淺談土壩滲漏的危害及處理技術論文
1 土壩滲漏及其成因
土壩的構成材料主要是以土料為主,混有一定的砂礫料,然后經過分層填筑、輾壓等方法堆筑而成,由于其組成材料的特點,土壩在運行過程,多少都有一定程度的滲水,滲水量如果在一定范圍內,基本不會對壩體造成傷害,壩體能夠處于相對安全的狀態(tài),這時土壩的滲透系數一般都小于 10-5cm/s 這個標準時,屬于土壩的正常滲水,壩內的浸潤線低于壩后的排水棱體,這樣的滲水對于土壩不會形成危害,可以不用處理。但如果滲透系數大于標準,就會達到滲漏的狀態(tài),形成非正常的滲水,對于壩體會產生嚴重的危險,要及時進行處理,避免潰壩的情況發(fā)生。
土壩的滲漏的產生一般是同兩方面的原因形成:由于材料特點而引發(fā),由于土壩是由土料及一些砂礫混合而成,土體顆粒之間的結合難以達到十分緊密的程度,加上填筑、碾壓時的施工問題,難以形成均勻一致的結合體,當水庫蓄水后,水在壓力作用下會沿著間隙發(fā)生滲漏,滲漏往往是以點狀出現,在背水坡先形成逸出點,如果滲漏通道的填料相對疏松,周邊的壩體土料的細顆粒會被滲漏水帶出壩體,形成更大的空隙,這樣較大的水壓會形成更大的滲流量,促使空隙進一步加大,最后導致壩體失穩(wěn),形成壩體的滲漏;水庫大壩在建筑時,往往要對兩岸山體的一些特殊地形要進行處理,比如一些破碎帶、裂隙、軟夾層,這些地方在處理的過程中,如果在施工過程中處理的不當或是不徹底,當水庫蓄水后,隨著水的壓力增大,水體就會隨著裂隙、破碎帶、軟弱夾層之間滲出來,在壩肩或壩腳就會形成滲漏出逸點,隨著水流水體會將土體中的一些顆粒沖出壩肩外,形成滲漏通道,危及壩肩的安全。
2 土壩滲漏的類型
2.1 壩體滲漏
土壩壩體在填筑時,如果壩身的填筑密實度達不到設計要求,就會造成滲透系數過大,這樣當水庫蓄水后,隨著水位增高,水體壓力不斷增加,整個浸潤線以下的壩體都成為滲漏通道,滲透的`水會在壩體的下游或坡腳附近慢慢滲出,形成逸出點,隨著滲漏的加劇,可能形成連片的孔隙,導致壩體滑坡甚至潰壩。
2.2 壩基滲漏
壩基在施工中,如果處理不好,容易形成淺層或深層的透水層,在水體壓力作用下,產生滲漏通道,水流從壩腳或壩腳以外的地層的薄弱部位逸出,形成逸漏點,慢慢使壩體后沼澤化,嚴重時,滲漏開始滲出的清水,以后嚴重時會隨著水流帶著泥漿和砂礫變混濁翻砂流出。
2.3 壩肩滲漏
壩肩滲漏是一種特殊的形式,是由于在山體兩側與土壩的接合部位存在軟弱帶、破碎帶,這些部分在水庫蓄水后隨水壓升高產生一定的滲透,形成滲漏通道,在下游壩坡面或離開壩腳的地面逸出。滲漏路徑相對復雜,勘察或進行技術處理都比較困難,因不只是水庫的水滲出來,還有一部分滲漏水來自山體自身產水。
3 土壩滲漏的危害分析
在土壩的施工過程中,由于壩體自身的材料及施工工藝等原因,無論是壩身、壩基還是壩肩,在水庫蓄水后,這些部位都會承受不同程度的水壓力,都會有一定透水性,庫水必然會透過壩身土體、壩基、壩肩土體或巖石的孔隙,或壩體與地基接觸面發(fā)生滲水,這是在所難免的,在一定程度內不會對壩體造成太大的危險,但如果滲透超過一定極限,就會對壩身安全形成危害,形成異常滲漏,無論何種滲漏,滲漏達到一定程度都會對土壩造成嚴重的危害,比如產生造成滑坡、流土、管涌、壩坡失穩(wěn),以及壩坡塌陷、背水坡腳出現牛皮脹等,嚴重的導致大潰壩,危及人民群眾的生命財產安全,造成巨大損失。
4 壩肩滲漏的處理措施
對于土壩的養(yǎng)護管理過程中,一定要經常巡查土壩的運行情況,及時發(fā)現險情,及時采取措施進行處理,一旦發(fā)現滲漏,一定要按著“對滲漏通道前截后排、延長或截斷滲漏通道”的工程處理原則,結合工程的實際情況,采取有針對性的相應的處理措施。
4.1 壩前攔擋
在壩前進行攔擋,又分為面攔擋和點攔擋,面攔擋是在壩上游坡及坡腳線外一定中距離,鋪填防滲截水鋪蓋、設置截水墻,以截斷或延長其滲漏通道的入口,但這種方法往往施工難度和投資都較大,且要較大面積的鋪設,需要對水庫放空至死水位以下施工,效果才明顯。點攔擋是在壩上游挖除壩肩山體的破碎帶,重新回填防滲性較好的材料。該方法只能用于破碎帶(層)較淺較小,且滲流帶分布明確的情況。
4.2 壩內攔擋
利用水泥漿、水泥粘土漿、粘土漿及灌化學材料等在壩體內進行灌漿,達到防滲的作用,現在灌漿技術相對成熟,而且行之有效,對壩體、壩肩皆可以采用此種方法,主要采用的灌漿方法是充填和帷幕灌漿,一般灌漿后的壩體基本都能達到預期的堵住滲漏的效果。
4.3 壩后疏導
這種方法的主要目的是為了把背水坡的出逸點降低,把與壩體相連處的一些排水,采用排水設施通過反濾層導出去,從而留住壩體土料,常用排水棱體、貼坡排水等方法進行,加快排水速度。對于壩肩滲漏來說,由于其滲漏通道一般較為復雜,采用壩前攔擋的辦法,很難查清滲漏通道的入口,且可能很分散;采用灌漿的方法,又需要準確知道滲漏通道的立體位置,故最為適用的是采用壩后疏導的措施。工程處理前應找到滲漏通道出口,被壩體覆蓋的,也要挖開,通過排水管或排水廊道,把滲水引至壩后天然河床中,把滲水作無害處理。
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