土石坝渗流破坏类型分析及防治措施
土坝的渗流问题及其控制措施分析
土坝的渗流问题及其控制措施分析摘要:通常土坝遭受破坏的主要因素就是水以及其他外力的侵袭,或者是土体的强度,其中最常发生的土坝破坏类型就是土坝渗流问题。
论文就产生土坝渗流的具体原因进行分析,掌握渗透问题变化的具体原因以及规律,探讨土坝渗流问题的具体控制措施,以望参考。
关键词:土坝;渗流问题;控制措施引言在我国,最常见的挡水建筑物就是土坝,土坝经常会产生渗流的问题。
根据相关调查显示,造成我国土石坝严重质量问题的35%都是因为土坝渗流[1]。
因此,在进行土坝设计以及建设的过程中,对土坝渗流问题进行深入的分析,根据土坝渗流产生的根本原因进行提前的控制措施布置,降低土坝渗流破坏造成的损失意义重大。
1大坝渗流存在的主要问题由于大多数土坝建筑都属于散粒结构,有很大的孔隙存在于土坝坝身的土粒之间。
同时,土坝对于地基的地质并没有太高的要求,在较差的岩石地基或者是土基上都可以建筑。
因此,在水库蓄水时,迫于水造成的压力,难以避免会出现一些渗漏的现象。
除了土坝地基的断层破碎带以及熔岩地层室外,坝身或者是坝基土体也会出现渗漏现象,也就是所谓的绕坝渗漏、坝基渗漏以及坝身渗漏。
当这些渗漏部位的渗漏量超过可控量时就会对大坝造成渗流的安全问题,甚至出现不可估量的后果。
这种坝基渗漏主要是因为铺盖裂缝所造成的或者是因为心墙下截水墙与基础接触遭到冲刷破坏而形成的。
产生铺盖裂缝的根本原因就是基础沉陷不均匀时铺盖被拉伸出现裂缝而产生的,或者还是因为施工过程中防渗涂料中水分含量过大在干结时造成了严重的裂缝[1]。
心墙下截水墙与基础接触面遭到冲刷破坏的原因是两者之间接触面的反滤层失效,在遭受冲刷的过程中坝体产生了严重的破坏。
另外,地质条件复杂,基岩的完整性、连续性较差,也是产生坝基渗漏的重要因素。
一般来说,水库大坝的坝基防渗采取塑膜垂直铺设,坝体防渗塑膜绕过止滑墩后水平铺设约8m和坝基垂直塑膜焊接设计深度为坝体安全渗流深度,塑膜垂直铺设采用大开挖方式施工,开挖较深时塌方、地下水过高等原因,施工难度大,因此造成很多水库大坝坝基渗漏这个主要问题。
土石坝渗流破坏类型分析及防治措施
土石坝渗流破坏类型分析及防治措施土石坝渗流破坏类型分析及防治措施摘要:根据国内外大量失事大坝资料证实,由渗透破坏引起的事故占到四成以上。
因此渗流问题是影响土石坝安全的主要因素。
本文对土石坝渗流破坏机理进行分析及总结出防治方法措施关键词:土石坝渗流破坏防治措施土石坝是应用最广的挡水建筑物,用散粒材料填筑在不同的坝基上,挡水后上下游的水头差引起了水通过坝体、坝基及两岸坡向下游渗流。
由于勘测设计不当、施工质量不良和管理运行不当以及渗流、地震等,使土石坝及其坝基发生缺陷病害,甚至垮坝失事。
重要的病害有渗流破坏、滑坡、裂缝、地震震害和液化及其他病害。
针对这些病害必须采取选用这种或那种坝体和坝基加固技术,以保证土石坝的安全及其水库的正常运用。
根据国内外大量失事大坝资料证实,由渗透破坏引起的事故占到四成以上。
因此渗流问题是影响土石坝安全的主要因素。
一、土石坝渗流破坏类型坝体渗漏浸润线从坝坡逸出将导致坝坡湿润或沼泽化:这种现象一般发生在均质坝或混合土料坝型中,过高的浸润面增加了滑坡的可能性,同时由于渗流的长期作用和气温及降雨的影响,坝坡土体的抗剪强度减小,局部渗透破坏,导致滑塌的可能性加大。
下游坝面出现集中渗漏;坝体在分层填筑时土层较厚,施工机械的功率不足,致使每层填土上部不密实,局部疏松,形成水平集中渗漏带,有的坝由于施工组织落后,特别是大规模的人工填筑施工,采用分段包干的填筑方法,土层厚薄不一,上升速度不一致,致使相临两段的接合部位出现了少压或漏压的松土带。
坝体裂缝渗漏:坝体开裂是形成坝体隐蔽渗漏的原因之一,由于心墙或斜墙后坝壳一般是强透水的土料,通过裂缝的集中渗漏将在坝壳中扩散,因而难以发现集中渗漏区,根据坝壳浸润面观测成果也难以判断渗漏的存在。
2、坝后地面渗漏土石坝外坡坝后地面出现砂沸、砂环、泉涌、管涌或沼泽化是经常遇到的渗漏现象,其成因与地层的构造及未能采取有效的渗流控制有关。
对表层透水性较小的粉细砂、淤泥或壤土,其下为强透水的砂砾石或砂层地基,若坝后没有采取排水减压措施(减压井、减压沟)或有排水设施,但是由于这种地层的渗流出逸坡降较大,当出逸坡降大于表层土的临界坡降时,坝后地面即出现砂沸等破坏现象。
水利工程中土石坝渗透变形的成因及处理措施
汇报人: 2023-12-29
目录
• 水利工程中土石坝概述 • 土石坝渗透变形的成因 • 土石坝渗透变形的影响 • 土石坝渗透变形的处理措施
01
水利工程中土石坝概述
土石坝的定义与特点
定义
土石坝是一种利用当地土石材料 堆筑而成的挡水建筑物,是水利 工程中常见的一种坝型。
土石坝渗透变形会导致水库蓄水 能力下降,影响水库的正常运行
。
破坏水利设施
渗透变形可能导致水利设施的损坏 ,如输水洞、溢洪道等,影响水利 工程的正常运行。
影响大坝安全
渗透变形可能导致大坝内部应力分 布不均,降低大坝的稳定性,甚至 引发大坝溃堤等安全事故。
对生态环境的影响
破坏水生生态
土石坝渗透变形可能改变水体的 化学成分,影响水生生物的生存
用于调节水库水位和向 下游供水,一般包括进 口、洞身和出口等部分
。
02
土石坝渗透变形的成因
自然因素
降雨与降雪
长时间的降雨或降雪可能 导致水库水位上升,压力 增大,进而增加渗透变形 的风险。
地震
地震产生的剧烈震动可能 导致土石坝结构松动,增 加渗透变形的可能性。
温差与冻融
土石坝在不同温度下的收 缩和膨胀可能导致裂缝产 生,为水流渗透提供通道 。
,破坏水生生态系统。
污染水源
渗透变形可能导致污染物进入水 体,造成水源污染,影响人类和
动物的健康。
影响地下水
土石坝渗透变形可能影响地下水 的流动和补给,影响地下水资源
的利用和保护。
对社会经济的影响
影响农业灌溉
土石坝渗透变形可能影响水库的农业灌溉供水能力,影响农业生 产和粮食安全。
土石坝渗漏的处理.
中的土粒,形成管涌。若没有反滤保护(或反滤设计不当),渗流将把土粒
带走,淘成孔穴,逐渐形成塌坑。当集中渗流发生在防渗体内,亦会使土料 随渗流带出,即所谓的心墙(斜墙)击穿。
造成坝身渗漏的主要原因有以下几个方面:
1.坝身尺寸单薄,特别是塑性斜墙或心墙厚度不够,使渗流水力坡降过大, 造成斜墙或心墙被渗流击穿而引起坝体渗漏。
水利工程管理技术
土石坝渗漏的处理
二、坝身渗漏的原因及处理方法
(一)坝身渗漏的形式及原因 坝身渗漏的常见形式有:散浸、集中渗漏、管涌及管涌塌坑、斜墙或心墙 (斜墙)击穿等。坝体浸润线抬高,渗漏的逸出点超过排水体的顶部,下游 坝坡呈大片湿润状态的现象,称为散浸。而当下游坝坡、地基或两岸山包出 现成股水流涌出的现象,则称集中渗漏。坝体中的集中渗漏,逐渐带走坝体
水利工程管理技术
土石坝渗漏的处理
当水库不能放空,无法补做新斜墙时,可采用水中抛土法处理,即用船载运粘 土至漏水处,从水面均匀抛下,使粘土自由沉积在上游坝坡,从而堵塞渗漏孔 道,不过效果没有填筑斜墙好。 2)沥青混凝土斜墙。在缺乏合适的粘土土料,而有一定数量的合适沥青材料 时,可在上游坝坡加筑沥青混凝土斜墙。沥青混凝土几乎不透水,同时能适应 坝体变形,不致开裂,抗震性能好,工程量小(因其厚度约为粘土斜墙厚度的 1/40~1/20),投资省,工期短。我国在修筑沥青混凝土斜墙方面已积累了 相当丰富的经验,故近年来,用沥青混凝土做斜墙处理坝身渗漏已受到广泛的 重视。 3)土工膜防渗斜墙。土工膜的基本原料是橡胶、沥青和塑料。当对土工膜有 强度要求时,可将抗拉强度较高的绵纶布、尼龙布等作为加筋材料,与土工膜 热压形成复合土工膜,成品土工膜的厚度一般为0.5~3.0mm。土工膜加固的 优点是重量轻,运输量小,铺设方便;柔性好,适应坝体变形;耐腐蚀,不怕 鼠、獾、白蚁破坏;施工简便,速度快,易于操作,节省造价;施工质量容易 保证。缺点是施工时需要放空水库;抗老化性能不如混凝土材料;用于挡水水 头超过50m的大坝需要进行专门论证。
土石坝的渗透变形及其防止措施.微课
管涌
流土
接触冲刷
接触管涌
土石坝的渗透变形及其防止措施
1.管涌:在渗流作用下,坝体或坝基中的细小颗粒被渗流带 走逐步形成渗流通道的现象。
2.流土:在渗流作用下,成块土体被掀起浮动的现象。
3.接触冲刷:渗流沿两种不同土壤的接触面流动时,把其中 细颗粒带走的现象。
4.接触流土和接触管涌:渗流方向垂直于两种不同土壤的 接触面时, 可能把其中一层的细颗粒带到另一层的粗颗粒中去。
n —土壤孔隙率。
(三)渗透变形的临界坡降
当
JJc 可能发生管涌,
[Jc ]
Jc m
m — 渗透坡降安全系数,一般为2-3。
此外 [J] 值还可参照不均匀系数:
当 1020 的非粘性[J 土 ]0 时 .20: 当 20 的粘性土 [J]时 0.1 : 0
2.流土的临界坡降
当
J[JB]
可能发生流土,
(二)渗透变形型式的判别
d≦2mm 细颗粒
P z 2 % 或 5 P z P z 砂性土,易发生管涌;
P z 3 % 或 5 P z P z 粘性土,易发生流土;
2% 5P z 3% 5
Pz
1
n n
可能发生管涌、流土。
Pz—粒径等于或小于2mm的细颗粒临界含量(%);
—修正系数,取0.95~1.0;
设置反滤层是提高抗渗破坏能力、防止各类渗透变形特别是防止管涌的有 效措施。在任何渗流流入排水设施处一般都要设置反滤层。
1.反滤层的结构 反滤层一般是由2~3层不同粒径的非粘性土、砂和砂砾石组成的。层次
排列应尽量与渗流的方向垂直,各层次的粒径 则按渗流方向逐层增加。
土石坝的坝基处理及渗流变形的防治
土石坝的坝基处理及渗流变形的防治1土石坝的坝基处理土坝对地基的要求比混凝土坝低,一般不必挖除地表透水土壤和砂砾石等。
但是,为了满足渗透稳定、静力和动力稳定、容许沉降量和不均匀沉降等方面的要求,保证坝的安全经济运行,也必须根据需要对地基进行处理。
1.1 岩基处理针对土石坝的特点,岩基的处理主要应注意以下四点:(1)岩基上的覆盖层。
对中、低土石坝,只需将防渗体坐落在基岩上,形成截水槽以隔断渗流即可。
对高土石坝,最好挖除全部覆盖层,使防渗体和坝壳均建在基岩上。
(2)防渗体与基岩的连接。
防渗体与基岩的接触面应紧密结合。
以前多要求在防渗体的基岩面上浇筑混凝土垫层或混凝土齿墙。
但混凝土垫层和齿墙的作用并不明显,受力条件不佳,易产生裂缝,因此,现在的发展趋势是将防渗体直接建在基岩上。
(3)基岩内部防渗处理。
主要是防渗帷幕。
一定要做到万无一失,防渗幕是很重要的一项工程。
(4)对不良地质构造的处理。
对断层、破碎带等不良地基构造,主要考虑起渗透稳定性和抗溶蚀性能,而不太看重其承载力和不均匀沉降。
处理方法主要有:水泥灌浆或化学灌浆、混凝土塞、混凝土防渗墙、设置防渗铺盖等。
1.2 砂砾石地基处理砂砾石具有足够的承载能力,压缩性不大,干湿变化对体积的影响也不大。
但砂砾石地基的透水性很大,渗漏现象严重,而且可能发生管涌、流土等渗透变形。
砂砾石地基的处理,主要是对地基的防渗处理。
1.3 垂直防渗设施垂直防渗是解决坝基渗流问题效果最好的措施。
垂直防渗的效果,相当于水平防渗效果的三倍。
因此,在土石坝的防渗措施中,应优先选择垂直防渗措施。
垂直防渗措施主要有:粘性土截水墙、混凝土防渗墙、灌浆帷幕、板桩等。
1.4 粘性土截水墙(1)当砂砾石透水地基的深度不大时,可将截水墙直接伸入岩基,并与岩基紧密相连。
这种情况下的截水墙结构简单,工作可靠,防渗效果好;当砂砾石透水地基的深度较大时,可将截水墙深入坝基一定深度,不与岩基相连,称为悬挂式截水墙,但防渗效果较差。
土石坝渗流破坏及其控制措施
N o . 4 . 2 0 1 4
( T o t a l N o . 4 2 )
文章 编号 : 1 0 0 7- 7 5 9 6 ( 2 0 1 4 ) 0 4—0 1 2 0— 0 3
土 石 坝 渗 流 破 坏 及 其 控 制 措 施
程 声 龙
( 贞丰县水务局 , 贵州 贞丰 5 6 2 2 0 0 )
水 槽不 符合 相 关 规 定 的要 求 , 导 致 在 坝基 运 营 过 程
中产生 被击 穿 的现象 因而 发生渗 漏 j 。 1 . 3 绕坝渗 漏 产 生绕 坝渗 漏 的主要 原 因有 以下 3点 : 1 ) 在 两 岸 的 边 坡 上 没 有 设 置 符 合 要 求 的 截 2 ) 没 有 对 绕 坝 混 凝 土 施 工 中进 行 严 格 的 压 实
或 坝下 涵管 形 式 , 但 是 因为 坝 肩 溢 洪 道 侧 墙 与 坝 体 少施 工 中可能 出现 的塌 壁 现象 , 减 少 施 工难 度 , 以保 连 接处 未做 齿 墙 , 或 侧 墙 背 面填 土 不 实 , 渗径短 , 渗 证 回填质 量 。 透坡 降 大 。
道, 给 大 坝安全 埋 下 隐患 。
3 ) 当土坝 两岸坡 山体 节 理裂 隙 发育 或 透水 的第
四纪 堆积 未妥 善处 理 , 蓄水 后 , 水 流绕 过 土 坝两 端 渗
3 ) 大 坝本 身没有 足够 的 厚度导 致渗 径过 短 ;
4 ) 大 坝下 游 的排水 管 因为 某种 原 因发 生 了堵 塞 向下 游 , 远离 坝端 逐渐减 弱 。
在 山区水库 的 建 设 中 , 通 常 会 采 用 坝 端 溢 洪 道
技术 逐 渐增 多 , 如薄形 抓 斗 、 锯槽 机 和 射水 法 等 造槽
水利工程中土石坝渗透变形的成因及防治
水利工程中土石坝渗透变形的成因及防治摘要:土石坝是水利工程中较为常见的堤坝类型,具有地基适变性强,技术成熟,可就地取材,造价低等优点,在世界水利工程中被广泛采用。
是以土料或土石混合料为主材的典型散粒体结构。
土石坝经过长期运行,由于水文地质变化及蓄水等外力及因素的影响,出现水库病害,其中渗透变形及破坏最为常见,降低了土石坝运行的安全可靠性,缩短水库的使用寿命,水利工程的经济效益与社会效益受到影响。
本文将针对水利工程中土石坝渗透变形病害的成因及防治措施展开研究。
关键词:水利工程;土石坝;渗透变形;成因;防治一、水利工程土石坝渗透变形的主要表现1.流土现象水利工程中的土石坝在水环境的长期渗透力作用下,很容易出现坝体内部的土料整体上浮的情况,上浮的土料容易随着流水而被冲走,造成坝体土料的流失,这就是流土现象。
流土现象是土石坝渗透变形病害的一个重要表现,轻微的流土现象并不会直接对土石坝的结构稳定性及使用安全造成威胁,但当流土体积达到一定程度后,就可能导致坝体内部出现空洞、表面局部隆起,还可能造成坝体表面结构脱落、断裂,严重情况下甚至会出现垮塌、决堤等事故,造成严重安全隐患。
2.接触冲刷现象土石坝建造中所使用的土料或土石混合料在粒径上往往存在差异,水的渗漏作用下形成的渗流,会将接触面的细小颗粒物冲刷带走,这样就会导致坝体内细颗粒土料的流失,这就是接触冲刷现象,是渗透变形病害的又一表现形式。
同时由于渗流的影响是长期存在的,就会将接触面的细小颗粒逐层冲刷带走,造成渗流接触面的破坏程度不断加大,产生坝体裂隙、裂缝等。
同时,被渗流带走细小颗粒可能随着水流移动至其他位置,并再次聚集,这样就会造成坝体的变形,影响坝体结构的整体稳定性,以及堤坝原本设计功能的有效发挥。
3.接触流失现象接触流失与接触冲刷现象类似,同样是在渗流作用下的堤坝病害表现。
接触流失主要是指坝体内不同渗透系数的土层之间,出现层间渗透,使细小颗粒物随渗流进入其他土层。
浅析土石坝渗漏成因及处理措施
( 3 ) 浸润 线抬高使 下游坝坡 失稳 , 已建 的均质土石 坝 中 , 常 存在浸润 线 比设计计算的有所抬高 ,致使坝 的下游坡 面长期处
于湿 润 状 态 而 影 响 坝 坡 的 稳 定 。
合膜和透水 的土工织物 , 前者可 以代替防渗体 , 起到截渗 隔水作
数过 大 , 导致坝体外坡大面积散浸 。
2 坝 身渗 漏分析 。土石坝常因斜墙 、 1 、 5 , 墙等防渗体裂缝形成 增加渗径 , 降低渗透坡 降, 减少渗漏量 , 但不能完全截断渗流 , 当 ( 1 ) 心墙 、 斜墙裂缝漏水 , 土石坝防渗体开裂较常见 , 尤其是 流通过透水层绕过 土工膜 照样在外坝坡排泄 ,且在 内坝坡铺设
1 . 垂直防渗。 垂直防渗 常适用 于地基透水层较薄或隔水层较 浅的情况 , 以封闭式 防渗帷幕来根 治坝基 渗透破坏的险情 , 可以
1 : 3 5, 大 陆桥视 野
_ 工程经济 / G O N G C H E N G J I N G J
发现湿润现象 , 防渗效果显著 , 达到了预期 目的 。 5 . 黏土防渗心墙防渗。( 1 ) 在清理过的无水基底上进行。( 2 ) 层铺筑时 , 上下层接 缝应错开 , 每层 厚 以 1 5 e m 2 0 e m为宜 , 层
与坡 脚截水槽 和堤 身防渗体协 同铺筑 , 并尽 量减少接缝 。( 3 ) 分 完 成坝体套井黏土 回填 ,并利用冲抓钻在 坝基 中成功地建造 防
面间应刨毛 , 洒水 。( 4 ) 分段 , 分片施工时 , 相邻工作面搭接碾压
应符合有关规定 。 6 . 套 井回填防渗。在造孔过程中经 常用垂球 检查 孔斜度 , 实
土石坝渗透变形的形式
土石坝渗透变形的形式土石坝渗透变形是指土石坝内部水分通过坝体渗透,导致土石坝的形状和结构发生变化的现象。
这种渗透变形是土石坝安全隐患的重要来源之一。
下面将从土石坝渗透的原因、渗透变形的表现以及预防和控制措施等方面进行阐述。
土石坝渗透的原因主要有两个方面:一是坝体渗透。
土石坝由于自身的孔隙和裂缝,水分会通过坝体的渗透而进入坝内。
二是坝基渗透。
土石坝的坝基与地基之间也存在着渗透通道,地下水会通过这些通道渗透到坝体内部。
这两种渗透现象的叠加使得土石坝内部的水分逐渐增加,从而引发渗透变形。
土石坝渗透变形的表现有多种形式:一是坝体的水分含量增加。
随着渗透的发生,土石坝内部的水分含量逐渐增加,超过了土石坝的承载能力,导致坝体的变形和破坏。
二是坝体的变形。
由于水分的渗透,土石坝的内部结构发生变化,坝体的形状也会发生变形,表现为坝体的下沉、倾斜或者侧向位移等。
三是坝体的开裂。
由于渗透引起的坝体变形,会导致土石坝表面的开裂,这些开裂不仅会进一步增加水分的渗透,还会影响坝体的稳定性。
为了预防和控制土石坝渗透变形,需要采取一系列的措施:一是建立良好的排水系统。
通过设置排水管道和渗流控制带等设施,可以有效地控制坝体内的水分渗透,减少渗透对坝体的影响。
二是加强坝体的抗渗能力。
可以采用防渗墙、加固坝体等方式,提高土石坝的抗渗能力,减少渗透引起的变形。
三是加强坝基的处理。
通过对坝基进行改造和加固,减少地下水对坝体的渗透,从根本上解决土石坝渗透变形的问题。
总的来说,土石坝渗透变形是一种常见且严重的问题,对土石坝的安全稳定性造成了威胁。
为了预防和控制渗透变形,需要采取一系列的措施,包括建立排水系统、加强坝体的抗渗能力和处理坝基等。
只有通过这些措施的有效组合,才能保证土石坝的安全稳定运行,为人们的生命财产安全提供保障。
土石坝水库渗漏破坏及防渗措施
土石坝水库渗漏破坏及防渗措施【摘要】近年来,水库渗漏是土石坝常见的问,病险土石坝的加固技术有了很大的发展。
按病险土石坝渗漏部位对各种渗漏原因进行分析,采取切实可行的堵漏措施。
本文主要介绍了一些技术在土石坝防渗中的应用。
【关键词】水库土石坝;渗漏破坏;防渗技术;措施一、土石坝防渗技术及应用1.1 劈裂灌浆防渗技术该技术是目前应用较为广泛、防渗效果较好的一种技术,其技术机理是在土坝中采用劈裂灌浆,使用一定的压力,使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10cm~50cm厚的连续泥墙,同时泥浆使坝体湿化,产生沉陷,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。
这种坝体可以就地取材,施工简便,投资省、工效高。
推广初期,技术规范要求为坝高50m以下的均质坝和宽心墙坝,并要求在低水位进行。
近年来,逐渐推广到坝高可超过50m,不仅低水位能进行,高水位也能进行;不仅可以劈裂坝体也可劈裂堤坝地基;不仅在宽心墙坝进行劈裂灌浆,也可在其它心墙坝进行。
同时,也逐步应用到湿陷性黄土宽顶坝、沙坝等。
大量研究试验结果显示,在堤坝地基附加应力场影响范围以内,沿坝轴线也有一个铅直的小主应力面,只要沿堤坝轴线布孔,进行压力灌浆,就可以实现定向劈裂,并且防渗效果很好。
1.2 高压定向喷射灌浆防渗技术该技术是在以前引进日本高压旋喷灌浆法的基础上改进而成,用于险库坝基防渗,取得了较好的效果。
近年来在已有经验的基础上,进一步提高了施工工艺、专用设备、喷射形式,设计计算及相应的技术参数。
原来仅能用于土、沙、细颗粒砂砾石层,现在有了新的进展,逐渐扩大到强透水的砂卵石、砂卵漂石和堆石碴层中。
在这样的地层内,利用旋转钻钻孔进尺慢,过多地使用固壁泥浆充填地层,增加喷射时能量消耗,影响板墙的有效长度和厚度。
目前较为先进的是“冲击带管钻孔,泥浆固壁提管”的造孔新办法,它的优点是:第一,成孔保证率高,孔斜率容易控制;第二,固壁泥浆不盲目扩散,从而减少高压喷射的能量消耗,增加了浆液的渗透能力,提高了成墙效率;第三,施工速度快;第四,机具磨损少,钻具消耗低。
土石坝工程渗流原因和控制策略分析
土石坝工程渗流原因和控制策略分析土石坝是一种常用的挡水建筑物,既然挡水则必然伴随着渗流。
根据国内外的大量资料显示,由于渗流破坏而造成土石坝失事的比例占到35%左右。
因此,在土石坝设计中进行渗流分析是有效降低土石坝渗漏破坏、布设防渗措施的重要前提。
1、引言水库是水利产业的重要措施,建国后我国已兴建了各类水库。
因为水库受修建时间较长、当时的技术等因素所限制,现在大部分水库带病工作,事故较多,对人民生产和国民经济产生了一定影响。
由于当时历史条件及技术、经验不足等原因,很多水库工程存在着不同程度的质量和防洪标准问题,使水库事故不断增加,给国家和人民生命财产造成了重大损失。
土坝存在问题,除防洪标准偏低外,主要是工程质量问题,具体表现在渗漏、滑坡和裂缝。
概括起来,是一个防渗加固问题,一般处理防渗的原则是“上堵下排”。
上堵的措施有垂直防渗和水平防渗。
垂直防渗有混凝土防渗墙、高压喷射灌浆防渗、劈裂灌浆防渗、冲抓套井回填防渗、倒挂井防渗、土工合成材料防渗、射水造孔混凝土墙防渗和岩溶帷幕灌浆防渗等。
水平防渗有人工粘土铺盖和利用天然铺盖等,并结合下排的措施有:在坝体背水坡脚附近开挖导渗沟、减压井和盖重压渗等。
2 土石坝渗流破坏的主要形式2.1 坝体渗漏土石坝产生坝体渗漏的表现形式有两种:(1)在下游坝面出现渗水或散渗。
(2)在下游坝面出现集中渗漏。
渗水或散渗的产生是由于坝体渗透水量超过了允许范围或渗流溢出点太高,这种情况会导致下游坝面产生沼泽化,坝体浸润面抬高,坝坡土体的抗剪强度减小,坝体产生滑坡或滑塌的可能性大大增加。
集中渗漏的产生是由于在坝体内有裂缝等薄弱层的存在,导致水库蓄水后在坝体内形成渗漏通道。
施工时坝体分层碾压不充分,将比较容易导致坝体裂缝的产生。
2.2 坝基渗漏土石坝勘测时若遇坝基地质条件不佳,设计和施工时应采取必要的工程处理措施,如清基、换填、灌浆等。
若设计、施工处理不当,清基不彻底或未采取必要的防渗措施,水库蓄水后,土石坝坝后地面及坝基容易产生膨胀、断裂和泡泉等渗漏现象,严重影响坝体的稳定性。
论土石坝的渗漏处理
水利工程技术管理——论土石坝的渗漏处理。
班级:工管A112班姓名:许发珍学号:2011116113目录土石坝的渗漏处理................................................... - 1 - 一、土石坝渗漏的途径及其危害...................................... - 1 - (一)损失蓄水量.................................................... - 1 - (二)抬高浸润线................................................... - 1 - (三)渗透破坏..................................................... - 1 - 二、坝身渗漏的处理措施............................................. - 2 - (一)斜墙法........................................................ - 2 - (二)充填式灌浆法................................................. - 3 - (三)防渗墙法..................................................... - 3 - (四)劈裂灌浆法................................................... - 3 - (五)导渗法....................................................... - 4 - 三、坝基渗漏的处理措施............................................. - 4 - (一)黏土截水槽................................................... - 4 - (二)混凝土防渗墙................................................. - 4 - (三)灌浆帷幕..................................................... - 4 - (四)砂浆板桩...................................................... - 5 - (五)高压定向喷射灌浆............................................. - 5 - (六)黏土铺盖..................................................... - 5 - (七)排渗沟....................................................... - 5 - (八)减压井....................................................... - 5 - (九)透水盖重..................................................... - 5 - (十)垂直铺塑防渗................................................. - 6 - 四、总结(心得、体会)............................................. - 6 -土石坝的渗漏处理由于土石坝属于散粒结构,在坝身土粒之间,仍然存在着较大的孔隙,再加之土石坝对地基地质条件的的要求相对较低,在土基或较差的岩基上均可筑坝。
探讨土石坝渗透变形的成因、形式及治理措施
探讨土石坝渗透变形的成因、形式及治理措施土石坝在我国水利工程施工中由来已久,它的主要材料是由本地的土料、石材以及土石混合材料构成,经过有序的碾压、回填等方式筑成的挡水大坝。
由于使用的材料不同,土石坝可以分为以下几种:石坝、土坝以及土石混合材料铸成的混合型大坝。
随着我国经济的发展,水利工程的发展也有了较大的进步,由于受到各方面环境条件的限制,在一些情况下,因为土石坝的渗漏问题,如果不及时处理,有可能会对人们生命财产安全造成严重危害,所以,必须采取有力措施,防止土石坝渗漏。
1 土石坝渗透变形的含义及危害土石坝由于长期在水中受到浸泡和冲刷,周围土体在渗透作用下发生浮动变形,当土体的质量小于浮容重时,土石坝的土石就会逐渐被带走,从而使土石坝发生变形。
刚开始的大坝渗透能力不会造成土石流失,但是,如果不及时治理,日积月累,成年累月的冲刷,就会发生较大的土石坝滑坡或重大事故。
要根据土石坝出现渗透变形各个部分的实际情况进行分析,如果大坝下游坝坡的边缘,发生的危害就大,如果在大坝的坝基里面发生涵洞,就会出现建筑物下陷,有时候还会出现塌陷等严重后果。
2 土石坝渗透变形的成因土石坝渗透变形有以下几种形式:泥土受到冲刷后发生流失、管涌以及接触性流土。
因为泥土的颗粒的大小不同以及渗透程度的不同使土石坝发生渗流变形,主要是因为:(1)坝基的不透水层没有和土石坝下面的截水槽相连,对于不稳定的地基没有很好的处理,都会使坝基出现渗流,如果任其发展,就会使坝基变形或出现空洞甚至溃坝。
(2)因为选用的土石材料在力学方面没有认真思考,在建成土石坝工程时进行储存水源时,对浸润线的设置不合理,以至于土石坝的渗漏流出的水流从下游的坝坡斜面流出,使下游坝坡极不稳定。
(3)在进行输出水的涵洞和施行工程施工中,使用的浆液不均匀、混凝土比例配合没有按照一定的标准,周围的黏土夯实不严密,有时候在回填时不结实,也会使土石坝出现涵洞,从而引起渗透变形发生。
探讨水库土石坝工程渗流原因及控制措施
探讨水库土石坝工程渗流原因及控制措施水库土石坝工程是大型水利工程之一,其主要功能是储存水源、防洪和发电。
土石坝由土石材料构成,存在较大的渗流问题。
渗流问题成为了水库土石坝工程中需考虑和解决的问题之一。
本文旨在探讨水库土石坝工程渗流原因及控制措施。
一、水库土石坝工程渗流原因(一)渗流途径水库土石坝工程的土石坝结构属于半透水结构,渗漏主要发生在坝体、坝底及坝体周围。
渗漏主要途径包括以下几种:1、管涌。
地下水在坝体附近汇聚并形成管道,水流通常由高处向低处流动,管涌发生时,会迅速从通道中涌出水流。
2、岩溶裂隙。
砂质岩石经过长时间水侵蚀后,形成溶洞或洞穴,水流会通过溶洞或者洞穴侵入坝体。
3、地下水脉。
地下水脉是水分向坝体聚集的通道,处于聚集地点的水压迅速增强,加大了渗流压力。
(二)土石坝工程设计及施工问题1、土石坝施工过程中,对材料的要求很高。
如果材料本身的固有性质不佳,则难以避免渗漏。
2、土石坝对设计和施工工艺的要求非常高,如果这些过程中存在疏漏,会导致坝体的渗漏问题。
3、土石坝的设计过程中需要综合考虑负荷承载能力、渗流状况等多个因素,因此,设计过程也容易出现漏洞。
二、水库土石坝工程渗流控制措施(一)加强地基基础处理加强地基基础处理,是管控渗流问题最有效的措施之一。
包括剖沟护坡、沉井排水、反渗透、注浆固结等方法。
这些方法本质上是要求在提高基础承载能力的同时,控制渗流的发生和扩散。
(二)筑坝过程中增强监管筑坝过程中应该加强监管,减少设计与施工过程中的漏洞,确保设计方案的有效性和施工过程的规范性。
尤其需要注意施工过程中的材料质量控制,确保坝体质量达到预期的要求。
(三)制定管理规范和常规监测制定管理规范和常规监测,对渗漏进行定期检验,发现渗漏等异常情况及时采取措施进行处理。
建立渗透监测和管理规范,未发生地下水渗漏和管涌情况时,进行渗流治理等方法,以确保水库土石坝工程长期稳定运行。
结语:水库土石坝工程是大型水利工程中非常关键的一部分。
土石坝渗透变形的防治措施
土石坝渗透变形的防治措施一、引言土石坝是一种常见的水利工程结构,其作用是防洪、灌溉、发电等。
然而,土石坝在长期使用过程中,由于受到自然环境和人为因素的影响,容易出现渗透变形问题。
渗透变形会导致土石坝的稳定性下降,甚至引起严重事故。
因此,在土石坝设计和施工过程中,必须采取一系列措施来防治渗透变形。
二、土石坝渗透变形的原因1. 自然因素:如地震、地质构造、气候等。
2. 人为因素:如施工质量不良、维护不当等。
3. 土体本身的特性:如土壤类型、含水量等。
三、防治措施1. 选择合适的土壤类型和质量在设计和建设土石坝时,应根据实际情况选择合适的土壤类型和质量。
要求选用具有较好抗渗性能和较高强度的材料,并进行充分的试验验证。
2. 加强基础处理在建设土石坝之前,应对基础进行加固处理,以提高基础的承载力和稳定性。
常见的加固方法有灌浆加固、钻孔注浆等。
3. 采用防渗措施为了防止水分渗透到土石坝内部,应采取一系列防渗措施。
如铺设防渗膜、设置排水系统等。
4. 加强监测和维护在土石坝建成后,应加强对其进行监测和维护。
通过定期检查与维修,及时发现问题并采取措施加以解决,以保证土石坝的稳定性和安全性。
5. 加强科学管理为了确保土石坝的长期使用效益,需要加强科学管理。
包括建立健全的管理制度、规范施工标准、加强技术培训等。
四、结论通过以上措施对土石坝进行防治渗透变形,可以有效地提高其稳定性和安全性。
同时,在实际工程中还需根据具体情况进行合理调整和改进,并不断总结经验,不断完善技术手段。
土坝的渗流问题分析
土坝的渗流问题分析及其控制措施和监测技术前言:渗透破坏是土石坝坝体的常见病害,设计一套可靠的渗流监测系统是保证土石坝坝体安全运行的必备措施。
土石坝浸润线位置的高低是影响坝体渗透稳定和抗滑稳定的最重要的因素之一。
对于土石坝渗透水溢出点的渗透坡降较陡时,坝坡就会发生流土、管涌,甚至滑坡、垮坝。
科学地对土石坝进行渗透监测,为水库安全运行、坝体安全稳定提供科学依据。
摘要: 土坝破坏来源于水和其它外力的侵袭以及土体强度的不足,其中渗流产生的坝体破坏占有较大比例,且造成的后果极为严重。
通过土石坝产生渗流破坏的现象分析,掌握其发展规律,利用地质勘探合理确定的边界条件,有针对性地选择土石坝的渗流控制设计方案。
关键词:土坝渗流破坏基本内容控制措施渗流问题的重要性防渗加固渗透破坏渗流监测渗流监测布设技术在水利工程中,地表水的冲刷破坏常会引人注意,也比较容易发现和挽救,而地下水的冲刷目不能见,常被忽视,有时问题一经发现,会立即导致工程的破坏,难以补救。
因此,一般水利工程受地下水渗流冲刷破坏者常比地表水冲刷破坏者为多,而堤坝渗流的问题更为严重。
据米德布鲁克斯调查统计美国206座破坏的土坝中,由于渗漏管涌破坏者占39%,由于漫顶破坏者占27%,由于滑动及沉陷裂缝者占18%,由于反滤料流失、块石护坡下没有滤层、坝端处理不好、波浪和地震等原因破坏者占17%,由此可见渗流破坏作用的严重性。
我国在20世纪90年代初的统计资料,全国存在渗漏问题比较严重的大型水库有132座,遍及各省,其中土石坝渗漏的就有106座,约占80%。
1.土坝的渗流破坏土石坝破坏来源于水和其它外力的侵袭以及土体强度的不足。
原因不同,发生的现象也有不同,除去坝端三向浇渗破坏和漫顶溢流垮坝者外,从土坝剖面上看,问题主要如图1:图1所示几种状况,并且分别说明如下:①图a是砂层地基的承压水顶穿表层弱透水粉质壤土或淤泥的薄弱环节,发生局部集中渗流形成流土泉涌现象,并继而向地基的上游发展成连通的管道。
浅析土石坝渗流安全与加固措施(通用版)
( 安全论文 )单位:_________________________姓名:_________________________日期:_________________________精品文档 / Word文档 / 文字可改浅析土石坝渗流安全与加固措施(通用版)Safety is inseparable from production and efficiency. Only when safety is good can we ensure better production. Pay attention to safety at all times.浅析土石坝渗流安全与加固措施(通用版)摘要:我县水库蓄水工程大多数兴建于上世纪50~80年代,大坝型式以土石坝为主。
经过多年运行,水库大坝病险逐渐显现。
渗流破坏是导致土石坝出现病险的主要原因之一,经对我县35座土坝进行安全分析评价,渗流安全等级评定为C级的有26座,占评价总数的74.3%。
因此,对病险土石坝进行正确的渗流稳定分析,从而确定合理可行的渗流控制措施,是土石坝除险加固设计中的重要环节。
关键词:土坝,渗流,分析1土石坝渗流病害特点土石坝坝型多样,各类型式渗流特点各异,按照防渗体类型,我县土石坝主要分为均质土坝和粘土心墙土坝两种基本形式。
1.1均质土坝该类土坝的病险大多因为施工时清基不彻底,造成坝基部分乃至全部坐落在砂砾石透水层上,或强风化等裂隙发育的岩基上,以及坝体填筑质量差,压实度及渗透性不满足规范要求,其渗流方面的病害表现主要为:坝基渗漏严重,如我县大溪水库。
绕坝基渗漏。
如我县中岭水库。
坝体散浸,坝体因为渗漏严重,造成渗流出逸点在后坝坡出露,严重造成下游坝坡沼泽化,如我县白竹水库。
土质坝体白蚁建巢,形成渗漏通道。
1.2粘土心墙土石坝大坝由土质防渗体及透水性不同的坝壳构成,我县的心墙土石坝防渗体均为粘土,坝壳材料则有土石混合料、风化石渣料等。
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土石坝渗流破坏类型分析及防治措施
摘要:根据国内外大量失事大坝资料证实,由渗透破坏引起的事故占到四成以上。
因此渗流问题是影响土石坝安全的主要因素。
本文对土石坝渗流破坏机理进行分析及总结出防治方法措施
关键词:土石坝渗流破坏防治措施
土石坝是应用最广的挡水建筑物,用散粒材料填筑在不同的坝基上,挡水后上下游的水头差引起了水通过坝体、坝基及两岸坡向下游渗流。
由于勘测设计不当、施工质量不良和管理运行不当以及渗流、地震等,使土石坝及其坝基发生缺陷病害,甚至垮坝失事。
重要的病害有渗流破坏、滑坡、裂缝、地震震害和液化及其他病害。
针对这些病害必须采取选用这种或那种坝体和坝基加固技术,以保证土石坝的安全及其水库的正常运用。
根据国内外大量失事大坝资料证实,由渗透破坏引起的事故占到四成以上。
因此渗流问题是影响土石坝安全的主要因素。
一、土石坝渗流破坏类型
坝体渗漏
浸润线从坝坡逸出将导致坝坡湿润或沼泽化:这种现象一般发生在均质坝或混合土料坝型中,过高的浸润面增加了滑坡的可能性,同时由于渗流的长期作用和气温及降雨的影响,坝坡土体的抗剪强度减小,局部渗透破坏,导致滑塌的可能性加大。
下游坝面出现集中渗漏;坝体在分层填筑时土层较厚,施工机械的功率不足,致使每层填土上部不密实,局部疏松,形成水平集中渗漏带,有的坝由于施工组织落后,特别是大规模的人工填筑施工,采用分段包干的填筑方法,土层厚薄不一,上升速度不一致,致使相临两段的接合部位出现了少压或漏压的松土带。
坝体裂缝渗漏:坝体开裂是形成坝体隐蔽渗漏的原因之一,由于心墙或斜墙
后坝壳一般是强透水的土料,通过裂缝的集中渗漏将在坝壳中扩散,因而难以发现集中渗漏区,根据坝壳浸润面观测成果也难以判断渗漏的存在。
2、坝后地面渗漏
土石坝外坡坝后地面出现砂沸、砂环、泉涌、管涌或沼泽化是经常遇到的渗漏现象,其成因与地层的构造及未能采取有效的渗流控制有关。
对表层透水性较小的粉细砂、淤泥或壤土,其下为强透水的砂砾石或砂层地基,若坝后没有采取排水减压措施(减压井、减压沟)或有排水设施,但是由于这种地层的渗流出逸坡降较大,当出逸坡降大于表层土的临界坡降时,坝后地面即出现砂沸等破坏现象。
3、坝基渗漏及非正常渗漏
许多在特殊历史时期建造的土石坝不是根据坝工理论按照规范来进行的,许多土石坝开工建设前未作前期的水文地质工作或地质勘探过于粗糙,因而使得土石坝工程甚至大型土石坝工程竟然未作任何防渗处理。
4、接触部位渗漏
在坝体与坝基,坝体两次墙、齿墙与涵管(小型水库常见),坝体与两岸山坡防渗设施与破碎基岩之间的各种接触部位,由于设计和施工等多方面的原因往往容易成为渗漏的捷径而发生接触冲刷甚至垮坝失事。
5.绕坝渗漏
大坝的两岸山体裂隙、节理发育或有断层和岩溶,或为透水的第四纪堆积层,则绕坝渗流除影响山体本身的安全外,对坝体和坝基亦有不利的影响。
二、土石坝防渗加固方法措施
防渗排渗加固方法的原理是在上游不使或少使来水渗入坝体或坝基,并使渗入坝体或坝基的水在下游通畅排出,但不带走坝体或坝基的土粒和不改变坝体或坝基的变形和强度。
防渗排渗方法常用于解决土石坝坝体和坝基的渗流问题,使下游不发生散浸、漏水、翻砂冒水、砂沸、管涌流土或沼泽化、塌坑、浑水等渗透变形现象,上游不发生漩涡、翻泡、塌坑等渗漏入口,从而加强土石坝及其坝基的抗渗能力。
按防渗、排渗、滤土排水的不同,防渗排渗加固方法可分为以下几种:
1、防渗加固方法
在上、中游设置切断透水坝基的垂直防渗设施有土质截水槽、混凝士防渗墙、桩柱式防渗墙、粘土防渗墙、防渗板墙、灌浆帷幕、泥浆槽防渗墙、自凝灰浆防渗墙混凝土防渗墙和灌浆帷幕的组合等等。
其中混凝土防渗墙在土石坝坝基、混凝土闸坝基础、土围堰堰体与堰基以及病险土石坝的防渗加固方面应用最广。
2、排渗加固方法
防渗加固方法采取后,仍需采用贴坡排水、棱体排水、褥垫排水及其组合,坝体内竖向排水层和水平排水层、排水沟、减压井、透水盖重等排水设备排除上游渗水,降低浸润线及下游坝基上的水头。
以上各种措施的适用范围分别为:反滤贴坡排水层适用于均质坝,可防止坝面渗流破坏,不能降低浸润线,减小其孔隙水压力,既可控制坝体渗流又可控制坝基渗流:倾斜或垂直的内部竖向排水层加坝体水平排水层适用于成层性的较高
土石坝,降低施工期产生的孔隙水压力;排水沟、减压井或两者相结合适用于透水坝基表层有一层相对不透水层以及有一定的渗流量的情况,但不可超过允许水力坡降;反滤透水盖重可用于坝体相对不透水下的坝址下游部位,对坝基起滤土排水作用。
3、反滤层
反滤层破坏、失效或在必要的地方没有设置反滤层等也是引起土石坝渗流破坏的常见原因之一,比如接触流失、接触冲刷的破坏均可通过增加层间反滤或在必要的地方增设反滤来加固。
反滤层的主要作用是滤土排水和保护土体完整与安全,反滤材料可用砂砾石或土工织物。
适用于细料和粗料之间过渡区以及渗水出水口地点,如下游棱体排水、靠坝体侧面和靠坝基的底面、上游坡底面、粘土心墙和粗料壳之间等。
值得注意的是,土石坝工程发生病害往往是多种因素共同作用的结果。
发生病害后应进行安全监测,首先要注意巡视检查渗流破坏迹象等异常现象,其次用电测或同位素设备探测隐患,以及使用大坝原型观测设备进行监控。
在安全监控的基础上,考虑选用土石坝加固方法,
以上所列土石坝加固方法的分类及其适用范围可供选用时参考。
由于土石坝工程情形复杂,材料等具体条件的多变性,以及土石坝加固方法很多且都有适用范围、局限性和优点,因此,对每一具体工程病害都应进行仔细分析,从工程病害情况、加固要求(包括加固后主程病害应达到的各项指标、加固范围、加固进度等)、工程费用以及材料、机具来源等方面进行综合考虑,采用一项加固方法,应克服盲目性。
确定土石坝加固方法时,应根据工程病害的具体情况对几种加固方法进行技术、经济,施工比较。
合理的土石坝加固方法应是技术上可靠,经济上合理又能满足施工要求。
通过比较分析,可采用某一种加固方法,也可采用两种或两种以上的方法组成的综合加固方法。
垂直截渗墙技术适用于透水坝基、填筑不良的坝体防渗;对于坝基为上层相对不透水,下层为强透水的双层地层结构而言,也可采取上游做粘土铺盖与下游排水减压并相结合的措施.而不宜采用劈裂灌浆技术;对于坝基为基岩裂隙发育的地基的处理,可考虑灌浆帷幕进行处理;对填筑不实、渗透系数偏大、浸润线较高的坝体,可优先考虑劈裂灌浆;对隐患多而分散的坝体,可考虑充填灌浆加固。
确定土石坝加固方法时,应注意节约能源,注意环境保护,避免土石坝加固对地表水和地下水产生污染,避免振动噪音对周围环境产生不良的影响。
参考文献:
[1]刘杰.砂砾石地基上闸坝渗流控制原理与方法.水电站设计,113 (3),1997
[2]张启岳主编.土坝加固技术〔M].北京:中国水利电力出版社,1999。