表明有61座。
它们分布的区域广, 几乎覆盖北京市所有区县,坝型多样,几乎包括所有坝型。
这些水库主要是为农业生产供灌溉水源, 也为人民生活用水和工业用水提供水源, 同时为防御洪水灾害也发挥了一定重要作用, 近年来越来越受到旅游和养殖业的青睐, 利用水库开发旅游和养殖已成了一种热门行业。
然而, 由于各种原因, 许多水库都不同程度存在一些病险问题, 特别是上世纪60、70 年代文革期间的水库问题较大较多, 一直成为水利行业的工作重点之一。
这类水库中, 有的是防洪标准偏低, 达不到有关规范, 规定要求, 有的是工程本身质量差,有的则是工程老化失修等问题。
这些大量病险水库, 不仅造成水库不能正常运行, 不能充分发挥其效益, 而且严重威胁到下游人民生命财产的安全。
这些病险水库急需抓紧除险加固处理。
一、小型水库病害特点1 、防洪标准低或防洪设施不健全。
洪水漫顶导致小型水库垮坝的事例所占比例最高。
有不少小型水库根本无泄洪设施,即使有,也大多存在泄洪能力不足、溢洪道结构安全不满足要求、洪水不能安全下泄等问题。
由于小型水库大多为“串联库”、“头顶库”,因此一旦发生漫坝、溃坝事故,对下游防护的村庄和重要设施将产生毁灭性的后果。
2 、坝体渗漏严重:小型水库绝大多数无安全观测设施,往往到了肉眼能够看到时渗漏才被发现,且对下游坡散浸、集中渗流、绕渗严重、坝后管涌、沼泽化等问题还多数说不清原因,给维修防护带来判断上的难度。
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关于小型病险土石坝除险加固的探讨【摘要】本文简述了我国病险水库的病险情况以及各种病险情况所对应的工程措施。
针对某工程实例,采用理正软件对病险土石坝进行渗流稳定计算,并对其边坡稳定进行分析,验证其除险加固措施的合理性,并分析其可行性,评价坝体加固前后的安全性对比,论证除险加固工程措施的效果。
对于目前我国正在开展的病险水库除险加固工作具有借鉴意义。
【关键词】病险土石坝;除险加固;加固措施0 引言我国的水库建成数量居于世界首位,但同时水库病险问题十分突出。
病险水库,国内是指现状抗洪标准低于现行标准或者因较严重质量问题而不能正常运行的水库,也即《大坝安全鉴定办法》规定的三类坝。
据统计,截至2013年3月,中国共修建中小型水库97264座,其中大部分为土石坝,这些水库中仍然有47614座病险水库,占总数的49%,其中包括1096座中型水库和46518座小型水库(其中小(1)型水库5400座,小(2)型水库41118座)[1]。
我国的病险水库绝大多数是建于20世纪50~70年代的中小型土石坝。
限于当时的条件,水库在施工过程中往往存在或多或少的问题,使得工程在建成之初就存在一定的问题;再加上运行多年,水库自身的老化,使得水库的病险比率比较高。
病险水库由于不能正常运行,其效益的发挥就要受到一定的限制,然而在汛期,这种情况就变得更为严重,由于病险水库抵御洪水的能力较低,故在雨季病险水库的溃坝率要高于一般水库,一旦失事,后果不堪设想。
为保证水库安全运行、正常发挥效益,对病险水库进行除险加固就是一个紧迫的任务。
1 小型土石坝病险特点通过分析现有小型水库土石坝中所存在的各类安全隐患,总结出了以下几个方面的小型水库土石坝的安全问题:(1)水库的防洪标准较低。
即大坝顶高程不满足要求或泄水建筑物泄水能力不满足要求。
造成的原因主要有:水文情况发生变化;泄洪建筑物存在安全隐患,不能正常发挥功能[2]。
(2)大坝渗流不安全。
即坝体或坝基存在渗漏,坝体出现管涌、流土、接触冲刷等渗透破坏问题。
造成的原因主要有:大坝施工时清基或坝基防渗处理不彻底;土石坝填筑压实度和渗透系数达不到标准[2];土石坝两岸岸坡与坝体接触部位存在薄弱带等。
(3)上游坝坡不安全。
上游坝坡存在的问题主要有滑坡、局部塌坑以及护坡损坏等问题。
造成的原因主要有:建设时大坝填筑压实度达不到标准;上游水位变化对护坡的侵蚀作用;较大渗流的影响。
护坡损坏则主要是由于混凝土老化引起的。
(4)坝顶。
坝顶存在的问题主要有防浪墙不封闭或损坏,道路不平整。
造成的原因主要有:水库运用时防浪墙的老化或破坏以及坝顶道路的损坏。
(5)下游坝坡不安全。
下游坝坡存在的问题主要有滑坡、局部塌坑以及排水系统不完善等问题。
造成的原因主要有:建设时坝体填筑质量达不到标准;渗流和沉降的影响以及人类活动的破坏等。
(6)下游导渗体不安全。
下游导渗体存在的问题主要有滑坡、排水通道堵塞等问题。
造成的原因主要有:运行期间长时间的渗流作用的影响。
(7)其他问题①泄洪建筑不安全。
即泄洪建筑的强度及稳定性不满足规范要求。
溢洪道的问题主要是边坡及导墙不稳、两岸山体滑坡、堰体失稳等[3]。
②输水建筑物不安全。
输水建筑物的主要问题是:坝内涵管出险和金属结构以及机电设备无法正常使用。
③管理设施不完善。
④抗震不安全。
⑤其他的诸如库区山体滑坡,白蚁等生物性灾害也会引起相应的安全隐患。
2 小型土石坝病险加固办法通过前文中所描述的小型土石坝的主要病险,给出相应病险的解决办法:(1)水库的防洪标准较低。
对于防洪标准偏低的水库,首先要对基本的水文数据进行调查和完善,确保各类基本数据都被统计在内,保证相应土石坝的洪水标准与实际情况相符[4]。
进行洪水复核后,通过方案比较以确定采取加高大坝或扩大泄洪设施或将两者结合起来使用,以确保水库在相应的洪水标准下安全运行。
(2)大坝渗流不安全。
大坝防渗的原则是“上堵下排”,上堵是指通过修建防渗工程减少上游渗流来水量,主要工程措施有防渗铺盖、粘性土截水墙、混凝土防渗墙、帷幕灌浆、高喷灌浆、固结灌浆以及铺设土工膜等;下排是指通过下游导渗体的作用使得坝体内渗水尽快流出,这就要求导渗体的设计施工以及后期维护要引起足够的重视。
渗流是一个连续并不断发展的过程,具有一定的隐蔽性,我们要防患于未然,在平时加大对坝体渗流的监测工作,一旦发现异常,必须查明原因,并采取相应的措施。
(3)上游坝坡不安全。
解决上游坝坡存在的问题的方法:①防治大坝滑坡:造成滑坡的主要原因是滑动力大于抗阻力。
防治滑坡的原则是尽量减少滑动力和增加抗阻力。
常见的滑坡处理方法有开挖回填、放缓坝坡、增设防滑体、培厚坝体、多种土料掺合和增加防渗设施等[5]。
②防治大坝塌陷:大坝塌陷主要是由于渗流引起的,其相应的解决方案有:开挖回填、坝体灌浆等。
③对于护坡损坏问题,可以平整坝坡以后,重新修建即可。
(4)坝顶。
解决坝顶存在的问题的方法:防浪墙维修或重建、坝顶交通道路平整或重建。
(5)下游坝坡不安全。
解决下游坝坡存在的问题的方法:滑坡、局部塌坑等问题的解决办法和上游坝坡的解决方案一致;完善排水系统使其成为一个系统,保证排水顺畅且不冲刷坝体。
(6)下游导渗体不安全。
解决下游导渗体存在的问题的方法:导渗体加固或拆除重建。
(7)其他问题①泄洪建筑不安全。
解决泄洪建筑存在的问题的方法:泄洪系统加固可根据水库具体情况采取修补、改建、扩建、新建等措施,以使其发挥正常的作用和功能[6]。
具体为边坡及导墙的加固或者新建,堰体加固,底部护砌,库区边坡的加固或削坡等。
②输水建筑物不安全。
解决输水建筑物存在的问题的方法:坝内涵管出险:废弃封堵现有涵管,新建隧洞替代;在涵管内部加设钢管;金属结构和机电设备无法正常使用的水库:修补和更换设备;输水洞进出口损毁:拆除重建输水洞进出口。
③管理设施不完善。
新建管理设施。
④抗震不安全。
需要对坝体进行压实加固或对浅层液化土进行挖除并重新回填非液化土。
⑤对于山体滑坡应进行重点区段加固;而应对白蚁、穴居动物等生物性灾害,则需要定期检查,及时捕杀危害性动物,确保大坝安全。
3 实例分析[7]3.1 工程概况某小型水库是一座以防洪、灌溉为主,结合水产养殖等综合利用的小(2)型水库。
水库建于1975年,下游保护区内有0.10万人、400亩农田,水库的地理位置重要。
水库总库容15.56万m3(除险加固后),工程等别为Ⅴ等,主要建筑物级别为5级。
工程现状:大坝为砂壳心墙坝,坝顶高程105.0m,最大坝高16.5m,坝长90m,坝顶宽3.0m;坝顶为土路,坑洼不平;上游坝坡无护砌,灌木丛生,局部较陡;下游坝坡杂草丛生,坝坡不规则;干砌石排水棱体陡直。
综合分析某小型水库原有资料和现场查勘情况以及理正计算结果,可知水库存在的部分主要问题如下:(1)大坝心墙顶高程不足;(2)通过计算可得大坝渗透比降不满足规范要求;(3)上游坝坡无护砌,杂草、灌木丛生,上游坝坡稳定安全系数不满足规范要求;(4)下游坝坡杂草丛生;下游坝坡稳定安全系数不满足规范要求;(5)排水棱体陡直、损坏。
3.2 工程除险加固方案3.2.1 工程除险加固方案的确定思路在确定具体水库加固方案的时候,我们依据前文总结的水库主要病险的加固办法,结合水库具体特征,考虑方案的效果、可行性以及经济合理性,最终选定水库加固方案。
(1)加高心墙,加高心墙可以通过坝顶开挖,重新回填粘土料来完成,或是采用坝体灌浆,用防渗墙加高心墙;(2)上游坝坡放缓,清理表层坝坡,新建混凝土护坡;(3)下游坝坡稳定安全系数不满足规范要求:下游坝坡放缓,清理表层坝坡,新建坝面排水系统;(4)排水棱体续建。
3.2.2 工程除险加固前后的理论计算对比1)加固前大坝渗透稳定复核(1)大坝渗流大坝渗流计算使用理正软件;计算断面选取大坝主河槽段最大坝高断面。
基本计算参数:表1 坝工计算土体参数计算结果:按照《小型水利水电工程碾压式土石坝设计规范》[8](SL189-96)规定,允许渗透坡降:[J]=(Gs-1)(1-n)/K(1)式中:Gs――土的土粒比重;n――土的孔隙率;K――安全系数,取1.5~2,此次取1.5。
坝体填土(砂壳):Gs=2.65,e=0.650,n=e/(1+e)=0.394 [J]=(2.65-1)(1-0.394)/1.5=0.667坝体填土(心墙):Gs=2.7,e=0.735,n=e/(1+e)=0.424 [J]=(2.70-1)(1-0.424)/1.5=0.653不同工况下,大坝现状渗流计算结果汇总于表2。
表2 大坝加固前渗透计算成果表渗透稳定分析结论:由计算成果得出,在兴利水位和校核水位运行工况下,坝体渗透坡降均不满足规范要求。
(2)大坝稳定采用瑞典圆弧法计算,使用理正软件;计算断面选取大坝主河槽段最大坝高断面。
加固前大坝稳定复核结果汇总如表3。
表3 大坝现状稳定安全系数计算成果表从表3中可以看出,在各种运行工况下,大坝坝坡抗滑稳定安全系数均不满足规范要求。
2)加固后大坝渗透稳定复核(1)大坝渗透稳定计算计算参数同加固前。
加固后渗流计算结果汇总如表4。
表4 大坝加固后渗流计算成果表从表4可以看出:在各种运行工况下,加固后大坝渗透坡降均满足规范要求。
(2)坝坡稳定计算计算参数同加固前。
计算成果列于表5。
表5 大坝加固后稳定安全系数计算成果表从表5可以看出:在各种特征水位运行工况下,大坝坝坡抗滑稳定安全系数均满足规范要求。
通过文中水库加固前后的理论计算结果:大坝加固前在兴利水位和校核水位运行工况下,坝体渗透坡降均不满足规范要求;在各种运行工况下,大坝坝坡抗滑稳定安全系数均不满足规范要求。
在采取加固措施后,通过理论计算我们可以知道:大坝加固后在各种运行工况下,坝体渗透坡降均满足规范要求;大坝坝坡抗滑稳定安全系数均满足规范要求。
通过上述分析我们知道加固方案解决了水库的病险问题,同时结合水库的具体情况,可知加固方案具有可行性,可以实施。
4 总结本文通过简述小型土石坝水库的病险情况以及各种病险情况所对应的工程措施。
针对某工程实例,采用有限元分析软件对病险土石坝进行渗流稳定计算,并对其边坡稳定进行分析,验证其除险加固措施的合理性与可行性,评价坝体加固前后的安全性对比,论证除险加固工程措施的效果;并对工程设计过程中所存在的问题进行分析,力求设计方案可以最大限度的降低成本和提高工程质量。
在对水库除险加固时,我们应该进行详细的研究,针对水库的具体病险情况,做出相应的工程的措施。
针对水库的薄弱环节,或者是在使用过程中发现的隐患做相应的工程措施,以解决问题;同时水库工程又是一个有机的整体,任何一部分发生变化,都会对别的部位产生影响,除险加固工程应该保证可以解决问题,同时又不产生新的问题并兼具较高的性价比。