探讨绕坝渗漏原因及措施
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摘要:水库蓄水后水流绕过土坝两端的岸坡渗往下游,绕坝渗漏可沿着坝体结合面,或通过坝端山坡土体的内部渗往下游,并使坝端部分坝体内浸润线抬高,轻度的绕坝渗漏会在岸坡背后出现阴湿,或出现水色较清的小量渗流。较严重的将使岸坡软化,形成集中渗漏通道,甚至引起岸坡塌陷和滑坡,影响土坝的安全。本文分析了绕坝渗漏的主要原因,并据此阐述修缮措施。
关键词:绕渗;渗流通道;措施
1产生绕坝渗漏的主要原因
1. 1 坝端两岸地质条件差
如土石坝两岸连接的岸坡属条形山或覆盖层单薄的山包,而且有砂砾透水层;透水性过大的风化岩层;坡积层太厚且为含石块泥土,山包的岩层透水性过大;山包的岩层破碎,节理裂缝发育,或有断层通过,而且施工又未能妥善处理。
1.2 取土、淘刷
因施工取土或水库蓄水后由于风浪的淘刷,破坏了上游岸坡的天然铺盖。
1.3 坝头与岸坡接头防渗处理措施不当
如岸坡接头采用节水槽时,有时不但切人不透水层,反而挖穿了透水性较小的开然铺盖,暴露出内部的渗透水层,加剧了绕坝渗漏;有时工程根据设计要求施工,忽视岸坡接合坡度和截水槽回填质量,造成坝岸接合质量不好,形成渗漏通道。
1.4 空洞
岩溶、生物洞穴以及植物根茎腐烂后形成的空洞等。
2 绕坝渗漏的处理措施
处理前首先应观测渗漏现象,研究渗漏与库水位及降雨量的关系,查清渗漏部位,结合水文地质条件,调查施工接头处理措施和质量控制等方面情况;分析绕坝渗漏的原因,提出处理措施。处理原则仍为上堵下排,以堵为主,一般采用以下的处理方法。
2. 1 防渗斜墙
对于斜墙坝和均质土坝如岸坡地形平缓,附近又有大量戮土可供使用,则可沿上游岸坡做防渗斜墙,防止绕坝渗漏。斜墙下端作截水墙,嵌人不透水层,也可做铺盖与斜墙相连。在处理时水库难以放空,水下部分也可采用水中抛土或深水放淤的办法处理。在斜墙顶上应沿山腰开挖排水沟,把水堆住,以免冲刷斜墙。
2.2 截水墙
对心墙坝,当岸坡存在强透水层引起绕坝渗漏时,可在坝端开槽做勃土截水墙,或混凝土防渗齿墙,切断渗流。截水墙必须和坝身心墙连接,这种处理方法比较可靠。
2.3 灌浆帷幕
当坝端岩石节理裂隙发育,绕渗严重时,可采用灌浆帷幕处理,具体方法与坝基的灌浆帷幕相同。坝肩两岸的灌浆帷幕应与坝基灌浆帷幕形成一完整的防渗帷幕。
2.4 堵塞回填
经查明是因动物洞穴和根茎腐烂的孔洞引起的绕渗,开挖后可以将洞穴回填猫土并夯实。或向洞穴灌注水泥砂浆、水泥戮土砂浆或用混凝土堵塞洞穴。
2.5 下游导渗排水
在下游岸坡绕坝渗流的出口段,铺设导渗排水反滤层,保护土料不致流失,以防止渗透破坏。对岩石岸坡,如查下游岸坡渗水较小,可沿渗水坡面以及下游坝坡与山坡接触处,做干砌石排水沟,并在砌石下面铺设反滤。当下游岸坡岩石地下水位较高,渗水严重时,可沿岸边山坡或坡脚处。打基岩排水孔,引出渗水。当下游岸坡岩石裂隙发育密集,可在坝脚山坡岩石中打排水平洞,切穿裂隙,集中排出渗水。
2.6抛土
对于因戮土铺盖或猫土斜墙底脚破坏而引起的坝基渗漏,以及坝身集中渗漏和绕坝渗漏均可采用抛土方法进行处理。这种方法优点是施工简便,不必将水库放空,可直接在水中抛土。在紧急情况下作为抢护措施更为实用。
2.7 灌浆
对于坝身渗漏、坝基渗漏和绕坝渗漏等,均可采用灌浆方法处理,既在预定部位灌注浆液,形成阻水帷幕或填塞孔隙,以达到防渗的目的。
对于坝基未作处理而引起的坝基渗漏,可采用灌浆帷幕防渗,即在一定压力下,将水泥猫土将压人坝基沙砾石中,使浆液充填沙砾石孔隙而胶结成防渗帷幕。水泥勃土浆是用水泥和赫土配合而成,其中水泥含量一般为水泥豁土总量的25%一30%,灌浆压力为5一10k群c扩。孔距可根据地基沙砾石组成情况和可灌性大小来选定,一般为2.5一4.Om,沿坝轴线方向布置2一3排,一般排距等于孔距,各孔距可呈梅花形排列。灌浆顺序应首先灌上游排,然后灌下游排,最后再灌中间排。帷幕灌浆可以有效地减少渗漏,并能起到增强地基承载能力的作用。
3 下游导渗排水措施
3.1导渗沟
当坝身发生渗漏,渗漏水从背水坡逸出面形成散浸时,采用导渗沟处理是一种有效的方法。导渗沟的形状很多,常用的有Y,W,T,I型。沟宽约0.5一0.8m,深0.8一1.Om,间距视渗漏情况而定,一般为5一15m,沟内分层填筑反滤材料。
3.2导渗培厚
当坝身渗漏严重,散浸面积较大,甚至遍及整个坝坡,说明浸润线逸出点高,土坝坝身单薄。在这种情况下,仅用开导渗沟方法往往不能有效解决问题,可采用导渗培厚措施,即在坝坡贴一层沙壳,再培厚坝身断面。
3.3坝后导渗、压渗
由于坝基渗漏,造成坝后长期积水形成淤泥或沼泽地,从而降低了地基的承载力,影响坝坡的稳定。在这种情况下,必须采用坝后导渗排水措施。常用的有水平沙地、排水沟等。
如果坝基渗漏严重,在坝后发生翻水冒沙、灌涌或流土现象,则必须采用压渗措施,常采用压渗台形式,压渗台的作用可使地基渗水排水,又给地基以一定的压重,以抵抗渗水压头,增加地基的渗透稳定。
4总结
土坝是土料堆筑而成,具有一定的透水性,因此,水库蓄水后总会发生少量的渗漏,这属正常现象。但是,如果渗漏水量过大,或者渗漏逸出点太高,坝坡出现渗水散浸,严重的甚至会发生集中渗流,出现管涌、流土,将危及土坝安全。因此,本文针对这一现象分析了绕渗的原因,并写出修补措施,为以后的施工作指导。
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