土石坝防渗加固处理措施分析
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乖 孳
工程科 技 IIl
土石坝 防渗 加固处理措施分析
白曦 伟
( 西省 兴 平 市水 利 局 , 西 兴 乎险水库 防渗加 固处理工程为研究对 象, 本 对其 中一种( 水平和垂直组合 防渗方案 ) 固方案为具体分析对 象进行 了详细地阐 加 述 , 大家作 参考之 用。 谨供 关键词 : 险水库; 病 土石坝; 防渗加 固; 土工膜
一
游坝肩 2 7 7 7 - m高 程处 。 0
Z1 . 3主坝上游坝坡塌陷体加固2 z下游坝 LI、
坡护坡整治方案主坝上游坝坡塌陷体加固, 主要 是采取机械开挖为主, 要求挖至基岩溶洞 艚 沟) 面, 并爆破扩充洞口, 清洗干净后, C 5 回填 1 砼塞 , 砼塞深度不应小于洞口直径 2 , 倍 塞顶直径大于 孔口 直径 1 5倍。 上部回填粘土层覆盖。 若挖不到 基岩 浏 寝 造 成坝体大范围破坏时) , 至少处 理深度不应小于 3 , m 处理半径不应小于塌陷形成
l 概述 对于土石坝的防渗加固问题 , —般处理防渗 的原则“ 下排” 上堵” 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 井回填粘土防渗、 土工合成材料防渗 、 混凝土防渗墙等冰 平防渗有粘土铺盖等。 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。垂直防渗处理可以比 地 解决坝基和= 身渗漏问题 , 呗 水平防渗绪 水减压导渗, 虽然可以做到坝基渗透稳定 , 但仍有 定渗漏水量损失。 2 防渗加固方案分析 本文以某病险水库防渗加固处理工程为研 究对象 , 中一种( 对其 水平和垂直组合 防渗方案 ) 加固方案为具体分析对象进行了详细地阐 : 述 21 防渗加固措施 坝基采用混凝土 防渗心墙和布设复合土工 膜, 坝体 E 坡= 游 ^ 琐复 合土工膜防渗, 上游坝坡局 部加固及 E 下游坝坡护峨处 理等。 、 2. 1 坝基防渗 采用水平和垂直组合防渗方 1 案。水平防渗是在坝脚以下库内 20 0 m范围内水 平铺设—布一膜复合士工膜; 垂直防渗是在 匕 游坝 脚处建造混凝土防渗墙 ,防渗墙深度确定遵循下 面两个原则. 次灌浆孔深度确定按两条原则为标 本 准 ,一是墙 深达 基岩 相对 隔水层单 位透水 率 q3u= = L , 是深 ^ 岩溶溶洞发育层高程以 。根据 下 本工程主坝地质情况,防渗墙深度约为人坝基灰 岩基础 2 m 墙顶与水平防渗复合土 工 0, 膜及 匕 游 坝坡防渗复合土工膜紧密结合在—起 。防渗心墙 布置在上游坝脚处 , 距坝轴线 7 2 防渗墙顶部 6 m, 设计高程为 2 3 7 为了与墙的 E 5 . m, 8 下游侧坝基和 坝坡 E 的复合土工膜防渗体连接好 , 在墙顶浇筑 结束时。 应预留—个嵌接槽 , 槽宽 1e , 1e , 0r 深 5 r a a 待复合土工膜压紧, 二期砼厚度设计为 0 m, . 顶部 6 高程 2 4 7 。 5 A m 墙体有效厚度 1 m 采取 C 0 . , 0 3 砼结 构, 抗渗标号为 S 2. . 坝体防渗: 1 2 上游坝坡采用二布一膜复合 土工膜防渗, 铺设范围 自 坝脚 2 3 7 5 . m高程至上 8
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软弱范围的 2 。 倍 对 主坝上 、 游 坝坡进 行 护坡 处理 : 坝 坡 下 上游 采用 C1 砼预制块护坡保护:其垫层设计碎石层 5 1c 粘土层 3 c 基土均应进行 回填、 0 m, 0m, 平整、 夯 实处理; 主坝下游坝坡人工植草皮护坡保护, 以减
少水土流失。一二除护坡外 , 拟在主坝 匕 游坝坡与 化 , 铺放应在干燥天气里进行, 腧苣 ( 早 随锌 压。 j 接 L 岸边山体结合处略筑 2 条坝体排水沟 , 排水沟过 复合土工膜膜体的拼接方法常用的有热熔焊法 、 水断面为 0 x.  ̄ x , M .水泥浆砌石 胶粘法等, 3O m 4 高) 采用 7 5 本工程采用热熔焊法。在焊接时, 要求 结构, 2 1 水泥沙浆抹面。 - " 膜体接 面无水、 无尘无垢、 无折皱 , 搭接长度满足 2 . 2复合土工膜选型 要求。当采用 自 根据中 华人民共和国 水利部 《 水利水电工程 合机焊 时, 要求事先进行调温、 调速试焊 , 以确定 土工合成材料应用技术规范) n' 5 9 )的规 合适的温度、  ̄t 2 — 8 2 速度等工艺参数 。 在现场焊接时 , 要 定, 的一般厚度为 0 m 但最小不得 < 3 m。 严格控制虚焊、 膜 . m, 5 0m 漏焊、 超焊等情况的发生 , 若发现 经计算 , 选用复合土工膜规格为: 布_膜, 一 一 规格为 缺陷 , 应立即修补。 封白 摸 体拼接完成后, 1Q嗡 二布一膜 , 5一 规格为 1 / 1 0 5 0 1 o幅宽均为 需及时进行接缝质量检查。目前常用的是采用目 03 5 4 。其断裂强力 I 0 Nm 顶破强力 2 k , m Z k l, 2 N 撕破 测法与充气法相结合的办法。即先由施工方与建 强力 0 k 。 . N 4 设方( 监理娠 人进行 目 , 测 检查有无烫损、 褶皱和 2 3复合土工膜防渗施工 明显漏焊之处 , 再用充气法进行充气检查。 要求充 2 .施工要点: 31 土工膜尽量应使在不利条件 气气 压 f 5 O2 a静观 0 mi, O - .MP , . n真空表的气压 5 下能满意拼接; 整场地, 平 清除一切尖角杂物, 做好 不下降, 即为接缝 合格, 否则应进行修补。在充气 排渗设施 , 挖好固定沟绷l 沟要有一定坡度, 使积水 检查接缝缺陷时 , 如在焊接区域表面涂抹肥皂水 能顺利排出;土工膜铺放应萑于燥和暖天气进行, 或静音监听, 则能较好也 啤 接质量问题, 可提 铺放时不应过紧, 留足够余幅 , 便拼接和适应 高工作效率。 应 以 气温变化 土工膜铺好后应进行接缝检测, 检测方 2 5复合土工 3 膜膜 匕 保护层施工。在复合土 法有 目 测法、 现场检漏法( 真空法 , 充气法) 和抽样 工膜铺设经质量检查合格后, 为防 I人 E 畜和动植 测试法, 本工程是用 目测法. 工人员应穿无钉鞋 物破坏、 施 以及紫外线照射, 先在膜 铺设一层 0 m 3 或胶底鞋, 不得抽烟, 防止火源 , 如发现损伤 , 应及 后天然粉质粘土拍实 ,在粘士 匕 铺设 Or厚碎石 l n 5砼 时修补 工膜铺好后应尽快填土, 土料不得损伤 垫 层 。再 在其上 铺设 C1 预制六 角形块厚 n1 m。 5 土工膜 。 2 . 4防渗砼心墙施工 22 3 施工程序: 准备工作 一 开挖基槽 回填粘 土 一坝面整理夯实 一 铺膜焊接 一质量检验 一膜上 2 .防渗硷 拟定为 ^ .1 4 罐 工开挖 , 机械浇筑 保护黼 没士料祀砼 预制块) 。 为主 , 为确保施工安全 , 施工中 采用砼支护保护措 2 3坝基 、 3 岸坡、 坝面施工: 坝基采用挖掘机 施 , 支护砼满足抗渗要求 , 与心墙砼一致取 S, 6 支 开挖至坚硬土层 ,回填粘±并分层夯实与坝基相 护砼厚度为 1c 采取边 开挖边浇筑的施工方 5m, 平, 两端岸坡开挖至新鲜岩层后再下挖 0 m, 5 底宽 式 。 为水头的 18 以利于土工膜相连。坝面按设计坡 /, Z. 4 2防渗硷 C 燃 工采取两序孔间隔开挖浇 度填好坝坡 , 削好初胚, 清理表面较大的碎石和柴 筑工序 。即先施工 l 序孔 , 孔型为直径 1 m的圆 . 3 根, 防止刺破土工膜。因土工膜是柔f 生材料 , 靠其 形孔, 然后施工 2 序孔 , 孔型为两半片弧形 围护的 弧形外径为 2 5 m。墙的两岸浅孑部位, 38 L 坝面支持, 坝面的作用是使土工膜受力均匀 , 免受 椭圆孔 , 局部集中应力 的破坏 , 因此对坝面要进行整平、 压 采 取 ^工开挖 , 断面为 矩形 , 宽为 1 m。 . 0 2 3防渗硷 墙施工质量主要要求: . 4 心墙及 实,以防坝面沉降而产生土工膜被拉伸或脱缝现 象。坝坡整好后 , 按要求开挖齿槽 , 以防土工膜下 支护砼抗渗标号必须满足 s , 6应做级配试验; 遇到 岩溶发育有缺陷地质, 应对墙基与基岩接触层丽 滑, 同时开挖纵横排水沟 , 回填砂砾料。 2. 34复合土工膜的铺设: 复合土工膜 的铺设 , 2 m范围内进行灌浆加固处理 , 必须保证结合部位 是整个防渗体系施工的关键。 在整个施工过程中, 的 抗渗强度满足设计要 防渗硷 求; 墙应与周边防 包括材料采购 、 铺设、 接缝 、 检查 、 上覆保护层等都 渗结构紧密连接 , 上部浇筑二期砼 , 以嵌压复合 一 来不得半点马虎。主要要把握以下“ 五关” : 土工膜 , 应保证与坝基及坝面水平防渗体的结合 两坝 脑 局部灌浆处理以保证质量。 料采购关. 本工程拟选用广西升晋交通科 质量 , l 过开挖、 技有限公司生产的复合: _膜 , L 2 该公司的土工膜 q 防渗砼J墙施工应严格按照 《 水利水电工程 产品质量好 、 信誉高。h 大坝坝面找平羌 为使复合 混凝土防渗墙施工技术规范= L7— 6 规定执 》 149) ( s 生土工膜与坝面填土结合 良好 , 使其受力均匀, 要 行 。 求对部分凹陷变形较大韵区域用粘土找平夯实 , 结束语 同时为防止复合土工膜被刺破,要求剥除上游面 综E 所述 , 病险水库治理工程在选择土石坝 杂土层至粘土出露 ,并剔除其表面的石子等坚硬 防渗加固措施时 ,首先应结合本工程地质条件的 尖状物。幽氰殳关: 要求土工膜铺设 自 上而下 , 先中 特殊 眭初选适合的措施,然后在对所选措施的技 效果可靠性、 工程安全性、 经济合理性 间后两边 , 垂直于坝轴线方向通幅铺设, 在展膜过 术可行性 、 程中, 一定要避免强拉硬扯 , 也不许将其压 出死 等方面进行综合论证研究 ,以找出适用于本病险 加 固方案 。 折, 同时应有一定的松弛度, 以适应变形和气温变
工程科 技 IIl
土石坝 防渗 加固处理措施分析
白曦 伟
( 西省 兴 平 市水 利 局 , 西 兴 乎险水库 防渗加 固处理工程为研究对 象, 本 对其 中一种( 水平和垂直组合 防渗方案 ) 固方案为具体分析对 象进行 了详细地阐 加 述 , 大家作 参考之 用。 谨供 关键词 : 险水库; 病 土石坝; 防渗加 固; 土工膜
一
游坝肩 2 7 7 7 - m高 程处 。 0
Z1 . 3主坝上游坝坡塌陷体加固2 z下游坝 LI、
坡护坡整治方案主坝上游坝坡塌陷体加固, 主要 是采取机械开挖为主, 要求挖至基岩溶洞 艚 沟) 面, 并爆破扩充洞口, 清洗干净后, C 5 回填 1 砼塞 , 砼塞深度不应小于洞口直径 2 , 倍 塞顶直径大于 孔口 直径 1 5倍。 上部回填粘土层覆盖。 若挖不到 基岩 浏 寝 造 成坝体大范围破坏时) , 至少处 理深度不应小于 3 , m 处理半径不应小于塌陷形成
l 概述 对于土石坝的防渗加固问题 , —般处理防渗 的原则“ 下排” 上堵” 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 井回填粘土防渗、 土工合成材料防渗 、 混凝土防渗墙等冰 平防渗有粘土铺盖等。 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。垂直防渗处理可以比 地 解决坝基和= 身渗漏问题 , 呗 水平防渗绪 水减压导渗, 虽然可以做到坝基渗透稳定 , 但仍有 定渗漏水量损失。 2 防渗加固方案分析 本文以某病险水库防渗加固处理工程为研 究对象 , 中一种( 对其 水平和垂直组合 防渗方案 ) 加固方案为具体分析对象进行了详细地阐 : 述 21 防渗加固措施 坝基采用混凝土 防渗心墙和布设复合土工 膜, 坝体 E 坡= 游 ^ 琐复 合土工膜防渗, 上游坝坡局 部加固及 E 下游坝坡护峨处 理等。 、 2. 1 坝基防渗 采用水平和垂直组合防渗方 1 案。水平防渗是在坝脚以下库内 20 0 m范围内水 平铺设—布一膜复合士工膜; 垂直防渗是在 匕 游坝 脚处建造混凝土防渗墙 ,防渗墙深度确定遵循下 面两个原则. 次灌浆孔深度确定按两条原则为标 本 准 ,一是墙 深达 基岩 相对 隔水层单 位透水 率 q3u= = L , 是深 ^ 岩溶溶洞发育层高程以 。根据 下 本工程主坝地质情况,防渗墙深度约为人坝基灰 岩基础 2 m 墙顶与水平防渗复合土 工 0, 膜及 匕 游 坝坡防渗复合土工膜紧密结合在—起 。防渗心墙 布置在上游坝脚处 , 距坝轴线 7 2 防渗墙顶部 6 m, 设计高程为 2 3 7 为了与墙的 E 5 . m, 8 下游侧坝基和 坝坡 E 的复合土工膜防渗体连接好 , 在墙顶浇筑 结束时。 应预留—个嵌接槽 , 槽宽 1e , 1e , 0r 深 5 r a a 待复合土工膜压紧, 二期砼厚度设计为 0 m, . 顶部 6 高程 2 4 7 。 5 A m 墙体有效厚度 1 m 采取 C 0 . , 0 3 砼结 构, 抗渗标号为 S 2. . 坝体防渗: 1 2 上游坝坡采用二布一膜复合 土工膜防渗, 铺设范围 自 坝脚 2 3 7 5 . m高程至上 8
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软弱范围的 2 。 倍 对 主坝上 、 游 坝坡进 行 护坡 处理 : 坝 坡 下 上游 采用 C1 砼预制块护坡保护:其垫层设计碎石层 5 1c 粘土层 3 c 基土均应进行 回填、 0 m, 0m, 平整、 夯 实处理; 主坝下游坝坡人工植草皮护坡保护, 以减
少水土流失。一二除护坡外 , 拟在主坝 匕 游坝坡与 化 , 铺放应在干燥天气里进行, 腧苣 ( 早 随锌 压。 j 接 L 岸边山体结合处略筑 2 条坝体排水沟 , 排水沟过 复合土工膜膜体的拼接方法常用的有热熔焊法 、 水断面为 0 x.  ̄ x , M .水泥浆砌石 胶粘法等, 3O m 4 高) 采用 7 5 本工程采用热熔焊法。在焊接时, 要求 结构, 2 1 水泥沙浆抹面。 - " 膜体接 面无水、 无尘无垢、 无折皱 , 搭接长度满足 2 . 2复合土工膜选型 要求。当采用 自 根据中 华人民共和国 水利部 《 水利水电工程 合机焊 时, 要求事先进行调温、 调速试焊 , 以确定 土工合成材料应用技术规范) n' 5 9 )的规 合适的温度、  ̄t 2 — 8 2 速度等工艺参数 。 在现场焊接时 , 要 定, 的一般厚度为 0 m 但最小不得 < 3 m。 严格控制虚焊、 膜 . m, 5 0m 漏焊、 超焊等情况的发生 , 若发现 经计算 , 选用复合土工膜规格为: 布_膜, 一 一 规格为 缺陷 , 应立即修补。 封白 摸 体拼接完成后, 1Q嗡 二布一膜 , 5一 规格为 1 / 1 0 5 0 1 o幅宽均为 需及时进行接缝质量检查。目前常用的是采用目 03 5 4 。其断裂强力 I 0 Nm 顶破强力 2 k , m Z k l, 2 N 撕破 测法与充气法相结合的办法。即先由施工方与建 强力 0 k 。 . N 4 设方( 监理娠 人进行 目 , 测 检查有无烫损、 褶皱和 2 3复合土工膜防渗施工 明显漏焊之处 , 再用充气法进行充气检查。 要求充 2 .施工要点: 31 土工膜尽量应使在不利条件 气气 压 f 5 O2 a静观 0 mi, O - .MP , . n真空表的气压 5 下能满意拼接; 整场地, 平 清除一切尖角杂物, 做好 不下降, 即为接缝 合格, 否则应进行修补。在充气 排渗设施 , 挖好固定沟绷l 沟要有一定坡度, 使积水 检查接缝缺陷时 , 如在焊接区域表面涂抹肥皂水 能顺利排出;土工膜铺放应萑于燥和暖天气进行, 或静音监听, 则能较好也 啤 接质量问题, 可提 铺放时不应过紧, 留足够余幅 , 便拼接和适应 高工作效率。 应 以 气温变化 土工膜铺好后应进行接缝检测, 检测方 2 5复合土工 3 膜膜 匕 保护层施工。在复合土 法有 目 测法、 现场检漏法( 真空法 , 充气法) 和抽样 工膜铺设经质量检查合格后, 为防 I人 E 畜和动植 测试法, 本工程是用 目测法. 工人员应穿无钉鞋 物破坏、 施 以及紫外线照射, 先在膜 铺设一层 0 m 3 或胶底鞋, 不得抽烟, 防止火源 , 如发现损伤 , 应及 后天然粉质粘土拍实 ,在粘士 匕 铺设 Or厚碎石 l n 5砼 时修补 工膜铺好后应尽快填土, 土料不得损伤 垫 层 。再 在其上 铺设 C1 预制六 角形块厚 n1 m。 5 土工膜 。 2 . 4防渗砼心墙施工 22 3 施工程序: 准备工作 一 开挖基槽 回填粘 土 一坝面整理夯实 一 铺膜焊接 一质量检验 一膜上 2 .防渗硷 拟定为 ^ .1 4 罐 工开挖 , 机械浇筑 保护黼 没士料祀砼 预制块) 。 为主 , 为确保施工安全 , 施工中 采用砼支护保护措 2 3坝基 、 3 岸坡、 坝面施工: 坝基采用挖掘机 施 , 支护砼满足抗渗要求 , 与心墙砼一致取 S, 6 支 开挖至坚硬土层 ,回填粘±并分层夯实与坝基相 护砼厚度为 1c 采取边 开挖边浇筑的施工方 5m, 平, 两端岸坡开挖至新鲜岩层后再下挖 0 m, 5 底宽 式 。 为水头的 18 以利于土工膜相连。坝面按设计坡 /, Z. 4 2防渗硷 C 燃 工采取两序孔间隔开挖浇 度填好坝坡 , 削好初胚, 清理表面较大的碎石和柴 筑工序 。即先施工 l 序孔 , 孔型为直径 1 m的圆 . 3 根, 防止刺破土工膜。因土工膜是柔f 生材料 , 靠其 形孔, 然后施工 2 序孔 , 孔型为两半片弧形 围护的 弧形外径为 2 5 m。墙的两岸浅孑部位, 38 L 坝面支持, 坝面的作用是使土工膜受力均匀 , 免受 椭圆孔 , 局部集中应力 的破坏 , 因此对坝面要进行整平、 压 采 取 ^工开挖 , 断面为 矩形 , 宽为 1 m。 . 0 2 3防渗硷 墙施工质量主要要求: . 4 心墙及 实,以防坝面沉降而产生土工膜被拉伸或脱缝现 象。坝坡整好后 , 按要求开挖齿槽 , 以防土工膜下 支护砼抗渗标号必须满足 s , 6应做级配试验; 遇到 岩溶发育有缺陷地质, 应对墙基与基岩接触层丽 滑, 同时开挖纵横排水沟 , 回填砂砾料。 2. 34复合土工膜的铺设: 复合土工膜 的铺设 , 2 m范围内进行灌浆加固处理 , 必须保证结合部位 是整个防渗体系施工的关键。 在整个施工过程中, 的 抗渗强度满足设计要 防渗硷 求; 墙应与周边防 包括材料采购 、 铺设、 接缝 、 检查 、 上覆保护层等都 渗结构紧密连接 , 上部浇筑二期砼 , 以嵌压复合 一 来不得半点马虎。主要要把握以下“ 五关” : 土工膜 , 应保证与坝基及坝面水平防渗体的结合 两坝 脑 局部灌浆处理以保证质量。 料采购关. 本工程拟选用广西升晋交通科 质量 , l 过开挖、 技有限公司生产的复合: _膜 , L 2 该公司的土工膜 q 防渗砼J墙施工应严格按照 《 水利水电工程 产品质量好 、 信誉高。h 大坝坝面找平羌 为使复合 混凝土防渗墙施工技术规范= L7— 6 规定执 》 149) ( s 生土工膜与坝面填土结合 良好 , 使其受力均匀, 要 行 。 求对部分凹陷变形较大韵区域用粘土找平夯实 , 结束语 同时为防止复合土工膜被刺破,要求剥除上游面 综E 所述 , 病险水库治理工程在选择土石坝 杂土层至粘土出露 ,并剔除其表面的石子等坚硬 防渗加固措施时 ,首先应结合本工程地质条件的 尖状物。幽氰殳关: 要求土工膜铺设 自 上而下 , 先中 特殊 眭初选适合的措施,然后在对所选措施的技 效果可靠性、 工程安全性、 经济合理性 间后两边 , 垂直于坝轴线方向通幅铺设, 在展膜过 术可行性 、 程中, 一定要避免强拉硬扯 , 也不许将其压 出死 等方面进行综合论证研究 ,以找出适用于本病险 加 固方案 。 折, 同时应有一定的松弛度, 以适应变形和气温变