土石坝的坝身防渗

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浅析土石坝渗漏原因及防渗处理

浅析土石坝渗漏原因及防渗处理
实现节省投资。 排水减压设施加固。排水减压设施一般在大坝下游采用导
过检验之后发现抗剪指标方面明显 出现偏低的情况 , 坝体 抗滑 不够稳定。
排除上面提及 的原因之 外, 还可能是因为大坝 的排水 设施 出现破坏导致 的。对于大坝加高和培厚使排水体埋入坝体 内, 导致 排水系统 出现堵塞 的情况 , 还 可能是排 水的棱体 反滤 层淤
失修、 报废, 这也是导致 泄水建筑物出现破坏 的原 因。 ( 2 ) 渗漏性病害及其原因。
病 害的机理主要 是坝体的密实 度不足 以及其结合 体抗渗 性不够。主要有坝 体渗漏 、 坝基渗漏、 绕坝渗漏 , 涵洞周边渗漏 和 白蚁洞穴导致渗漏等。 土石坝的坝体 出现渗漏的情况 。因为斜墙或者心墙等 防渗 体出现裂缝或者是坝体施工质量等 问题形成渗流 的集 中通道 , 导致管涌等 问题的 出现 , 渗水溢出点在坝体下游侧 和坝脚 。 土 石 坝 的坝 基 出现 渗 漏 的 情 况 。主 要 是 历 史 原 因 导 致 的 , 有的土石坝没有设计就开工 建设,有 的是 一边 设计 一边 施工 , 这就容 易造 成坝基处理达 不到防渗要求 ,蓄水后 出现 渗漏现 象。 还有土石坝 出现绕坝渗漏的情况 , 这种渗漏主要是指渗水 绕过坝头两端 向下游岸坡溢 出的现象 。绕坝渗漏主要发生在坝 端松散的坡积层和岩石 的风 化层 以及渗水层 , 或者是裂缝 发育
的基 岩 处 。
2 土石坝危害的类型和渗 漏的原 因
参 阅这些年对于很 多水库大坝安全鉴定 的相关资料 , 关于 土石坝 的病害 , 大致可 以根据其特点分为三种类型 : ( 1 ) 结构及构造性病害 。 病害 的机理主要是 结构 强度和稳定 以及 刚度 方面不足 , 还 有构造措施不够合理, 这些情况 多反映在其主体 结构稳定性 的 变化方面 。主要包含泄洪和滑坡、 沉 陷和裂缝 以及护坡和排水 设施 等 。 实际的工程标 准偏低 。这 主要体现在 原校核 洪水标准偏 低。部分大坝的坝项高程 以及大坝的坡 比和坝项的宽度、 防渗 体顶 部高程和泄水建筑物导墙顶 高程没有达到设计的要求 。 除了工程标准偏低之外 , 还有坝坡稳定方面不满足实 际的 要求 。一方面可能是因为原先的设计标准很低 , 在施工 时筑坝 的土石料和坝体填筑没有达到设计的要求 , 坝体和坝基在 防渗 处理方面没有达到要求等导致的; 另一方面可能是 由于 实际施 工导致的 ,对于坝体的实际填筑并没有达到设计的干容重 , 经

土石坝防渗变形的处理措施

土石坝防渗变形的处理措施

土石坝防渗变形的处理措施一、背景介绍土石坝是一种常见的水利工程建筑物,其主要功能是防洪、蓄水和发电等。

然而,土石坝在长期使用过程中,会出现防渗性能下降和变形等问题,严重影响其安全性和使用寿命。

因此,对土石坝的防渗变形问题进行处理是十分必要的。

二、土石坝防渗变形原因1. 土壤基础不稳定2. 建造质量不佳3. 水压作用过大4. 外部环境影响三、土石坝防渗变形处理措施1. 采用加固措施(1) 加固土体:通过加强土体的密实度和强度来提高土体的稳定性。

(2) 加固堤体:对堤体进行加固处理,如加厚堤顶、加宽堤脚等。

(3) 加固基础:通过对基础进行处理来提高基础的承载能力。

2. 采用抗渗措施(1) 采用隔离层:在堆筑土石坝前,在原地面上铺设隔离层材料,以防止水从土壤中渗透。

(2) 采用排水系统:通过设置排水管道和排水孔等设施,将坝体内的积水及时排出,降低坝体内的水压力。

(3) 采用防渗帷幕:在土石坝的下游面或周边设置防渗帷幕,以防止水从土壤中渗透。

四、具体实施步骤1. 前期准备(1) 对土石坝进行全面检查和评估。

(2) 根据检查结果确定采取何种措施进行处理。

(3) 编制详细的工程方案和施工图纸。

2. 施工前期准备(1) 确定施工区域,并对其进行清理和平整处理。

(2) 准备所需材料、设备和人员,并对其进行检查和调试。

3. 加固措施实施(1) 加固土体:通过压实、振动加固等方式提高土体密实度和强度。

(2) 加固堤体:对堤顶、堤脚等进行加固处理,如加宽、加高等。

(3) 加固基础:通过注浆、灌浆等方式提高基础承载能力。

4. 抗渗措施实施(1) 采用隔离层:在原地面上铺设隔离层材料,如高密度聚乙烯膜等。

(2) 采用排水系统:设置排水管道和排水孔等设施,将坝体内的积水及时排出。

(3) 采用防渗帷幕:在土石坝的下游面或周边设置防渗帷幕,如钢筋混凝土帷幕等。

5. 施工后期处理(1) 对加固和抗渗措施进行检查和评估。

(2) 对施工现场进行清理和整理处理。

重力坝、拱坝、土石坝三种坝体的防渗处理

重力坝、拱坝、土石坝三种坝体的防渗处理

重⼒坝、拱坝、⼟⽯坝三种坝体的防渗处理重⼒坝、拱坝、⼟⽯坝三种不同坝体的防渗处理摘要:分析重⼒坝、⼟⽯坝、拱坝出现渗漏原因,采取相应措施⼀、重⼒坝渗漏分析与防渗处理⼀)、重⼒坝渗漏分析1、重⼒坝是⽤浆砌⽯(grouted rubble)或者混凝⼟(concrete)材料建筑⽽成的挡⽔建筑物,其剖⾯⼀般做成上游⾯近于垂直的三⾓形断⾯,主要依靠坝体的重量,在坝体和地基的接触⾯产⽣抗剪强度或者摩擦⼒,来抵抗⽔库的⽔平推⼒,以达到稳定的要求;同时,也依靠坝体的⾃重产⽣的压应⼒,来抵消由于⽔压⼒所引起的坝体上游侧的拉应⼒,以满⾜坝⾝强度的要求。

2、由于混凝⼟与岩体都是透⽔材料,加上施⼯⽅法、施⼯过程存在差异,故此渗流不可避免⼆)、重⼒坝防渗处理地基处理时重⼒坝防渗处理的关键,坝基的固结灌浆和帷幕灌浆是坝基防渗处理的主要措施。

1、重⼒坝坝基固结灌浆1)、⽬的:△减少坝基的渗透性(permeability),减少渗透量;△提⾼基岩的整体性和弹性模量(modulus of elasticity),减少基岩受⼒后的变形(deformation);△提⾼岩体的抗压强度和抗剪强度;△在帷幕灌浆前的固结灌浆,可提⾼帷幕灌浆的灌浆压⼒。

2)、固结灌浆的设计:①灌浆范围:依坝⾼和岩基裂隙分布情况⽽定。

—⾼坝或者裂隙发育,坝基全部灌浆,并适当加⼤范围。

—裂隙很不发育,只在坝踵或者坝趾处灌浆—只在坝踵处固结灌浆,以加⼤帷幕灌浆的压⼒—溶洞、溶槽部位,除回填外,应对顶部及周围进⾏固结灌浆。

②排孔形式:梅花形或者⽅格形,对较⼤的断层和裂隙应专门布孔。

③间距:根据地质条件,并参照灌浆试验确定,⼀般为3~6m④孔深:⼀般为5~8m,局部区域及坝基应⼒较⼤的⾼坝基础,可适当加深,帷幕灌浆区附近,与帷幕灌浆配合,可适当加深,⼀般为8~15m。

⑤灌浆压⼒:以不掀动岩⽯为原则,取较⼤值。

施⼯时,应加强监测。

⼀般⽆盖重时0.2~0.4Mpa,有盖重时0.4~0.7Mpa 2、重⼒坝坝基帷幕灌浆1)、⽬的:降低坝底渗透压⼒;防⽌坝基内产⽣机械或者化学管涌;减少坝基和坝肩渗透流量2)、灌浆材料的选择:①⽔泥灌浆●裂隙宽度>0.1mm,地下⽔流≮600m/昼夜,地下⽔对⽔泥⽆危害性的侵蚀作⽤,采⽤⽔泥灌浆。

水库土石坝防渗流及加固设计技术

水库土石坝防渗流及加固设计技术

或灌 注各 种柔 性砂 浆 、 铺设 防渗 土工 膜 , 形成 l土石 坝防 渗加 固设 计 分析 ①土 石坝 坝体及 坝 基 、两 岸坝 肩 的渗 流 个 完整 的 防渗墙 。 适用 于砂 性 土 、 泥质 土 、 性 土 、 土 , 淤 粘 粉 控制应使渗径 、 渗流坡 降( 包括平均坡降 、 逸 成墙 0。 出坡 降)渗 水流 速及 渗 水量 控制 至 小 于允 许 并能 穿过 砂卵 石层 , 深度 可达 3 m 成墙 、 值 ; 坝体 防 渗措 施 主要 是 “ 堵 、 ② 前 中截 、 后 宽 度 2~ 5 m。由于该 工法 简单 ,设 备 搬运 24 r a 地 施工 成 本 在射 水 、 压 液 排 ”坝 基 为“ 延 、 , 前 中截 、 压排 ”③ 土 石 坝 灵 活 , 层 适 应 性广 , 后 ; 经长 期运 行 ,填 筑料 及其地 基 土层 的工 程力 抓 斗 和拉槽 3种工 法 中最低 ,一 次性 投 资较 学性 质 已发生变 化 , 计算 、 其 分析 参 数应 以近 小 , 因而 , 防渗 墙施 工 中得 到广 泛应 用 。 在 期勘 察 、 试验 成果 为 主 , 虑 压 密 、 透加 并考 渗 2 . 型液 压抓 斗薄 壁防渗 墙 12薄 2 薄 型液 压 抓 斗 防渗 墙 采用 分 序 抓 取 法 , 固与 破坏 情况 进行综 合 分析 ; 土 石坝 长年 ④ 挡水 , 已形成 较稳 定 的渗流 场 , 按 最不 利稳 抓 取 时采用 泥浆 固壁 ,浇筑 采用 泥浆 下 直升 宜 定渗 流场设 计 ; 防渗 加 固措施 , 充分 利用 导 管法 。 ⑤ 应 液压抓 斗适 用于 软土 、 砾 土和强 风 砂 满 效 其运 已有 的防 渗 、 反滤 及排 水 措施 , 形成 连 续 、 完 化 岩 地 层 , 斗率 较 高 , 率 高 , 行 费 用 整的防渗体 ;⑥防渗体不能与表面张开裂隙 低 , 测 斜 纠偏装 置 , 保证槽 孔 的垂 直 配有 能够 直接接 触 。坝身 与坝基 及不 同土质 接触 长度 度 符合 规范 要求 , 墙质 量有 保证 , 一 次性 成 但 施工成 本较 高 。 应满足不产生接触冲刷要求 ;⑦地质条件和 投 入较 大 , 工 程复 杂 的病 险 土石 坝 ,采 用单 一 的技术 措 2_ . 3拉槽 法 防渗墙 2 施 往往 难 以奏效 或不 经济 ,宜采 用综 合 防渗 拉 槽 法 足 采 用 拉 槽 机 进 行 连 续 拉 槽 造 加 固措 施 ; 应有 利 于尽早 释放 渗透 压力 , 孑 , 隔离 浇筑 成墙 的一 种施 工方法 。 ⑧ 以 L分段 增加 下游坝 坡及 地基静 力稳 定性 。一般 宜采 拉槽 法 适用 于 淤泥 质土 、 砂性 土 、 松散 的 用截 断渗流 的着 底式 防渗体 。当采 用完 全截 粘 性 土 以及 直径 < 0 m 的砂 卵石 层 中成墙 , 1m 断渗 流措施 不经 济时 ,采用 的措 施 应有 利 于 最 大成 墙 深度 达 2 m 5 。拉槽 法 防渗 材料 水 下 渗流分散, 渗流坡降均匀 ; ⑨新采用的防渗体 浇 筑可采 用 3 4 浇筑 ,一次 浇筑 槽段 长度 ~管 应在其 两侧 形成 反滤层 、 渡层 , 的 防渗 可 达 1m 以上 。成墙 墙体 连续性 好 ,施 工 工 过 采用 2 材 料应 有较 小的 防渗 系数 ,较大 的允 许渗 流 效 高 。 坡降和较强抗溶滤能力 ;⑩采用的防渗措施 2 深层搅 拌 连续墙 . 3 应要求施工场地不大, 最好能在一个枯水期, 深层搅拌连续墙是通过深层搅拌机将水 在一定 水头 情况下 施工完 成 。 泥浆喷人坝体并搅拌均匀,经过一系列水化 2防渗加固措施 离子交换与硬化等反应 ,形成多桩搭接且有 土石坝防渗加固措施一般分为垂直防渗 定强度和抗渗能力的防渗墙。深层搅拌桩 与水 平 防渗 两大类 措施 。垂 直防 渗是 加 固工 机有 单 头和 多头 之分 ,多 头小 直径 桩机 工效 程中十分常见的防渗处理措施。对 于透水地 较 高 , 成 墙长 度较 长 , 一次 成墙 的桩 一次 而且 基 , 防渗 与水平 防渗 措施 相 比 , 流效 果 之 间不会 出现底 部分 叉现 象 ,提高 了墙 体 的 垂直 截 更显 著 。下面 重点 介绍几 种 常用 的垂 直 防渗 连续 性 和完整 性 。 措施 。 深层搅 拌 法水 泥 土防渗 墙 主要适 用 于在 2I混凝 土防 渗墙 . 砂 类 士 、 泥 质 土 以及 承载 力 ≤10 P 淤 5k a的粘 混凝 土 防渗墙 是利用 专 门的造 槽 机械设 性土和粉土, 成墙深度< 0 2m。成墙质量可靠 , 墙 墙体 均匀 性 及各 项性 能指 备营造槽孔 , 用导管在槽孑 中浇筑混凝土 , L 形 如墙 厚 、 段连 接 、 成 一道 连续 的防渗 墙体 。混凝 土 防渗墙 墙 体 标 均能 满 足 设计 要 求 ; 效 高 、 期短 ; 工 工 利用 材 料有 普通混 凝 土 、粘 土混凝 土 和 性 混凝 原 土注人 水泥 可 就地搅 拌 , 造价 较 低 , 施工 对 土等 。成槽 方法 有 多种 , 常用 的有 钻劈 法 、 钻 环境 污染 轻 。 抓法 及铣 削法等 。 2 高压 喷射 灌浆 防渗 墙 . 4 混 凝 土 防 渗墙 施 工 工 艺 属 置 换 式 防渗 高压 喷射 灌浆 就是 利用 钻 机造 孔 ,然 后 墙, 即先造 槽 , 浇筑 混凝 土 , 体性 能 好 , 再 墙 质 把 带 有 喷 头 的灌 浆 管下 至 土 层 的预 定 位置 , 量可 靠 ; 层适 用性 广 , 论是 砂土 、 壤 土 、 用 高 压 设备 把压 力 为 2— 0 P 左 右 的 高压 地 无 砂 0 3M a 砂砾 石层 和砂 卵石 层均可 以造槽 成墙 。但施 射 流从 喷 嘴 中喷射 出来 ,用 该射 流 冲击 和破 工速度较慢 , 造价较高, 废浆液排放量大 , 易 坏地层土体 , 并与灌人浆液掺混 , 在土体中形 造成环境污染。 成 固结体。喷浆方法有为定喷、 摆喷和旋喷 。 2 . 2薄壁混凝土防渗墙 高压喷射灌浆防渗适用于软弱土层砂类 2. . 1射水 法薄 壁防渗 墙 2 土 以及砂 卵石 地层 。 施工 质量 可靠 , 的浓 浆液 射 水法 是利 用水泵 及成 型 射流 的 冲击力 度 、凝 结体 的 强度 及渗 透性 等 可根据 地 层特 破坏土层结构, 水土混合回流溢出地面 , 同时 点 , 以控 制 和 调整 ; 加 可灌 性 好 , 可灌 性 和 其 利用卷扬机操纵特制的成型器具不断上下冲 影响范围超过了一般的注浆效果 ; 施工简便 , 如 lm )即 动, 进一 步破 坏 土 层 , 修 整孑 壁 , 成 有 施 工 时 只需 钻 小 孔 ( 孔 径 1O m , 可 获 切割 L 形 规则 的槽孔 , 浇筑 混凝 土或 塑性 混凝 土 , 得 较大 的凝 结体 和较 厚 的板墙 。 随后

土(土石)坝防渗治漏工程措施

土(土石)坝防渗治漏工程措施

土(土石)坝防渗治漏工程措施摘要:在目前已成水利蓄水枢纽中,绝大多数是利用粘土防渗,由于粘土防渗体积庞大,施工质量难以保证,往往留下许多隐患,使工程一蓄水就出现渗漏,从而形成病险工程。

我县的土坝、土石混合坝占总数81座的90%以上,其中:因渗漏造成的病险水库占66%。

根据多年的病险水库整治经验总结,特介绍几种实用的防渗治漏工程措施。

关键词:水库防渗工程措施当前,绝大多数已成水库均建于上世纪60—80年代,由于受当时的设计水平和施工技术的限制,大多数为粘土防渗土坝或土石混合坝,水库蓄水后,在水压力作用下,渗流对土体产生渗流作用力,流力作用于无粘性土的颗粒以及粘性土的骨架上,使其失去平衡,产生各种形式的渗透变形,直至产生渗透破坏,使水库出现各种病险而无法正常发挥效益,相反还要浪费大量人力物力确保防洪度汛安全,据统计,因渗漏造成大坝不安全的约占病险水库总数的60%以上,所以,合理的防渗治漏工程措施是保证水库除险加固成功的关键。

土坝和土石坝常见的渗透破坏按部位主要分坝体(或坝基)渗漏、坝肩接触渗漏和绕坝渗漏。

针对不同部位、不同坝体结构以及渗漏范围大小,在正确分析渗漏原因的基础上合理采用最有效、最节省、最方便的工程措施,达到除险加固工作事半功倍是我们的根本目的,为此特介绍三种比较适用的防渗治漏工程措施。

一、粘土防渗治漏粘土是传统的防渗材料,但在已成水库附近一般难以找到高质量的粘土,大多只能在耕作区开采,一般运距较远,加之土地要有偿征用,所以,粘土成本较高,且用量受到限制,仅仅适用于粘土需用量较少的情况。

粘土防渗治漏的原理和施工要求与新建土坝一样,利用“上堵下排”的原理,对坝轴线上游被破坏及松动的粘土进行开挖,然后用优质粘土进行夯筑回填,使之与老坝有机结合共同形成防渗体。

回填施工严格按碾压土石坝旌工技术规范的有关要求进行,严格控制粘土质量和碾压质量,处理好边界接触部位的衔接。

为使新旧土体紧密结合,防止交结面因不均匀沉陷和收缩形成裂缝,应将老坝体开挖成阶梯状,分层夯实。

土石坝坝基防渗处理

土石坝坝基防渗处理

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一、岩基处理
参见混凝土坝
覆盖层较薄时,做截水槽,阻截渗流;较高土石 坝应挖除,坐落于基岩上。
防渗体与基岩的接触面要求结合紧密。
不需过多考虑断层、破碎带、软弱夹层等的承载 力和不均匀沉降问题。主要研究抗渗稳定性和抗 溶蚀性能。
基岩透水性较强时需做帷幕灌浆。
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在砂砾石地基上建坝的主要问题是进行 渗流控制,解决的方法是作好防渗和排水。
1.垂直防渗设施 2.上游水平防渗铺盖 3.下游排水设施
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1.垂直防渗设施包括:
(1)粘性土截水槽 (2)混凝土防渗墙 (3)灌浆帷幕
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(1) 粘性土截水槽
当坝基砂砾石层不太深厚时,截水槽是 最常用而又稳妥可靠的防渗设施。一般布置在 大坝防渗体的底部(均质坝则多设在靠上游 1/3至1/2坝顶宽处),横贯整个河床并延伸到 两岸。
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帷幕灌桨既可以处理较深的砂砾石层; 也可以处理局部不便于用其他防渗方法施工 的地层;还可以作为其他防渗结构的补强措 施。
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帷幕灌桨存在的问题是工艺较复杂,费 用偏高,地表需加压重,否则灌浆质量达不 到要求。对地层的适应性差,即这种灌浆方 法是否宜于采用,取决于地层的可灌性。
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2.上游水平防渗铺盖
用粘性土料修筑铺盖与坝身防渗体相连 接,并向上游延伸至要求的长度,也是土石 坝常用的防渗设施。铺盖的作用是延长渗径, 从而使坝基渗漏损失和渗流坡降减小至容许 范围以内。
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水利工程土石坝工程渗漏原因及施工中的渗流控制措施

水利工程土石坝工程渗漏原因及施工中的渗流控制措施

水利工程土石坝工程渗漏原因及施工中的渗流控制措施摘要:水利工程中,土石坝是常见的工程项目,在施工过程中土坝及地基中的渗流,由于其机械或化学作用,可能使土体产生局部破坏,称为“渗透破坏”,严重的渗透破坏可能导致工程失事,因此必须加以控制本文就针对土石坝的渗流进行分析,并给出了防治措施。

关键词:土石坝;渗流;控制理论土石坝是目前水利工程建设工程中应用最为广泛和发展最快的一种坝型。

与其他坝型相比较,无论从经济方面还是从施工方面,土石坝具有绝对的优势,据不完全统计,中国土石坝数量占到大坝总数的 93%。

但土石坝建设最大的病害即是渗漏,如何控制和预防渗漏是土石坝工程建设中最主要的工作之一。

1.土石坝工程渗漏的常见类型及原因分析1.1 土石坝坝体渗漏的原因随着水利工程的大力开发建设,工程的质量问题时有发生,特别是水库、坝体的渗漏问题,在洪水来临之时无法形成很好的挡护,给人们的生命和财产安全带来了很大的危害。

坝体渗漏,因坝身防渗体裂缝或者坝体施工质量等问题形成渗漏的集中通道,从而形成管涌,渗水逸出点或逸出面通常出现在下游坝坡和坝脚。

引起坝体渗漏产生的主要原因有:一是坝体单薄或土料透水性大;二是筑坝质量差,如铺碾压不实或漏压、土过厚、粘土心墙或斜墙层面结合不好等;三是反滤设施质量差,未按设计要求铺设反滤层,土石混合坝未设过渡层;四是坝后反滤排水体高度不够;五是坝下涵管、埋管的外壁与土体结合部回填不密实,涵洞未做截流环;六是坝体不均匀沉降引起的横向或水平裂缝,可能引起坝体集中渗透破坏。

1.2 土石坝坝基渗漏的原因坝基渗漏通常是由于强透水性的坝基处理不当,或坝基未作防渗处理,或坝基防渗设施失效而产生的。

引起坝基渗漏产生的主要原因有:一是缺少合理的防渗措施,在砂卵石基础上坝前未做铺盖,或铺盖长度及厚度不够、质量不好被水压击穿,或者对强透水基础,坝体与坝基部位未做截水槽、截水墙;二是库内粘土铺盖下未设反滤层,渗水压力破坏了铺盖;三是坝基清理不彻底,在进行坝基施工前未按相关规定把坝基清理干净,部分杂草、树根残留,严重影响了层面之间的贴合度,所以导致渗水发生;四是水库管理问题:由于非法施工和人为原因造成了水库天然铺盖的破坏,导致坝基渗水。

土石坝防渗处理措施

土石坝防渗处理措施

土石坝防渗处理措施1. 引言土石坝是一种常见的水利工程结构,用于堵塞河流、沟渠等水体,形成蓄水或调节水流的功能。

然而,土石坝常常面临着渗漏问题,导致水资源的浪费和土石坝的稳定性降低。

因此,对土石坝进行防渗处理是非常重要的。

本文将介绍土石坝防渗处理的常见措施,包括土壤改良、防渗材料的选用和防渗控制措施等。

2. 土壤改良土壤改良是土石坝防渗处理的重要手段之一。

通过改良土壤的物理性质和化学性质,降低土壤的渗透性和渗漏量。

2.1 土壤加固土壤加固是改良土壤的常用方式之一。

常见的土壤加固方法包括夯实、振动加固和压实等。

这些方法可以增加土壤的密实度和抗渗性能,减少土壤的渗流路径,从而降低渗漏风险。

2.2 土壤改质土壤改质是通过添加特殊材料改变土壤的性质,增加土壤的抗渗能力。

常见的土壤改质材料包括粘土、水泥和石灰等。

添加这些材料可以提高土壤的黏聚性和胶结性,减少渗漏通道的存在。

3. 防渗材料的选用防渗材料的选用是土石坝防渗处理的关键步骤之一。

根据不同的工程需求和条件,选择合适的防渗材料可以有效降低土石坝的渗漏风险。

3.1 高分子材料高分子材料是一种常见的防渗材料,其具有良好的密封性能和抗渗能力。

常见的高分子材料包括土工合成材料(如土工膜)、橡胶和聚合物等。

这些材料可以在土石坝表面构筑防渗层,防止水分通过材料的渗透。

3.2 岩石防渗材料岩石防渗材料主要是指以岩石为基础的防渗材料,如膨润土、黏土和矿渣等。

这些材料具有较高的渗透阻力和抗渗能力,适用于土石坝的防渗处理。

4. 防渗控制措施除了土壤改良和防渗材料的选用外,还需要采取一些防渗控制措施来进一步提高土石坝的防渗能力。

4.1 排水系统排水系统是一项重要的防渗控制措施,用于排除土石坝内部的渗漏水。

常见的排水系统包括水平排水系统和垂直排水系统。

水平排水系统通过水平布置的管道将渗漏水引导到集水井或泄洪道中,而垂直排水系统通过垂直布置的排水墙或排水井来排除渗漏水。

4.2 堤面防渗层堤面防渗层是构筑在土石坝表面的防渗层,用于防止渗漏水的进入。

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土石坝的坝身防渗摘要: 土坝破坏来源于水和其它外力的侵袭以及土体强度的不足,其中渗流产生的坝体破坏占有较大比例,且造成的后果极为严重。

对土石坝采取防渗措施有利于土石坝的正常工作,延长使用寿命。

关键词:土坝渗流破坏控制措施渗流问题的重要性防渗加固渗透破坏土石坝是指由土、石料等当地材料填筑而成的坝,又名当地材料坝。

土石坝是一种历史悠久而又广泛应用的一种坝型。

新中国成立以来兴建的8万多座坝中,土石坝占各种坝型总数的95%以上。

土石坝的广泛应用和发展源于它的优点:①就地取材,可以节省大量水泥、钢材和木材;②适应地基变形能力较强,对地基要求低;③施工技术较简单,工序少,便于组织机械化快速施工;④结构简单,工作可靠,便于管理、维修、加高和扩建。

土石坝坝体由于散粒结构的颗粒间存在着较大孔隙,坝体挡水后,在上下游水位差的作用下,库水将经过坝体和坝基向下游渗透。

渗流对土石坝有很不利的影响,侵润线一下的饱和区的土体受到水的浮力的作用,减小了坝体的有效重量。

而且饱和状态土料的抗剪强度比干燥状态有所降低,对坝坡稳定不利。

当渗透坡降或渗流流速超过一定界限时,还会引起坝体或坝基土的渗透变形破坏。

在土石坝中,防渗体是主要的防渗结构。

防渗体包括土质防渗体和沥青混凝土防渗体。

土质防渗体是应用最广泛的防渗结构,可用作防渗体的土料范围很广。

均质坝的整个坝体都是防渗体。

分区坝堤防渗体的主要型式为心墙和斜墙。

渗流分析表明,土石坝防渗体中的水头损失并不是按直线分布的。

沥青混凝土具有较好的塑性和柔性,防渗和适应变形的能力较好,产生裂缝时,有一定的自行愈合功能,而且施工受气候的影响也小,因此适用于土石坝的防渗体材料。

在筑坝地区缺少适宜的防渗土料或采用土料施工有困难时,可考虑选用沥青混凝土心墙或斜墙。

土石坝的渗流变形主要有:管涌、流土;接触冲刷、接触流土。

形成的破坏有以下几种:①图a是砂层地基的承压水顶穿表层弱透水粉质壤土或淤泥的薄弱环节,发生局部集中渗流形成流土泉涌现象,并继而向地基的上游发展成连通的管道。

此时如果大管涌道失去拱的作用,堤坝即裂缝下沉而破坏,严重者还会在临水侧坝脚附近引起水流旋涡。

对于土坝上游黏土铺盖的裂缝失效以及河堤临水侧的河水淘刷等不利因素,均能加速破坏。

②图b是背水坡脚大面积发生小泉涌的砂土沸现象,使坡脚软化或受浮力后失去支承力而引起大滑坡,如图1所示的大圆弧所示。

发生砂沸软化的来水可能是砂基的承压水,也可能是沿弱透水覆盖层上面较透水薄层粉土渗过来的表层水。

③图c是由于堤坝本身或地基的渗流,外部出口处的管涌开始逐渐将细粒带走,直至坡面破坏。

如图所示,浸润线出渗点处的土粒首先被冲蚀沿坡面向下移动堆积于坡脚,逐渐在坡面形成局部凹陷和小沟;或者沿坝底接触面、坝体内的较透水薄层以及沿输水管外壁接触面形成集中渗流通道造成冲蚀破坏。

④图d是由于库水位骤降时孔隙水压力而发生滑坡,多在下降水位的附近坍滑。

如果临水侧受河水淘刷,就更容易造成滑坡。

导致土坝工程事故主要有渗透变形、滑坡以及裂缝,其中渗透变形是主要。

因此,土石坝的坝身防渗尤为重要。

土石坝的防渗措施主要有一下几种:1、劈裂灌浆防渗技术该技术是目前应用较为广泛、防渗效果较好的一种技术,其技术机理是在土坝中采用劈裂灌浆,使用一定的压力,使坝体沿坝轴线小主应力面劈开,灌注泥浆,并使浆坝互压,最后形成10cm~50cm厚的连续泥墙,同时泥浆使坝体湿化,产生沉陷,增加坝体的密实度,这项技术不仅起到防渗作用,也加固了坝体。

这种坝体可以就地取材,施工简便,投资省、工效高。

推广初期,技术规范要求为坝高50m以下的均质坝和宽心墙坝,并要求在低水位进行。

近年来,逐渐推广到坝高可超过50m,不仅低水位能进行,高水位也能进行;不仅可以劈裂坝体也可劈裂堤坝地基;不仅在宽心墙坝进行劈裂灌浆,也可在其它心墙坝进行。

同时,也逐步应用到湿陷性黄土宽顶坝、沙坝等。

大量研究试验结果显示,在堤坝地基附加应力场影响范围以内,沿坝轴线也有一个铅直的小主应力面,只要沿堤坝轴线布孔,进行压力灌浆,就可以实现定向劈裂,并且防渗效果很好。

2、高压旋喷灌浆技术20世纪80年代后,我国发展了高压旋喷灌浆技术,其原理是:将30—50MPa的高压水和0.7—0.8MPa的压缩空气输到喷嘴,喷嘴直径2—3mm ,造成流速为100—200m/s的射流,切割地层形成缝槽,同时由1.0MPa左右的压力把水泥浆由另一钢管输送到另一喷嘴,以填充缝槽并渗入缝壁砂砾石地层中,凝结后形成防渗板墙。

这种做法的优点是:成孔保证率高,孔斜率容易控制;固壁泥浆不盲目扩散,从而减少高压喷射的能量消耗,增加了浆液的渗透能力,提高了成墙效率;施工速度快;机具磨损少,钻具消耗低。

3、水泥帷幕灌浆水泥帷幕灌浆。

水泥帷幕灌浆是用水泥浆液灌入岩体或土层的裂隙、孔隙,形成阻水幕,以减小渗流量或降低扬压力的灌浆。

水泥帷幕灌浆通过对坝基钻孔、裂隙冲洗、压水和灌浆,可以了解基岩的透水性能,提高灌浆效果,进行有效的防渗处理;机械设备简便,施工技术成熟,容易取得理想的防渗效果。

4、化学灌浆。

化学灌浆是将浆液灌入裂缝内部并在硬化后具有一定的粘结强度,能较好地恢复混凝土结构的整体性,起到固结、防渗、改善应力传递以提高承载和抗变形能力的方法。

化学灌浆具有较好的可灌性,施工工艺要求严格,施工时要做好防护工作;浆液的胶凝时间可根据需要进行调整和控制。

主要适用于地层裂隙与孔隙较小或防渗和加固要求较高,颗粒状材料不能灌入,渗漏水流速较大,其它灌浆材料不能封堵的情况。

化学灌浆与水泥灌浆相比,其缺点包括:施工不便,需要较多的辅助材料及设备、需要较专业的施工人员、造价高、耐久性差、有一定毒性及对环境有一定影响等。

这些因素导致现在化学灌浆应用较少。

5工合成材料的应用土工膜是由高分子聚合物或沥青制成的一种相对不透水薄膜土工膜早期应用与渠道防渗,20世纪60年代后应用与土石坝,而且防渗效果良好。

应用土工膜做土石坝防渗体时,可以铺设在上游面,并在其上部和下部分别设置上垫层和下垫层,再在表面加防护层。

在土工膜使用过程中尽量使用复合型土工膜,膜厚不宜小于0.5mm ,做好底部、周边与不透水地基或岸坡的结合,一般采用锚固槽的连接方式;铺设时应保持松弛状态,以避免高压力造成的破坏。

位于福建省福清县的犁壁桥水库,坝高38.3m,背水坡多年存在大面积湿润现象。

后采用复合土工膜在土坝迎水坡作防渗层,铺设面积1845m2,工期30d,单位造价16元/m2,相当采用黏土斜墙方案投资的1/3。

其施工简便,设备少,而且这种防渗材料柔软性好,能适应坝体变形,耐腐蚀,有不怕鼠、獾、白蚁破坏等优点,处理后的水库经过3年汛期超过正常高水位,未发现湿润现象,防渗效果显著,达到了预期目的。

1.6倒挂井防渗墙加固技术采用单井开挖,先挖主井,后挖副井,相互搭接,可构成整体混凝土防渗墙。

它的优点是单井施工、土拱作用、土压力小、施工安全度高,同时单井工程量小,相应设备易解决。

缺点是由于防渗墙接缝多,副井开挖时要凿除主井接触部分混凝土,施工困难,影响进度,也不易保证质量。

现在,在原来倒挂井防渗墙加固技术的基础上加以改进创新,采用组井开挖,分序施工,相当于冲击钻槽孔式开挖,先挖单号井组,后挖双号井组,形成整体混凝土防渗墙。

这种方法比单井施工减少了接缝,保证了施工质量。

同时,利用土拱作用,施工安全,质量有保证。

1.7射水造孔技术在砂质、软土地基上建造地下混凝土防渗墙,利用高速射流建造槽孔,速度快,设备简单,造价低。

具体方法是:利用水泵及成型器中射流的冲击力破坏土层结构,水土混合回流泥沙溢出地面,同时利用卷扬机操纵成型器不断上下冲动,进一步破坏土层,切割修整孔壁,造成有规格的槽孔,且用一定浓度的泥浆固壁。

随后采用常规的水下混凝土浇筑,可建成混凝土或钢筋混凝土槽墙,利用成型器侧向特殊装置可将槽墙连接成地下连续的防渗墙。

1.8冲抓套井回填防渗墙技术该项技术利用冲抓式打井机具,在土坝或堤防渗漏范围的防渗体中造孔,用黏性土料分层回填夯实,可形成一个连续的防渗墙,截断渗流通道。

至今已有几百座水库和堤坊采用此法处理渗漏。

这项技术的关键是正确解决坝身积水“堵”与“排”的关系,完成坝体套井黏土回填,并利用冲抓钻在坝基中成功地建造防渗墙,实践证明,它具有机械设备简单、施工方便、工程量小、造价低、防渗效果好等优点。

深层搅拌连续墙深层搅拌连续墙是通过深层搅拌机将水泥浆喷入坝体并搅拌均匀,经过一系列水化离子交换与硬化等反应,形成多桩搭接且有一定强度和抗渗能力的防渗墙。

深层搅拌桩机有单头和多头之分,多头小直径桩机工效较高,一次成墙长度较长,而且一次成墙的桩之间不会出现底部分叉现象,提高了墙体的连续性和完整性。

深层搅拌法水泥土防渗墙主要适用于在砂类土、淤泥质土以及承载力,150kPa的粘性土和粉土,成墙深度<20m。

成墙质量可靠,如墙厚、墙段连接、墙体均匀性及各项性能指标均能满足设计要求,工效高、工期短,利用原土注入水泥可就地搅拌,施工造价较低,对环境污染轻。

土石坝的防渗措施除了以上之外,其渗流控制的基本原则是防、排结合,排水和反滤是其重要的组成部分。

排水的作用是控制和引导渗流,降低侵润线,加速孔隙水压力消散,以增强坝的稳定,并保护下游坝坡。

反滤层则是保护渗流出口,防止坝体和坝基发生管涌、流土等渗流变形的最直接、最有效的措施。

排水和反滤层对土石坝的安全运行是十分重要的。

坝体排水主要有一下几种形式:棱体排水,又称为滤水坝趾。

棱体排水可以降低坝体侵润线,防止坝坡冻胀和渗透变形,可支撑坝体,增加下游坝坡的稳定性,是一种可靠的排水形式。

贴坡排水,又称为表面排水。

贴坡排水结构简单,用石料较少,且便于观察和检修,可防止渗流逸出处的渗透破坏保护下游免受尾水冲刷,但未深入坝体,不能降低侵润线。

内排水等。

反滤层的作用是滤土排水,防止土工建筑在渗流逸出处遭受管涌、流土等渗流变形的破坏以及不同土层界面处的接触冲刷。

据调查统计美国206座破坏的土石坝中,由于渗漏管涌破坏者占39%,由于漫顶破坏者占27%,由于滑动及沉陷裂缝者占18%,由于反滤料流失、块石护坡下没有滤层、坝端处理不好、波浪和地震等原因破坏者占17%,由此可见渗流破坏作用的严重性。

我国在20世纪90年代初的统计资料,全国存在渗漏问题比较严重的大型水库有132座,遍及各省,其中土石坝渗漏的就有106座,约占80%。

因次土石坝的防渗尤为重要。

对于土石坝的病害我们要通过相关的手段进行防治以及治理,增长土石坝的使用寿命。

同时,在土石坝的设计过程中,要对地质、水文等条件充分考虑,提前做出土石坝的防渗措施,在施工过程中,利用相关技术措施,提前对土石坝进行防渗处理。

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