摘要:水庫大壩是水利工程建設中常見的工程項目,大壩的安全穩定對于確保群眾的生命財產安全起著十分重要的作用,所以在水庫運行過程中必須要確保大壩的安全穩定。影響水庫大壩安全的主要因素是滲漏,滲漏對于大壩的穩定會產生重要的影響,如果不加以處理,會給大壩的安全帶來嚴重的隱患,導致潰壩,直接影響農業生產及群眾生活的正常進行。滲漏可以發生在壩體部位,也可以發生在庫底及壩基部位,甚至壩端及繞壩部位都可能發生,所以一定要認真分析滲漏的產生原因、類型及危害程度,采取針對性的措施加以防控,對大壩進行防滲加固處理,確保水庫大壩的正常運行。
關鍵詞:水庫;堤壩;滲漏;措施
中圖分類號: TV698 文獻標識碼: A DOI編號: 10.14025/j.cnki.jlny.2016.15.029
1水庫大壩滲漏破壞的類型及原因
水庫大壩壩體滲漏破壞常見的類型有滲透破壞和變形破壞兩種形式。其產生原因也相對復雜,可能由單一因素造成,也可能由多方因素共同形成,水庫大壩常出現異常滲漏,大壩的選址不當、壩基清理不好、施工質量不達標、填筑材料質量有問題及地下動物活動等都可能造成滲漏的產生。一旦發生滲漏,就會對壩體的構成顆粒產生影響,特別是土石壩的粘土顆粒會發生位移,在成分、結構方面都發生改變,在大水流的沖刷下,形成滲透變形或破壞,導致壩體的強度降低,出現不均勻變形,裂縫產生,甚至下滑、滑坡、潰壩的可能形成,給壩兩側及下游的農田及居民生活帶來影響,甚至產生災害,造成嚴重的損失。滲漏發生后,導致壩體變形,對于大壩的穩定性產生嚴重影響,造成流土、管涌、接觸沖刷、接觸流土等危害,要引起足夠的重視,一旦發現要及時采取相應措施進行處理,同時要對大壩進行除險加固。
2水庫堤壩除險加固的防治方法
水庫大壩的除險加固主要是盡可能減少滲漏量,減輕滲透壓力,避免滲透破壞,從而達到確保水庫大壩的穩定性,避免出現變形、破壞,消除事故隱患,一方面是控制壩基的穩定,另一方面是控制地基的滲流。
2.1背水側壓滲重蓋法
這種方法主要是采用壓滲重蓋,在壩體背水側進行,在實際操作上應用較廣,具有施工簡單、壩防穩固性得到加強、工程投資不高等特點,一般要求是壩體背水側地形條件要允許,相對封閉式垂直防滲幕墻造價低很多。壓滲重蓋形式很多,可以由不透水蓋法,也可以完全自由排水,在實際操作中可以結合實際情況進行酌情選擇,達到滲水不滲土的目的。
2.2垂直防滲處理地基法
這種處理方法主要適用于地基透水層相對較薄、隔水層淺的情況,主要通過防滲幕墻來達到控制地基滲流量及揚壓力的目的,從而阻止滲透破壞的進一步擴大。垂直防滲墻的設立能形成封閉的阻擋,截斷滲流途徑,有很好的除險效果,施工時可采用射水法、鋸槽法、兩鉆一抓、輪銑法、高噴灌漿等方法,此方法雖然處理滲透效果較佳,但也會帶來地下水的原有平衡問題,會對水環境產生一定的影響,對于薄透水層比較適合,如果透水層較厚或隔水層較深的雙層堤基,一般不適合采用此法,因為工程難度較大,造價也相對較高,要在詳細勘察的基礎上進行決定采用與否。
2.3減壓井方法
這種方法主要是采用在背水壩腳布置減壓井系統,通過導流使臨水側的壓力減弱,從而達到消除管涌壓力的方法,從實際操作上來看,減壓井的減壓作用是十分明顯的,對于管涌除險效果十分有效,基本上所有的堤壩基礎管涌險情都可采用此方法。在布置減壓井時,減壓井宜設在背水側壩腳,這樣能有效控制滲流,最好設在背水側壓滲蓋重端部,同時連通明溝,這樣滲水能從明溝排走,減壓井間隔在20米左右,在設計時也要注意井口高程問題,避免泥水出現倒灌情況,避免出現內澇。
2.4滑坡體的清除方法
滑坡是指大壩側面脫落,也稱為脫坡,主要產生原因是壩基受到水流沖刷、壩體內部的滲水作用而導致下部出現空缺或者承載力不足,壩體自身的重量壓力過大,從而出現壩坡下移。主要的處理方法是一方面進行消坡,另一方面進行固腳。消坡主要是減輕壩坡自身的重量,減小壓載;固腳主要通過壓重進行,在施工作業中,要采取“前截后導”的措施,從防滲和排水兩方面進行處理,對于淺層滑坡可以采取挖空再回填的方式,而對于深層滑坡,一般挖除滑動體中主滑體并重新填筑。
2.5劈裂灌漿處理法
這種方法也是處理壩體滲漏的主要措施,對于一些土質較差,碾壓達不到密實程度的堤壩能起到很好的防滲加固效果。施工時,要用一定的灌漿壓力,在壩體上沿壩軸方向進行劈開,然后在劈開處進行灌漿,經過灌漿后在壩體中間能形成一道連續的鉛直防滲墻,對于壩體中的漏洞及一些軟弱層都有很好的填補作用,有效提高壩體的防滲性能及穩定性。劈裂灌漿這一方法不僅可形成垂直連續的防滲帷幕,解決壩體的滲透問題,而且還能夠通過漿壩互壓和溫化變形,調整壩體內部的應力,使漿脈兩邊3~5米土體得到密實,加大了防滲帷幕帶,對壩體碾壓不實、壩體內有滲漏通道及軟弱層、壩體浸潤線過高、壩體中裂縫、壩體中的生物洞穴和腐爛樹根等隱患都有很好的消除作用。
3 結語
滲漏是水庫大壩常見的問題,在水庫的運行過程中一定要引起重視,及時發現及時進行處理,要根據滲漏的部位及類型進行認真分析,采取針對性的措施加以防治,消除險情,避免滲漏進一步擴大,確保水庫大壩的平穩運行,促進農業生產及人們生活的順利進行。
作者簡介:孟祥金,大專學歷,公主嶺市卡倫水庫灌區管理所,工程師,研究方向:水利工程施工。