探析中小型水库土石坝的除险加固设计思路席春

探析中小型水库土石坝的除险加固设计思路席春

云南省玉溪市水利局云南玉溪653100

摘要:水库建设是当代水利建设的关键之处,功能正常的水库能够帮助实现防御洪水灾害、发展农田灌溉、满足人们生活用水等各项需求。现在的病险水库建设当中关键技术就是土石坝防渗技术,一般会用到多项加固技术,所以需要保证技术成熟,同时要结合当地的施工资金条件以及自然和人文特点设计科学的技术选用方案,尽可能的实现支出较少资金也能够达成最终目的的效果。

关键词:中小型水库、土石坝、除险加固、防渗技术、应用分析

现有的中小型水库大多建于20世纪中期,受该时期经济和技术能力条件的制约,水库建设并不完善,还存在某些方面的漏洞,比如水库容量太低不能实现防洪调水,大坝出现渗漏现象,这些现象都会导致最终出现洪水灾害,给人民正常生活带来困扰的局面。综合来看,当前最重要的就是要建设土石坝加固结构,提高除险加固的能力,减少险情的出现。

一、目前我国土石坝的建设概况

1.1现状

早期我国存在的挡水坝就是现在近代土石坝的前身,所以在我国有一个好的土石坝历史发展基础。土石坝的建设主要是依靠土料、石料以及混合材料等常见材料,利用碾压式或者填充式等方式进行具体施工。早在20世纪中期就在中小水库当中普及,在现存的中小水库当中,它的应用将近百分之百,而且它的适应性比较强,抗震性能高,利用当地的材料就能进行具体建设,所以能够为人们提供服务的时间较长。

1.2土石坝险情分析

土石坝出现的常见病险表现是:渗漏和滑坡。

(1)土石坝的渗漏

当前的建设必须要明确土石坝各项漏洞,才能够设计合理的方案进行具体改善。结合各项数据分析当前的渗水漏洞主要有四种表现,第一就是坝身渗漏,第二就是坝基渗漏,第三就是接触渗漏,第四就是绕坝渗漏。土石坝渗漏原因:其一,材料质量差。一般来说,大部分的土石坝建设都是在当地取材,但是应用材料很多都没有达到具体的标准要求,材料含杂质较多,而且易溶于水,不能够达到防止渗水的目的。其二,坝身设计不科学。设计方案存在缺陷是最主要的问题,间接导致了产生渗漏的状况。其三,排水体不合格。大部分土石坝会设立排水体,而由于方案缺陷可能会导致排水体无法发挥本身作用。其四,坝基不稳固。除开本身设计存在渗水隐患之外,还会受其他冲击的影响。

(2)土石坝的滑坡

从理论原因来看,滑坡主要是因为原有坝体结构遭到破坏,抗滑能力比滑动力小,导致引起滑坡现象。在我国的堤坝建设过程中,常会出现蓄水期水位过高引起的下游滑坡、农田灌溉水过多引起的上游滑坡、护栏结构设置不合理引起的排水不当导致下游滑坡、渗水结构不合理施工质量差导致的滑坡、坝基清理不科学导致出现积水,进而引起的滑坡。综合多项滑坡起因,能够得出当前的土石坝建设还存在很大的建设漏洞。

二、中小型水库常用除险加固技术

2.1土石坝滑坡加固技术

土石坝的最终目标是实现增强防水稳定性,清空河道淤泥。在这项措施实施之前,需要有专业的人对当地的坡体进行具体的勘测,分析滑坡的因素,有针对性的选取加固技术。具体通过修复整体坝基的自然形态,排查各项隐患,清除周边的蚁穴,在易滑坡部位设置抗剪强度相对较高的材料。

2.2土石坝防渗技术

(1)高压旋喷灌浆

其中的高压旋喷灌技术就是通过注浆将配置好的浆液进行高压射流,达到破坏原有土层结构的目的,促进土质与浆液的融合,增强土层的紧实性。在具体施工时,这种方式较为简单,依赖的设备比较少,而且工序步骤较少,应用材料适应范围较广,但是这种方法只限于能与泥浆融合的土质,且造价成本比较高。

(2)帷幕灌浆

这是一项早期应用的传统技术,它的制作成本较低。本身是通过应用押送设备将将液输送到缝隙或者地层当中,利用它的凝结固化来改善原有岩层当中的形态。全面推动形成阻水帷幕,减小水流压力,保障大坝的稳定发展。

(3)充填式灌浆

这项技术主要是应用自身重力使浆液引入到坝体当中,使其凝结固化堵塞原有的缝隙,增大防渗漏能力,实现加固目的。

(4)劈裂式灌浆

该项灌浆模式主要针对于不稳定的坝体或者土质较差的坝体结构,能够形成多到粘土帷幕,推动加固防渗。其总体效果优于前几种方式,但是需要有优质的工艺作为建设基础。

2.3坝体和坝基的密实加固技术

(1)新建坝和已建坝

现在新建的大坝主要应用碾压法、振冲加密法、强夯法或者化学灌浆法达成加固堤坝的目的。已经建成的大坝多应用振冲法,实现对软弱土质的加固。然而针对粘性土应该选择深层搅拌法,所以必须要结合不同土质,选择不同的方式。

(2)土工合成材料加固技术

这项材料是新型应用材料,能够帮助排水过滤,隔离等多项工序的发展。土工栅栏和网格能够实现加固和输送的效果,在具体的加固过程中需要提前铺设好土工材料,再在上面铺设好其他的辅助材料,提高防渗水效果。

三、中小型水库土石坝除险加固的具体设计

3.1土石坝坡加固设计

在我国水利工程建设的发展过程中,有的水库因存在断面,经过数次维修后产生危险的滑弧范围,导致整体抗滑动能力大幅度下降,增大了大坝整体结构滑动的概率。为了避免这样的现象再次发生,应该在具体建设之前详细勘察上下游大坝的具体情况,帮助工程设计师进行合理科学的方案设计,保障方案推动坝体结构具备良好的抗滑作用。在下游坡体的建设当中,要认真的选择建筑材料以及坡体的主要形式,实现建筑材料的合理配比。完善大坝顶部小道的建设,全面实现后期检查观测和维修服务工作。针对具体的堤坝使用情况,进行合理的分析,全面针对外界各项因素的影响设立相应的应对措施。提前想好应对最坏局面的措施,确保在不利的情况下,也能够保证堤坝具有高强度的稳定性。此外,要设置放空底洞,这样能够保证在水放干后不对灌溉产生影响,不会造成大坝滑落放光水库中水的局面。总体上能够全面推动上下游的加固工作,减轻上游坡体削减滑落所导致的深层渗漏,减少了工程建设后期维修方面资金支出。

3.2土石坝防渗设计

具体是说针对坝的基层、坝的肩部和后面的接触带进行防渗方案设计。对于大坝基层和大坝肩部来说,主要应用帷幕灌浆的方法,通过以水泥或者砂浆进行具体的缝隙浇筑工作。如果是针对基层岩石破碎部分,注浆孔要设置多排,这样能够增强防渗的效果。针对于基岩和坝体的接触地带来说需要灌注水泥粘土,根据实地情况不同,要调整粘土浆液的浓度,利用新型的调整压力技术,推动帷幕和大坝的融合。需要保证坝肩帷幕顶部达到水库正常水位,两边涉及到不透水层两边交界处,增强大坝整体的防渗漏效能。此外需要实现大坝轴线防渗墙体的建设,推动减少局部的孔隙,普及充填灌浆法在该项工序当中的运用。另外,针对找不到原因的渗漏,依靠铺设复合土工膜并防止空挡来达到防渗效果。

3.3土石坝排水设计

第一要推动坝体排水,具体措施就是要实现大坝排水结构的总体整顿。全面运用棱柱体和贴坡式手法,处理好原有排水结构和新型排水结构链接发展的关系。在具体建设当中要拆除原有失效的棱体,推动建设新的排水棱体。当具体建设过程中遇到新型排水体与原有排水体距离较远的现象时,为了实现节约投资成本以及节约自身材料的目的,需要在两个部分之间铺设排水带,实现网状链接。总体效果既美观又能够实现科学节约资金的目标。第二是要推动坝面排水,具体措施是要实现常规设计的科学性。在建设过程当中,必须要注意上下游坡体的针对性设计,总体实现应用材料的合理分配,设置具体的排水孔道,在排水孔道内设置过滤层。另外,为了实现水的快速排出,应该设置倾斜式的排水孔。针对受外界因素影响所导致的渗漏要采取具体的预防手段,比如说我们必须要防治蚂蚁洞穴还有外观设计以及观测设施建设,可以通过吸纳先进的设计人员,或是拿自己的方案进行多方分析,减少总体设计漏洞。

结束语:

为了满足当代国家的防洪标准以及人民对防洪工程的需求,必须要全面推动中小型水库的除险加固工程建设。结合当地的水文经济特色,选用合适的加固技术,针对不同的发展需求,设计不同的水坝建设方案,全面应用当代新工艺和技术,完善除险加固的具体工作步骤,发挥土石坝在当代社会发展中的积极作用,实现水利工程建设为人民服务的最终目的。

参考文献:

[1]叶孝民,王明.探析中小型水库土石坝的除险加固设计[J].江西建材,2015(08):118.

[2]易柏生,丁俊芝,黄云章,陈湘海.浅谈中小型水库土石坝除险加固设计[J].科技创业月刊,2012,25(08):199-200.

[3]邹玉华.浅谈中小型水库土石坝的除险加固设计[J].四川水利,2009,30(05):52-54+49.

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