云峰发电厂吉林集安134200
摘要:在我国快速发展的过程中,水利工程越来越多。大坝的兴建越来越受到关注。石坝可以起到很好的截流作用,但是下闸蓄水后大坝的渗流量会随着水位的不断上升而增大。文章分析了可能引起大坝渗流的多种因素,利用监测手段对大坝渗流进行量测,采用传统知识手段分析大坝渗流对水电站可能造成的影响,进而对大坝的安全性作出可靠分析,提前采取防治措施,使大坝能够安全健康地为人民生活生产服务,减少自然灾害发生的同时,合理利用并保护水资源。
关键词:石坝;监测;渗流量;孔隙水压力计;渗透压力
引言
在电站的蓄水过程中,随着水位的上升,大坝中的渗透量也会逐渐增加,如果这里的渗水量中含有大量泥沙,那么对与大坝的工作来说,压力是十分的大的。这就要求我们所建的大坝必须要有坚实的外表,强大的包容量,对汛期的河水有足够的调控能力,这样才能够更好的将水库中的水包围在内,不让他们肆意妄为,对于人们的生命财产安全也起到了一定的作用。
1坝体遭受破坏引起的渗透
大坝在使用过程中,由于受着内外两方面的压力作用,坝体很容易遭受破坏。同时坝体时刻还会受到地面的压力作用,施加作用力的主体主要是泥沙和砂砾,经过大水的冲击,水流夹杂着泥沙和砂砾移动,发生水土流失,坝体遭到破坏,由于失去土壤保护,坝体周围土壤就会渗透加重,大坝因此会逐渐发生变形和位移,危险程度日益加剧。加之面板应力水平较低,各个位置的接触会使大坝进行移动,这种力量远远小于止水结构的抗变形能力。还有常年使用后发生风化、以及周围生物的侵袭,自然的侵袭等造成的坝体损坏,当雨季来临之时,洪水的泛滥,大量河水对坝体的强烈冲击,不断侵蚀等,都会使大坝造成严重危害,这无疑给整个生态环境和人民生活带来严重的安全隐患。我们必须采取措施对坝体破坏程度,渗透量进行监测,及时补救,修复。下面就是我们针对某一坝体所做的监测:首先我们沿防渗面板周围布设11支孔隙水压力计。经过测试有5支(编号1-5)有明显的渗透水头,在河床部位及其附近的3支(编号6、7、8)测得坝下最高水位为1291.1~1292.6,数据较为一致;两岸趾板转角处的2支(编号9、10)孔隙水压力计埋设高程分别是1300.000和1320.250,最高渗透压力分别为3.100m和3.667m(对应水位为1303.100m和1323.927m)。从9号渗透压力随水库水位升高而增大,之后又减小的情况可以判断,这应该与周边缝止水结构和上游铺盖料的自愈作用有关系。随着水库水位不断升高,9号渗透压力又增大,但没有超过压力值上限,且增大的趋势很显然小于水库水位的变化。而编号10的渗透压力变化情况与编号9基本无差别。根据此两处的观测结果,可以判断出此两处渗透量不是很大,且接缝止水结构的自愈能力正在发挥作用。通过定期的监测,我们收集数据进行对比分析,经过细致计算后很容易掌握大坝的结构是否工作正常,大坝的细节构成是否起到了应有的作用,提前将大坝的不稳定状态掌握,扼杀在摇篮中,将潜在的危险排除掉。通过提前预防修补,解决渗漏问题,使大坝脱离危险之中,避免发生更大、更严重的危害,保护国家及人民的生命财产安全。
2集中渗透的地形
这项工程在地质条件非常复杂的地方,这里的地形崎岖,地貌复杂,构造发育奇特,不是一般所建的大坝地区,但是如果在这里有一个容量大的大坝,对于蓄水有着很好的作用。这里有着规模非常大的断层结构,在这样的地形上建造大坝,很容易引起地壳的运动,甚至会引起地震。这就要求我们的技术人员有着很好的观察,并且能够很好的克服这里的困难。F32断层在这里是十分常见的,通过河床趾板,断层的碎石能够影响周围地区,甚至会造成人员的伤亡。而在断层的透水率来看,这里的渗透率非常高,一般在12到14Lu之间,是非常严重的透水带。这就在技术上对我们的研究人员有了更加严格的要求,也有更大的挑战,这不仅仅是一项工程,更是一个保证人民安全的建筑。在F32断层经过趾板帷幕灌浆中心线下游侧埋设了3支渗压计P-1-06、17、18,P-1-17和P-1-18的渗透压力与库水位呈同步变化,涨幅仅略低于库水位。而P-1-06的渗透压力虽然也与库水位呈同步变化,却始终很低,基本与邻近测点所测得的坝体内水位保持一致。经分析,P-1-17、P-1-18两只孔隙水压力计渗透压力较高是因为其布设于距趾板下游排帷幕灌浆孔仅2m的同一钻孔内,该钻孔位于F32断层影响范围内,岩体较为破碎,灌浆过程中单孔吃浆量较大,浆液扩散范围亦较大;同时由于上游围堰外水头的作用,浆液向下游的扩散范围必然大于上游;另外P-1-17、P-1-18两只孔隙水压力计与下游趾板末端布置于断层处理盖板表面的P-1-06孔隙水压力计相距仅1.0m,且盖板与趾板间接缝未设止水,但P-1-06孔隙水压力计与坝基其它部位的孔隙水压力计一样,渗透压力均较低,因此可以断定P-1-17、P-1-18两只孔隙水压力计处于帷幕有效宽度范围内,所以才显示出较高的渗透压力水平。
3大坝其他水流供给造成影响
建造前,勘察设计人员必须对拟修建大坝的地区进行细致的调查和研究,以严谨的态度去工作,不能有任何差错,否则调查结果将会对大坝造成不可估量的影响。根据某工程建造地区分析如下:工程处于亚欧大陆板块,属大陆性温带气候类型,昼夜温差比较大,一年四季气候差异比较明显,夏季气温温和多雨,气候湿润;冬季寒冷干燥,降雪较多,地面经常会积累厚厚的积雪,当春天天气变暖,融化的雪水慢慢渗透到地下,会积累很大的水量。来自大坝两肩部位的分洪,下游的坝坡,以及降水量对量水堰测量的影响等,除了这些还有一些其他的自然原因也会对坝体造成影响。例如植被的人为破坏,土地资源的破坏,水土流失,地表植被越来越少,对水分吸收的也越来越少,使大量水分直接渗透到地下,这些渗流的水分经过地层形成蓄水,一起构成了大坝的渗水量。假如这些没有被破坏,不受任何因素影响,就会很准确的测量到水位,而大坝在降水前后就不会出现很大的水位变化,大坝也不会因此出现不正常状态,也不会因为其他因素影响而遭受破坏。根据目前情况分析,本工程所处位置河水水位较低,地下水位偏高,这就形成了地下水位高于河水水位的形式,地下水作为两岸河水的供给源,持续不断供给河水,保持水位稳定。但由于尾水挡墙在中间的阻隔,量水堰上游的地下水补给也是通过量水堰排出,因此量水堰测的的数据就包含此部分补给水量,在测试过程中掌握了精确数据,测量数据准确度提高将有利于大坝健康正常使用,使使用年限更长久,并且在使用期内保持一个健康安全的状态。
结语
大坝渗流问题是个常见问题,尤其是运行年代比较长的大坝问题比较突出,应该常抓不懈,大坝渗流问题解决好坏是决定堤防安全与否的关键所在,必须由各方共同努力,因此,在设计与施工中都必需严格抓住防渗措施的制定与落实,设计工作人员必须不断结合实践,完善与修改工程设计中的不足,提高水利工程防渗设计水平和质量,为保障水利水电工程建设的安全性和耐久性奠定坚实基础。施工人员也要严格按照设计进行施工,及时发现问题与设计进行沟通解决。通过防治后,健康的大坝内,水质清澈见底,没有泥沙、沉淀、悬浮物质,且渗透水比较集中,有极少的水往地面下渗透,所有的水都会在甬道里流动,水流稳定,可控,这样就保证了大坝基础、坝肩、坝体的整体安全,不会因为渗透的原因将大坝侵蚀至毁。
参考文献:
[1]柴军瑞.大坝工程渗流非线性问题[Z].[2]杨启贵.水布垭面板堆石坝筑坝技术[Z].
[3]梁波.土石坝测压管水位观测资料分析方法[Z].