土石坝施工中防渗变形的处理措施论文_林木山

土石坝施工中防渗变形的处理措施论文_林木山

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摘要:在土石坝的施工过程中,一定要做好相关的防渗变形措施,才能提高土石坝施工的效果,避免施工出现各种问题,提高施工的整体品质,本文主要研究了土石坝施工中防渗变形的处理措施,提出极为可靠的方法和对策,供参考。

关键词:土石坝施工;防渗变形;处理措施

前言

随着土石坝施工中防渗变形的处理工作不断推进,我们希望可以获得更好的处理效果,那就需要对土石坝施工中防渗变形的处理措施进行研究,提出更好的处理方法。

1、土石坝施工中防渗变形的发生

1.1渗流

因为土石坝所需材料多数都是就地取材,在施工中就是利用这些当地的材料,比如:土料、石料或是混合料,在施工中,把这些材料经过一定的工程处理,采用抛填、碾压等方法建成土石坝,按材料的比例不同,有的称土坝,有的称堆石坝,有的称土石混合坝。填筑土石坝的材料之间都是散体的颗粒结构,这些颗粒之间有着大量的空隙,具有一定的透水性,当坝体工程完工后,水库蓄满水后,水平面沿着坝体上升,这样水流必然会顺着材料间的空隙渗透而产生渗流。如果渗流在控制范围之内,一般渗流都较小,水质也清澈,水流中没有土料颗粒,坝体会维持稳定的状态,不会产生渗透破坏而影响大坝安全。

1.2渗流产生的原因

反滤层的原因。在大坝施工的防渗体中,反滤层是十分重要的一个环节,如果处理不好,很容易发生渗漏,如果填土和排水体这间层间系数过大,或填土不够密实,达不到防渗作用,或在施工时填土有错断混层情况,都会造成填土随着渗流而流失,破坏反滤层,如果反滤层工作平稳,通过排水降压,也不会加大渗漏的破坏。

防渗体施工不达标。在开挖截水槽时,有时会遇到施工困难的情况,有时施工队伍出于工期、成本的考虑,而半途而废,达不到设计的标准,致使防渗体达不到基岩或底部连续可靠的粘土层,这就为安全埋下隐患,蓄水时容易引发渗流。

1.3渗流控制理论

渗流是土石坝常见的现象,而且后果十分严重,所以一直以来渗流及渗流控制都是土石坝工程中极其重要的课题。在实践中,不断的研究、发展和运用,形成了渗流控制的系统理论和方法,其中渗流的基本原理、渗流的分析方法、土体渗透稳定性三方面是渗流控制的理论基础,在控制理论的指导下,才有了渗流的一些控制技术,技术是理论的实践和实施措施。目前国内外的渗流研究主要集中在渗流量计算、渗透变形、渗透控制、渗流的数值模拟和渗透变形试验等几个方面,现在可以利用一些高科技设备建立模型、分析模型,在技术应用上,有了灌浆技术、反滤坝技术、土石坝坝坡滑动破坏加固、坝体灌注粘土浆加固、坝体和坝基的密度加固、土工合成材料加固等技术,另外还有防渗墙及其坝体坝基加固技术等,这些控制渗流的技术措施,都在大坝安全方面发挥了巨大作用。

2、土石坝施工中防渗变形的处理措施

2.1水平防渗

水平防渗的方法非常简便易行,一般采取人力把黏土进行填埋或者使用自然的黏土进行填筑,这种方法非常简便,也能够因地制宜,花费时间短,施工作业面很大、造价低廉,不需要任何的设备和器材。但是在施工过程中要认真依照设计图纸和有关要求,使土石坝的稳定性得到有效的控制,但如果渗透量加大,在土石坝基部有可能还会出现坡降现象。因此,必须通过防渗的方式实施水平盖铺,与下游的减小压力,增加排水量的工程实施有机地联系在一起。

2.2垂直防渗

在坝基透水层较薄并且隔水层厚度不大的前提下,应该使用垂直防渗的方法,并用封闭式防渗帷幕进行施工,从而使所有由于渗透变形的情况得到了彻底治理,这样从根本上解决了土石坝的坝体和坝基的渗漏。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通常用的防渗方法有以下三个方面:

2.2.1高压喷射灌浆防渗。依据施工设计要求,在受到破坏的坝体周围用钻机实施钻孔,然后把高压喷射管放入钻孔中,对钻孔内的土体使用高压水流冲刷,破坏里面的土体结构,然后冲入水泥浆液,并且和周围土体充分混合、渗透、搅拌,然后逐渐提起喷嘴,待浆液凝固后,根据设计要求,确定好喷浆后的混凝土深度和厚度,从而与坝基紧密凝结在一起,很好地发挥防渗变形的优势。

2.2.2建造混凝土防渗墙。为了使土石坝更加坚固,增强它的抗冲刷能力,可在土石坝坝体或土体的透水层和覆盖层中建立槽型孔,同时使用高压水泵把水泥浆液压入槽型孔内部,使孔内的残渣等物质被冲出孔外,接着再用直升套管向槽孔内部压入混凝土,连续不断的混凝土墙就这样形成了,充分发挥阻止防渗变形的作用。

2.2.3土工膜防渗。使用土工膜防渗,能够使渗透半径加大,坡降变小、渗漏量变低,但是不能使渗流全部阻断,并且此种防渗方法对坝体渗漏有一定作用,对多种渗漏的防治效果不大。

通过一系列防渗措施的实施,必须根据实际情况认真分析,防渗施工技术的提高是进一步加强土石坝稳定性的关键因素。因此,只有建立一支专业化、能力强、技术过硬、有丰富经验的施工技术队伍,才能保证工程质量。同时,还必须有足够的土石坝防渗施工基金作保障,并能及时修缮、维护,一旦发现问题迅速处理,使管理和综合利用有机结合起来,并且要积极学习一些国外防渗补漏的先进技术和经验,使土石坝防渗变形工程有新的突破。

2.3刚柔性相结合的防渗技术

刚柔性相结合的防渗技术,即是采用单管高压旋喷(或射水法)防渗墙和铺土工膜相结合的新型防渗技术,此技术与传统防渗技术相比具有一下技术特点:

(1)适用多种类型的土石坝。新型防渗技术采用刚性和柔性相结合,施工时不放空水库,受坝体和坝基地质因素影响小,适用于不同类型的土石坝。一般情况下,在水库蓄水位以上采用柔性防渗即铺土工膜防渗,蓄水位以下采用刚性防渗,即采用单管高压旋喷防渗墙防渗,无须放空水库施工,可适应不同功能的水库,例如竹坝水库大坝施工时仍可以保证同安城区的供水。

(2)适应土石坝沉陷变形的特点。从已鉴定的土石坝看,福建省土石坝坝体沉陷都较大,一般沉陷量为坝高的1%~2%,个别大坝>2%。新型防渗技术柔性材料施工时,即铺土工膜时,都留有一定的形变量,能适应土石坝坝体沉陷变形量大的特点;而刚性防渗多数用在坝基,一般不受变形的影响。

(3)防渗效果好。新型防渗技术应用新材料、新技术、新工艺,防渗效果好。例如新安水库大坝刚性防渗体,经福建地震工程勘察院基桩钻芯取样,砂质层抗渗系数<10~5cm/s,粘土层与土工膜的抗渗系数均<10~6cm/s,满足设计要求。

(4)工艺可靠,施工速度快。新型防渗技术刚性材料施工,由于采用新设备、新工艺,施工造孔比较稳定,喷射的混凝土防渗墙质量也都满足要求。新安水库大坝施工时投入3套旋喷防渗墙机具,24h不间断施工,只用了60d时间就完成7000m的防渗墙施工任务。新型防渗技术柔性材料施工,近几年积累了不少经验,工艺成熟可靠,施工时根据大坝的特点可分块分区施工,施工速度非常快。

3、结束语

综上所述,针对土石坝施工中防渗变形的处理方法,我们要进行更好的总结和思考,才能够有针对性的进行分析,提高土石坝施工中防渗变形的处理效果,避免出现更大的问题。

参考文献:

[1]王文中,等.防止土石坝渗透变形的技术措施[J].水利天地,2016,(8).79

[2]刘杰.尼山和波太基山两座高土石坝渗透破坏原因分析结果的异议[J].水利电站设计,2016,(2).01

[3]祁世穷.土石坝碾压式沥青混凝土心墙设计施工技术[M].北京:中国水利水电出版社,2016.8

论文作者:林木山

论文发表刊物:《防护工程》2017年第15期

论文发表时间:2017/10/17

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