中小型水库土石坝管理及加固、防渗管理措施

2018年01月04日 07:50来源于:科技创新与应用

施工放样 加固施工单位 水库

许志刚

摘 要:众所周知,水库作为重要的水利工程设施,不仅能够解决群众用水需求和农业灌溉用水以及畜牧养殖用水需求,同时也能起到很好的防汛抗洪效果,保障下游群众生命财产安全。目前,全国各地有大量的水库分布,绝大多数为中小型水库,但是,这些中小型水库大多为土石坝,加上管护资金不足、管理失当等原因,经常存在渗漏的问题,因此,有必要加强水库土石坝管理,及时采取防渗加固措施,保障水库安全。鉴于此,文章将从中小型水库土石坝管理着手,就如何加强中小型水库土石坝防渗加固提出相应的措施。

关键词:中小型水库;土石坝;管理;防渗加固

中图分类号:TV512 文献标志码:A 文章编号:2095-2945(2017)36-0097-02

1 中小型水库土石坝管理

1.1 水库土石坝的安全管理

土石坝的安全管理工作是否到位,直接关系到下游群众的生命财产安全能否得到切实保障,所以,我们必须重视并不断加强土石坝的安全管理工作,除了要防止自然性因素对土石坝的破坏外,还应努力防止土石坝遭到人为的损坏或恶意破坏。如果土石坝处于重要位置,不允许任何行为随意在坝顶逗留,尤其是防汛期间,还应安排专人负责值班巡视,要时刻保持高度警惕,防止土石坝遭到人为破坏。要做到坝、路相分离,不允许将土石坝当做公路、牛、车道使用,不仅便于土石坝的管理与养护,同时对于安全保卫也是大有裨益的。倘若土石坝临近居民区,则应修筑围墙或者栅栏,以免牲畜上坝对坝坡或护坡造成严重毁坏。

1.2 坝面的日常管护维修

在对坝面进行日常维护时,首先,应当经常性的对坝顶砂石路面进行维护,同时,要确保坝顶防浪墙的完整性,并加强对上游坝坡砌石或者混凝土板的检查工作。通常,对块石护坡进行修补时,往往存在多种方法,如翻砌、框格填石护坡或者利用混凝土或砂浆进行灌缝处理。同时,还要加强对粘土斜墙或者粘土铺盖坝的上游面或铺盖的养护和管理,并注意对下游土石坝的草皮护坡的养护工作,对于坝坡上堆放石料或者其他类型的重物的行为,务必要做到令行禁止。

1.3 排水设施的维修养护

在对排水设施进行维修养护时,一是要结合坝体实际情况,在坝顶、坝坡、坝址附近区域设置集水、排水沟或者截水设施,防止坝面受到雨水或洪水冲刷。二是对于坝坡排水沟的设置,应当尽量采用明沟形式。三是在坝两端或者山坡接头处应当设置截水沟,主要用来拦截山坡、坝面以及岩石渗水等处来水。四是如果下游坝址排水设备堵塞或者遭到冲刷时,应及时对其进行返修以使其满足反滤要求。如果坝体内部排水设备出现了问题,直接翻修必然难度很大,这时可以重新进行补做。五是严禁在靠近坝脚处修筑养鱼池,更不得随意挖坑取土。

1.4 观测设备的管护

在对观测设备进行管护时,首先,要加强对土坝变形观测的校核基点、沉陷和位移标点等的管护。其次,对于观测土坝浸润线所用的测压管,务必强化管理,并及时加盖上锁。再次,水尺对于库水位的观测至关重要,必须妥善保护,防止动摇。最后,其他设备,比如说用于观测渗漏所用的量埝,也应注意加强看管。

2 中小型水库土石坝防渗加固处理措施

2.1 水平铺盖防渗结合下排

水平防渗主要分为两种方法。

一种是水平铺盖加固,即在水库上游铺设一层透水性较差的土料,也可用土工膜替代,从而使渗徑得到延长,有效控制渗漏,同时也能使坝体浸润线有所降低。这种方法主要用来加固那些防渗体土料较差、透水性较大的均质土坝,如果加固恰逢当地适合做防渗体土料的工程,可以将其和坝上游做黏土斜墙进行连接,作为一道全新的防渗体。如果因透水层较薄而导致的坝基渗漏,也可采用该法进行结合处理,既能对坝体进行良性处理,防止坝基涌漏,又能有效降低投资成本。

另一种是排水减压设施加固。该法通常在大坝下游建造减压井、导渗沟或者水平盖重压渗等相关设施。其中,对于减压井而言,一旦井内出现淤塞,无法起到减压作用时,则可以利用减压井加以解决,应当及时用水进行冲水清理,但不要对井壁反滤层造成破坏,防止其失去反滤作用。同时还要注意防止人为向井内投石,一旦发现,应及时加以清除,并加强保护;在对导渗沟进行加固处理,要注意层间关系的把握,以免造成导水沟淤堵,如有发生淤堵或破坏,则应及时进行清除,要确保导渗沟达到正常排渗的要求,一旦发现存在积水,应及时对其进行整修,以利于渗透水的排出;此外,在加固水平压渗盖重设施的过程中,如果发现反滤层失去作用、压渗厚度不满足要求,应及时进行翻修以达到设计厚度。

2.2 坝体灌浆加固

灌浆加固是借助于灌浆机械,将砂浆灌注入坝体内的裂缝或洞穴等隐患处,对于坝体碾压不密实、坝体内存在渗漏通道或软土层、不均匀沉降导致的坝体裂缝以及洞穴等问题,都可采用灌浆加固法。目前灌浆加固法主要存在两种,一种是充填式灌浆法。该法主要利用的是浆液自身的重量使浆液注入到坝体隐患处,达到弥补裂缝和堵塞洞穴的作用,对于那些性质和范围都比较确定的隐患,该方法有很好地适用性。在运用充填式灌浆法,要注意造孔深度的控制,以超过隐患处1~2m深为宜。

另一种是劈裂式灌浆法。该法主要是根据坝体应力的分布以及适当的灌浆压力,沿轴线方向对坝体进行劈裂处理后,再灌入适当的泥浆,从而形成一道连续的防渗泥墙,达到切断软弱层、堵塞渗漏裂缝的目的,促进坝体防渗能力提升。同时,由于坝浆相互作用和湿陷,坝体内应力会重新分布,以防坝体变形。如果土坝坝体渗漏范围较大,但无法确定问题性质以及隐患的具体部位,在实际应用过程中,应当根据河槽段、弯曲段以及岸坡段等不同坝段情况进行分别设计,造孔深度应控制在超过坝体隐患深度的2~3m内。

2.3 冲抓套井回填粘土防渗加固

该方法是通过操控冲抓式打井机对坝体渗漏部位进行钻孔处理,并利用分层进行黏土回填,然后在钻机动力和卷扬设备带动夯锤进行夯实,形成一道截水墙阻断渗流,并达到防渗的效果。这种方法防渗效果明显,能够提高原坝体的密实度,操作简单、投资成本低,是一种解决坝体渗漏问题的有效途径,特别是坝体高度在20m以内的土石坝。endprint

在实际施工中,借助于冲抓机进行钻孔处理,先钻主孔,后进行套孔的造孔处理,造孔过程中,要加强对造孔垂直度的检验,并控制好孔孔间的套接厚度,保证后续工序施工顺利。要时刻关注井壁渗水情况,并如实记录,如果发现渗水或蹋壁现象,应及时采取有效的应对措施,以免问题严重而影响安全。

在进行土料回填时,要确保井底干燥,并检验井壁土料的填筑情况,检查是否还存在渗漏层面,检查无误即可进行黏土回填,每次回填0.4~0.45t,可以小推车控制好回填量,避免过度回填。夯实过程中,要控制好夯实距离和频数,夯擊的过程中控制夯锤和井壁的距离在10cm,夯实频数在20~25次之间为宜,夯距控制在2m左右,还应根据实际情况作出相应调整,以免导致坝顶出现裂缝。

2.4 混凝土防渗加固

这种方法主要是借助于钻孔或挖槽等机械,在松散的坝基或坝体上开挖槽形孔或者连锁桩柱孔,然后在开挖完成的槽孔内浇筑混凝土而形成的具备较好防渗能力的地下连续墙。

混凝土防渗墙能够适用于各种材料坝体以及负责水文地质桩,比如在对坝基和坝体整体进行防渗处理时,可从坝顶处一直到基岩处建造防渗墙,并与岸坡基岩或防渗设施进行连接,防渗墙可深入到新鲜岩层或者弱风化基岩内一定位置,只要质量控制得当,是能够起到有效截断渗透水流的作用的。

防渗墙的施工必须加强施工质量控制,特别是相邻槽孔混凝土墙之间的连接性问题,这将直接影响防渗效果,必须确保各高度处连接的混凝土墙厚度满足设计要求,同时还要确保混凝土墙间的连接紧密,不含夹泥层,防止遭到渗透破坏。

3 结束语

水库对于农业经济的发展以及居民用水需求具有重要意义。当前,大多数中小型水库主要采用的都是土石坝,这些大坝由于长期管理不善,人为破坏严重,加之长期受自然环境因素的影响,经常存在各种各样的安全性问题,其中渗漏问题最为突出。因此,我们应当不断加强对水库土石坝的管理,在加强日常安全管理的同时,做好对坝面、排水设施以及观测设施的养护维修,保障水库运行安全。此外,还应针对土石坝渗漏问题的具体情况,选择恰当的加固措施,及时堵塞漏洞,弥补裂缝,使土石坝恢复最佳状态,继续发挥防汛抗洪的重要作用。

参考文献:

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[5]陈波,周继平.试论小型水库土石坝病险问题及加固措施[J].建筑工程技术与设计,2014(16).endprint

 
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