水库土坝范文

水库土坝范文（精选8篇）

水库土坝 第1篇

关键词：土坝渗漏,除险加固技术

1 松桃县小型水库土坝运行概况

松桃县有土坝山塘水库56座, 大部分建成于20世纪六七十年代, 建设质量普遍欠佳, 主要体现在:坝体填筑压实密度不够、坝肩结合处理方案不行、放水涵管砌筑质量较差、迎水面防浪护坡材料毛糙, 厚度不够, 容易位移滑落、背水面倒滤体较低或者没有设置倒滤体, 经过数十年的运行, 病害隐患较为常见。水利设施事关农民群众切身利益, 大部分水库边的人口就是靠水库吃饭, 水库工程运行是否正常, 对社会影响较大, 重视小型土坝除险加固工作显得十分重要。渗漏 (包括坝体、坝基渗漏, 涵管破裂渗漏, 管涌等) 是小型土坝较为普遍的一种病害。松桃县的小二型水库出险加固资料表明, 86%的土坝均存在明显的渗漏现象, 其他属于溢洪道尺寸不够或者没有建成溢洪设施、放水涵管断离等情况发生的险情。曾经发生的大面坡、洞贤等山塘水库垮坝和发生过险情的事故中, 基本属于渗漏导致的事故, 因而渗漏成为除险加固的关键环节。

2 小型土坝的渗漏原因

2.1 建设质量欠佳

调查表明, 由于多数小型土坝建成时间较早, 在施工过程中缺乏科学的理论及技术指导, 缺乏施工机械, 在坝基处理、坝体填筑乃至筑坝原材料等方面, 多未有明确的质量指标要求, 构成土坝渗漏的初始诱因。由于没有进行很好的勘探设计, 坝体防渗结构不明确、坝基未进行防渗处理的现象较为普遍。相当部分小型土坝没有明确的防渗体, 缺乏有效的排水反滤设施, “前堵”“后排”均不完善, 加之坝体单薄, 渗漏在所难免。

2.2 放水设施隐患多

坝下埋管是小型土坝普遍采用的一种放水形式。一方面, 相当多的土坝埋管管材质量较差, 涵管强度较低, 易发生破裂, 导致漏水、坝体沉陷并最终酿成事故;另一方面, 涵管与坝体接触不佳或管身置于软土上, 导致管周渗水, 也是造成小型土坝安全事故的主要原因之一。

2.3 运行期管理薄弱

由于小型水库是当地农民组织管理, 缺乏科学有效管理方法, 报酬又低, 实际上管理不到位。相当多的小型土坝坝面牛踩猪拱, 上游防浪护坡石料搬家, 下游坝面无草皮, 造成坝面土体松散。有的在下游坝脚设猪圈、开水塘, 有的在坝上种庄稼, 成为安全事故的重要诱因。

3 小型土坝渗漏的常见形式

3.1 背水坡散渗

当坝体渗水量超过允许范围或渗流逸出点太高时, 就会导致散渗现象。散渗将导致坝坡湿润或沼泽化, 如有的小型土坝散渗水一直流至坝后公路上, 渗水总量相当大。过高的浸润面增加了滑坡的可能性。

3.2 背水坡集中渗漏

由于洞穴、涵管破裂等现象的存在, 水库蓄水后, 水流通过渗漏通道在坝体下游出现成股水流, 称为集中渗漏。

3.3 坝体坝基接触部位渗漏

小型土坝由于施工期清基不彻底, 常在坝体坝基间存在薄弱带, 容易成为渗漏的捷径, 从而发生接触冲刷甚至垮坝失事。

3.4 坝后地面及坝基渗漏

在运行期, 一些小型土坝坝后地面及坝基会出现泡泉、土层隆起、膨胀等渗漏现象, 主要是因多数小型土坝未经专门的坝基防渗处理。

4 防渗加固中若干问题的探讨

4.1 防渗体形式的选择

小型土坝主要采用垂直防渗体系。防渗体形式主要有黏土斜墙防渗、土工膜防渗、充填或劈裂灌浆等。防渗体主要设置在上游坝面或坝轴线位置。在已知原坝体防渗形式的情况下, 建议加固采用的防渗体形式与原防渗体相同或类似, 即如原防渗体在上游坝面, 则新防渗体可考虑采用黏土斜墙、土工膜等;如原防渗体在中间, 则新防渗体可考虑采用套井回填、坝体灌浆等;如原土坝为均质土坝, 则新防渗体可灵活布置。背水面的排水设施, 主要有贴坡排水和棱体排水两种类型。考虑到小型土坝通常地处山区地段, 坝体坝基勘探不便, 缺乏渗流计算的基础数据, 浸润线难以求得, 推荐采用贴坡排水, 并尽量增加贴坡高度 (通常要求达到坝体高度的1/2) 。如某坝虽采用黏土斜墙防渗, 下游坝脚采用棱体排水, 运行一年后仍发现背水坡近1/2坝高处有明显渗水溢出, 渗漏处理效果较差。

4.2 放水设施形式的选择

小型土坝主要采用隧洞放水、涵管输水两种形式。目前主要的放水方式仍以坝下涵管为主, 笔者建议有条件的尽可能用隧洞输水, 需然一次性造价高点, 但“劳永逸”。坝下埋管应当采用钢筋混凝土管或钢管, 且埋设于基岩之上。同时推荐在坝肩岩体中开挖埋设新涵管, 避免涵管不均匀沉降或管周渗水。

4.3 原放水设施的封堵

多数小型土坝原放水设施采用涵管, 若非原挖原填, 则必须对原涵管进行封堵处理。目前封堵措施主要有以下两种方式:

4.3.1 套井封堵处理

利用冲抓钻在坝顶部位沿涵管轴线部位造孔, 当到达坝下涵管位置时, 用机械击碎涵管, 人工下井清渣;对于原涵管挖除部位, 用水泥土回填夯实, 其余部位使用符合质量的新黏性土回填夯实。

4.3.2 进口段全面挖除回填处理

首先在上游坝脚开挖涵管进口段, 彻底挖除原涵管材料, 而后对余下的涵管进口段用混凝土封堵, 用黏土回填夯实已开挖的坝体部分, 修复坝体。

实践表明, 上述两种处理方式效果均较好。

4.3.3 坝基防渗处理

坝基、坝肩存在渗漏现象的小型土坝必须进行坝基防渗处理。坝基防渗通常采用帷幕灌浆。如:坝体采用套井回填, 坝基采用帷幕灌浆, 则可先进行套井回填施工, 后进行帷幕灌浆。灌浆通常采用自上而下分段灌浆方式。考虑坝体自身压重较大, 为方便施工, 加快进度, 也可考虑采用自下而上分段灌浆。灌浆段应深入坝体0.5~1.0m。

4.3.4 施工质量控制

严格控制施工质量是保证防渗效果的关键。小型土坝除险加固工程由于施工管理力量相对薄弱, 施工质量控制通常是难点。土坝采用黏土斜墙防渗, 但完工后背水坡渗漏明显, 经检查发现施工过程中仅在上游坝面铺设较薄一层黏土。有的土坝在上下游护坡干砌石、混凝土预制块铺设中, 并未按设计要求铺设碎石 (石渣) 垫层, 受库水冲刷后极易掏空护坡体。位于坝中位置的套井回填、灌浆属于隐蔽工程, 质量控制也相当关键。有的施工单位在套井回填过程中, 直接用坝体挖出的土回填, 孔底又未进行很好的清基, 导致防渗效果不佳。

5 结语

防渗处理通常是小型土坝除险加固工程中最为关键的部分, 在投资、质量上均起控制作用。根据原有土坝的实际情况, 选用合理可靠的防渗加固方案, 加强施工质量控制, 是确保防渗效果的必然要求。随着工程建设的进一步推进, 必将有更新、更优的技术措施不断涌现, 应当及时加以总结推广, 提高工程建设与管理水平。

参考文献

浅谈水库除险加固中土坝的设计 第2篇

【关键词】土坝;防渗

1.工程概况

大顶子水库位于桦甸市苏密沟乡大顶子村，距大顶子屯200m，水库始建于1958年，1975年竣工。1976年进行配套，修建泄洪输水洞，设计标准为30年一遇设计，200年一遇校核。水库总库容为139万m3，正常高水位为346.84m，相应库容为82.3万m3。水库灌溉面积为310ha。是一座以防洪、灌溉为主，结合养鱼等综合利用的小（1）型水库。

2.工程设计

2.1土坝设计

坝顶高程的确定

（一）基本资料

正常蓄水位：346.84m；设计洪水位：346.91m(P=3.33%)；校核洪水位：348.74m(P=0.33%)

（二）坝顶超高的计算

坝顶超高计算依据《碾压式土石坝设计规范》SL274-2001公式：

d=R+e+a

式中：d—坝顶超高，以m计；R—波浪沿坝坡爬高，以m计；e—最大风壅水面最大高度，以m计；A—坝顶安全加高，以m计，设计情況a=0.5，校核情况a=0.3

（1）采用莆田试验站公式计算波浪的平均波高和平均波周期

a、平均波高hm

公式：

式中：hm—平均波高，m；Tm—平均波周期，s；W—计算风速，m/s；D—风区长度，m；Hm—水域平均水深，m；g—重力加速度，取9.81m/s。

b、平均波长 Lm

公式：

式中：Lm—平均波长，m；H—坝坡迎水面前水深，m；c、平均波浪爬高 Rm

公式：

式中：Rm—平均波浪爬高，m；m — 单坡的坡度系数；K△—斜坡的糙率渗透系数，根据护面类型，由表A.1.12-查得K△=0.75；Kw—经验系数，由表A.1.12-2查得

由于该工程等级为4级坝，故采用累积频率为5%的爬高值R5%

（2）风壅水面高度e

公式：

式中：e—计算点处的风壅水面高度，m；D—风区长度，m；W—库面风速（m/s）；K—综合摩阻系数，取3.6×10-6；

β—计算风向与坝轴线法线的夹角，为30.81°。

（三）坝顶高程的计算

由前面坝顶超高的计算结果加相应各种计算情况下水位，正常高水位时坝顶高程349.00m，设计洪水时坝顶高程348.72m，校核洪水时坝顶高程349.97m。

由以上计算可知，坝顶高程应以校核洪水位情况下计算的坝顶高程做为设计坝顶高程。大坝现状高程为349.86～350.16m，计算坝顶高程349.97m，本次设计确定坝顶高程为350.00m，对现有坝顶进行平整。

2.2坝顶及坝坡设计

（一）坝顶设计

大顶子水库坝顶高程确定为350.00m，根据现状实际情况确定坝顶宽为3m，坝顶采用20cm厚砂石路面，两侧设路缘石，尺寸150mm×600mm×500mm。

（二）坝坡设计

（1）护坡设计

根据《碾压式土石坝设计规范》规定，砌石护坡在最大局部波浪压力作用下所需的换算球形直径和厚度按下面公式计算：

当 时 ；当时

经计算，护坡块石厚度为0.21m，坝前坡采用250mm厚干砌块石护坡，上游坡坡比为1:2.5，块石下层设200mm碎石垫层和一层无纺布（400g/m2）。

（2）防渗设计

坝体出溢点比较高采用贴坡排水体，防止坝坡土发生渗透破坏，保护坝坡免受下游波浪淘刷，易于检修。贴坡排水体高程为342.00m，平台宽为2.5m，边坡为1:3，采用400mm厚块石、200mm厚卵石及一层无

1、盖重厚度计算：

式中：

Ja-x—表层土在坝下坡脚点渗透比降；Gs—表层土的土粒比重；n1—表层土的孔隙率；K—安全系数；t1—表层土的厚度；γ—排水盖重层的容重；γw—水的的容重；

经计算t=1.63m，偏于安全考虑设计取平均2.0m做为盖重厚度。

2、盖重长度计算：

式中：

Xr—相对不透水铺盖的等效长度；t—铺盖厚度；K—安全系数；t1—表层土的厚度；γb—人工盖重体的浮容重；

经计算lb=16.4m，偏于安全考虑取盖重长度20m。

2.3土坝渗流稳定计算

（一）坝体及坝基渗漏量计算

a.计算断面：选定大坝桩号0+077和0+131做为计算断面。

b.计算方法：采用北京理正公司软件设计研究所编制的《渗流分析程序》进行电算。采用有限单元法。

经计算：水库年渗漏量为27.40万m3，多年平均径流总量为255.9万m3，占水库径流总量的10.71%。

（二）渗流稳定计算

（1）坝体渗流稳定计算公式：

式中：H1－上游水位（m）；

H2－下游水位（m）；L－渗径长度（m）。经计算，J等于0.14和0.08均小于J允＝0.15。

贴坡排水处理后，通过计算可知坝体填筑风化料允许比降为0.15，故实际渗透比降小于允许渗透比降，故坝体不存在渗透破坏问题。

3.结论

大坝除险加固完成后，现在水库在良好的运行当中，给当地群众提供了便利的水源，解决了农民的后顾之忧。

浅谈小型水库土坝渗漏的技术要点 第3篇

我县大部分小 (二) 型水库，建于上世纪60年代末、70年代初，为充分利用当地材料，节省投资，档水坝的型式都是土坝。受当时技术人才缺乏，人力财力限制，建筑材料奇缺等因素影响，水库普遍存在着防洪标准低，工程质量差等问题;据现场勘查、调查，全县123座小型水库不同程度的存在带病运行，特别是大坝渗漏水库就占120座，由此可见土坝渗漏问题是相当严重的。自2002年以来，上级及相关部门投入了大量的财力、物力，我乡投入大量的人力致力于小型水库病险的除险加固工作，在土坝渗漏处理技术方面进行了很多有益的探索。

2 土坝渗漏的类型与原因

土坝渗漏的类型主要有：坝体渗漏、坝基渗漏、绕坝渗漏。就其原因分析：

2.1 坝体渗漏主要原因

一是筑坝土料差，如含有杂质，透水性大等，施工时碾压不密实;二是坝身单簿导致渗径过短;三是坝下排水体堵塞失效或根本未设排水体;四是坝下原封堵漏洞漏水;五是白蚁在坝体内筑巢产生危害。

2.2 坝基渗漏主要原因

2.2.1 清基不彻底或根本未清基，水库建成后，不久便漏水。

2.2.2 设计中未考虑截水槽，或者截水槽尺寸不符合要求，截水槽在运用中被击穿。

2.3 绕坝渗漏主要原因

2.3.1 两岸岩体破碎，节理发育、透水性大。

2.3.2 建筑时，岸坡未设截水槽，或截水槽深度不够，碾压不密实，施工中岸坡开挖不符合要求，与岸坡结合不好。

2.3.3 多数放水设施设于坝体内部，没有压涵管，内坡截流未做好。

3 主要处理技术

3.1 增做粘土斜墙。

对防渗体土料差、透水性大的心墙或均质土坝，尤其是小(二)型水库的坝体渗漏，如当地尚有适宜做防渗体土料的，可以采取在坝上游做粘土斜墙的措施，形成一道新的防渗体，对于较薄透水层的坝基渗漏，也能结合处理，这样可达到既处理坝体、坝基涌漏，又节省投资的多重目的，但在此项工程施工中应特别注意：(1)基础及两岸结合面的处理要彻底;(2)土料的各项指标要符合筑坝要求;(3)土料要分层碾压夯实。只有这样，才能保证处理达到预期效果。

3.2 土坝坝体灌浆。

对当地缺乏足够的粘土料或不能放空水库的土坝坝体渗漏，适宜采用坝体灌浆的方法来处理土坝坝体渗漏。土坝坝体灌浆分为充填式灌浆及劈裂式灌浆。一般来说，对性质和范围均比较明确的局部隐患采用充填式灌浆方法，而对于处理范围较大，隐患部位不能完全确定的土坝坝体渗漏，如坝体出逸点过高，散浸等情况，则以采用劈裂式灌浆方法效果为好。

3.3 套井充抓回填防渗墙。

套井冲抓回填防渗墙的原理是：利用充抓式打井机(此种机械设备简单)，在坝渗漏的范围内原防渗体中钻孔，然后用粘土分层回填(层厚25～30厘米)，由钻机的动力和卷扬设备带动夯锤加以夯实，形成一道连续垂直的截水墙，截断坝身或坝基的渗流，消灭水头，达到防渗之目的。它具有防渗效果好，对原坝体有增实作用，施工简单，工效高，投资少，能直观隐患等优点。我认为：(1)套井充抓回抓防渗处理土坝坝体及坝基渗漏效果显著，应予以肯定，尤其适合于处理我县坝高均在15米以下的均质土坝及心墙坝的坝体渗漏，而对于坝高15米以上的土坝渗漏，因施工难度大，处理效果难以保证，应谨慎使用。(2)在确定处理方案时，要做到细致的分析研究与论证工作，要多方面调查了解工程的存在隐患，当地粘土场储存量情况，要充分考虑施工中可能出现的问题，有必要可先打1-3个试验井，以检查原坝体各方面的情况，以利工程的施工，如发现坝体非常不密实，塌壁现象异常严重时，则要慎重对待，考虑改用其它处理措施。(3)冲抓施工前，库水位应尽早降低，一旦方案确定并审批立项，在灌溉期过后，立即排放库水，腾空库容，以利坝内水分的充分析出，防止或减少施工中可能出现的塌壁现象，减少施工难度，以保证回填质量，达到预期处理的目的。(4)对于施工中很有可能出现塌孔，我们可采取奇偶孔相间造孔，二次冲抓回填的方法，是有效果的，只不过是增加了工程量，将增大投资。(5)对由于白蚁而造成的土坝渗漏的可采取冲抓回填毒土防渗墙的，在原坝体中形成一道连续的毒土防渗墙，起到阻断横穿坝体的白蚁通道及防渗之双重目的。

3.4 增做反滤排水及砂石导渗。

对由于原有排水体失效或根本未设排水体而造成坝体浸润线，出逸点过高，渗流从坝坡逸出，坝坡面沼泽化的土坝，采取增做反滤排水体或者翻修原排水体，必要时可在外皮面做砂石导渗沟(槽)的处理办法来降低浸润线，达到稳定坝坡之目的，施工中应注意反滤层级配的选择，砂石导渗的型式，视渗漏范围大小、轻重，采用“I、Y、W”型，这样做无疑效果是良好的。

3.5 培坡

对由于下游坡过陡导致坝体渗径不能满足要求而造成坝体浸润线出逸点过高的，必须对下游坡进行加厚培坡。因为下游坡过陡，不仅可造成坝体渗漏，也存在坝坡稳定问题，这个问题在小型水库中比较普遍，陶家沟水库、梅家沟水库等，如果采用培坡结合排水体外移方案，问题可得到彻底解决。

3.6 压渗与排渗暗管。

当坝基渗漏较大时，其渗漏出口易发生渗透破坏在“上截”方案，由于投资大或难以实施时，采取在坝下渗水出露地段的适当范围内做反滤压渗，并且可以在其下部加做排渗暗管以增强排渗能力，从而有效防止发生渗透变形，保证坝基渗透稳定。

3.7 加强堤坝的白蚁防治。

堤坝白蚁对土坝的危害非常严重的，其主要表现它是能在坝体营造直径小至几十厘米，大至数米的主巢体，并且在主巢体附近还分布有几十至上百个大小不等的附巢(菌圃)，以及主附巢间纵横交错的蚁道等。在汛期高水位的情况下，库水将通过这些蚁道及巢腔而造成散浸、管涌、跌窝、滑坡等险情，严重的将导致溃坝决口，给人民的生产、生活造成损失。应采取人工挖巢、药杀、灌浆等方法，对全乡存在隐患的水库进行治理，可取得较好的效果。

通过以上多方面的探讨、研究，并将部分方案应用到实践中去，这些方法费省效宏，能达到预期的效果，有待于继续用于各个水库乃至乐安工程中去。

4 结语

小型水库土坝渗漏的技术适用于上世纪60、70年代，充分利用当地材料，节省投资，档水坝型的土坝工程。它的优点是见效快、投资少、取材方便、适用性强。目前，已广泛应用于小型水库土坝渗漏处理，并取得了较理想的效果。

摘要：文章结合江西省乐安县小型水库渗漏技术要点的施工实例, 阐述对渗漏的原因进行分析并提出在施工中应处理的具体技术措施。

关键词：小型水库,土坝渗漏,技术要点

参考文献

水库土坝 第4篇

1 对水库除险加固土坝上游护坡工程施工实施质量控制的意义

水库安全关系到人民安危和社会和谐稳定发展大局, 水库除险加固是一项德政工程, 更是造福一方百姓的民生工程。水库除险后可以安全投入使用, 确保水库两岸农牧民能适时适度地用上水, 提高了农业灌溉用水保证率, 可以恢复防洪库容量、保护下游耕地面积, 还可以可以改善灌溉土地的质量。也将发挥显著的社会效益、经济效益和生态效益, 加快推动“以水兴业, 以水丽城, 以水惠民”目标早日实现。因此, 在施工过程中保证水库除险加固土坝上游护坡的工程质量, 具有重要的意义。

2 水库除险加固土坝上游护坡工程施工中存在的问题

施工人员质量意识普遍较低, 头脑里想的是吧质量放在首位, 但在具体的施工过程中, 当质量与进度发生矛盾时, 或费用紧张时, 就放弃了质量控制的中心和主导地位, 变成了提前使用和节约投资。对工程设计和监理的行政干预过多, 在招投标阶段或开工伊始, 有些业主就提出提前投入使用节约投资的指标。有的则是提出许多具体的设计优化方案, 指令设计组执行。优化方案可能是很好的, 也可能是不成熟的。仓促决策, 可能对质量控制造成重大影响。设计方案在施工过程中变更过多, 工程的设计方案变更比较随便, 有些达到了优化的目的, 但有的确把合理的方案改到了错误的道路上。方案变更将导致施工方案的调整和设备配置的变化, 牵一发而动全身。设代组、监理部力量偏小, 受费用或工程量的限制, 在设代组和监理部的人员配备上, 往往偏少、偏弱。费用紧、工作条件较差, 施工设备、试验设备大多破旧不全, 交通、通讯不便, 安全保护, 卫生医疗, 防汛抗灾条件都较差。工程施工中普遍存在违章作业, 这些情况不仅关系到劳动者的身心健康, 安全作业, 而且也对工程的质量造成直接的影响。

3 控制水库除险加固土坝上游护坡工程施工质量的措施

做好项目建设方案, 制定切合实际的安全度汛预案, 合理安排施工时段, 确保工程进度科学有序, 确保工程安全度汛。在加强领导、落实责任上狠下功夫, 组建强有力的项目管理机构, 明确工作职责, 签订工程建设责任书, 严格落实目标责任制。在水利系统内抽调多名素质高、责任心强的技术人员负责关键岗位的工作, 为确保工程建设质量提供技术保障。在强化协作、形成合力上狠下功夫。牢固树立“一盘棋”的大局意识, 市水利局、当地政府、设计、施工和监理等各建设方密切配合, 同心协力, 全力推进工程顺利实施;加强现场办公制度的落实, 认真解决工程建设过程出现的困难和问题。在突出重点、破解难题上狠下功夫。进一步解放思想, 抓住工作重点, 创新方法, 攻坚克难, 逐一破解水库除险加固土坝护坡工程建设的难题。认真做好前期工作, 全力以赴处理好征地、拆迁和施工外部环境等问题。在落实督查、加快进度上狠下功夫。精心组织、合理安排、科学施工, 提高工作效率, 在保证质量的前提下, 倒排工期, 全力加快工程建设进度。市水利局切实承担起项目管理、协调、服务的责任。采取“两天一检查, 一周一督办, 半月一通报”的办法, 对工程全过程实施跟踪管理, 加强对工程建设全过程的跟踪、检查和督导。对工程设计实施质量控制, 工程的设计应该采用委托方式选择工程设计单位, 通过设计合同明确了设计单位的责任、权利和义务, 规范设计行为。为保证工程施工质量, 设计单位须派出现场设计代表, 做好技术交底和技术服务工作, 并根据施工现场的具体情况及时调整、变更或优化设计方案。重要设计变更由建管处总工办组织各方审查批准, 一般设计变更由监理审查后报总工批准。对设计单位提交的设计文件, 先由建管处总工审核后交监理审查, 不经监理工程师审查批准的图纸, 不能交付施工。设备采购质量控制, 工程所需采购的金属结构、机电设备及成套设备, 其性能和技术指标由设计单位研究提出, 经总工及总监审查后确定, 所有的设备采用公开招标方式采购, 确保质量目标完成。材料供应质量控制, 工程所需原材料的主要技术指标由设计单位提出, 由承包商提出采购计划, 建管处协调供应, 以保证原材料的质量。工程所有原材料进入现场, 必须有生产厂家的质保书和合格证, 经建管处和监理抽检合格后才能使用。施工过程质量控制, 工程施工质量控制要实行“以单元工程为基础、工序控制为手段”的程序化管理模式。严格合同规定, 强化现场管理, 建管处与施工单位签订的施工承包合同条款中的质量控制、质量保证、要求与说明, 承包商根据监理指示, 必须遵照执行。在规范管理、保证质量上狠下功夫。严格按照项目建设“五制”规范建设管理, 确保工程质量和形象达到一流标准。在质量管理上, 建立健全质量管理体系。项目法人、监理单位、施工单位均落实责任, 层层把关, 施工单位严格执行“三检制”, 监理单位严格落实平检和抽检制, 质量检测机构落实终检制。落实质量责任, 做好现场记录, 施工现场值班人员采用旁站形式跟班监督承包商按合同要求进行施工, 把握住自己监理项目的每一道工序, 坚持做到“五个不准”。为掌握和控制工程质量, 及时了解工程质量情况, 监理人员对施工过程的要素进行核查, 并作出施工现场记录, 换班时经双方人员签字, 值班人员对记录的完整性和真实性负责。加强相互协商, 开好各种会议, 为协调施工各方关系, 建管处驻现场工程处每日召开工程现场管理人员碰头会, 检查每日工程进度情况、施工中存在的问题, 提出改进工作的意见。施工质量责任按“谁施工谁负责”的原则, 承包商须加强自检工作, 并对施工质量终身负责, 坚决执行“质量一票否决权”制度, 出现质量事故的, 严格按照事故处理“三不放过”的原则进行严肃处理。在资金管理上, 按照专款专用的原则, 实行规范的账户管理, 健全财会管理制度, 确保资金安全。

结束语

谈平原围封水库土坝施工质量控制 第5篇

1.1 工程实例

墙框堡水库位于山西省引黄工程北干线末端大同南郊墙框堡村南, 为平原围封水库。坝轴线总长约2.8 km, 水库总库容218.4万m3;正常蓄水1 034.87 m。建筑物主要由大坝、进水系统、出水系统及事故放空系统等建筑物组成。

水库大坝为碾压均质土坝, 坝顶高程1 038.50 m, 防浪墙顶高程为1 039.70 m。坝顶宽6.0 m, 最大坝高12 m, 上游坝坡1∶2.5, 下游坝坡1∶2.0。土方填筑工程量 (压实方) 640 000 m3。

1.2 坝体土方填筑主要控制指标

1) 上坝土料最优含水量:13%~17%;

2) 压实后干容重不小于1.75 t/m3;

3) 压实后相对密度不小于98%;

4) 压实后渗透系数小于1×10-5cm/s;

5) 坝体施工竣工验收时预留35 cm~45 cm的沉降量。

2 主要施工方法及程序

2.1 坝体填筑碾压试验

坝体填筑前进行坝体填筑碾压试验, 以确定坝体填筑施工参数。通过碾压试验主要确定坝体填筑铺土厚度、碾压机械型号、碾压遍数、碾压机行走速度等施工参数。

通过现场的碾压工艺性试验, 确定坝体填筑的铺土厚度、碾压遍数等施工参数, 经碾压后坝体的干密度变化情况等。选定合理的碾压参数 (填筑料含水量、铺土厚度、碾压遍数等) , 核实设计坝体碾压设计标准的合理性, 确定达到设计填筑标准的施工方法、施工参数以及施工过程的质量控制。

通过现场压实试验确定最终施工参数为坝体填筑土料松铺厚度为50 cm, 压实后厚度不大于40 cm。18 t, 20 t凸块碾碾压10遍, 前2遍和最后2遍采用静碾, 其余采用慢速低频振动的碾压方式。坝体碾压设备行走速率不得大于3 km/h。

2.2 料场土方开挖

土方开挖前, 先进行测量放样, 标定开挖开口线和开挖深度、坡度。同时, 在开挖区采用洛阳铲或挖掘机挖探孔、探坑、探槽, 对比复核开挖区的地质、水文资料, 以便为正式开挖工艺提供条件。

土料开挖主要采用反铲挖掘机、推土机和人工进行。反铲挖掘机主要承担表层覆盖的耕植土和下层有用土方的粗挖;推土机承担反铲挖机开挖预留下的保护层 (约10 cm~20 cm) 推运开挖。待机械开挖结束, 人工对开挖基础面进行整平处理。

本工程地下水位较浅, 重型机械设备在开挖区难以行走, 施工中我们采取倒退法、预留岩埂的方法进行施工。开挖施工前, 先在库区设置纵横向排水明渠, 并在坝基 (主要是南区、东区部分坝段) 两侧设轻型井点排水以降低地下水的影响、改善施工环境。

开挖施工中, 经常检查开挖坡度和基础平整度。发现存在地质不良段或墓穴、涌泉等, 及时与设计单位沟通, 并采取有效措施确保开挖质量。

2.3 运输

上坝填筑料采用10 t~15 t自卸车运输, 1 m3~1.6 m3挖掘机装车。填筑采用进占法施工, 禁止重车直接在已碾压完成的坝面上行驶, 上坝路口交替使用以免重复碾压。主要的运输线路派专人负责养护, 保持路面清洁, 及时洒水减少道路扬尘。同时, 装车时注意不宜装得过满, 重车下坡时严格控制行车速度。

2.4 摊铺、碾压

1) 摊铺。

坝体填筑采取分段、分层填筑。每100 m为一个填筑段, 分层厚度根据生产性试验确定在40 cm~50 cm之间。铺土前, 对基础开挖高程、平整度进行检查验收, 并在施工、监理、设计和建设单位共同组织的隐蔽工程验收合格后才允许填筑坝体。铺填过程中, 采用拉线、钉桩的方式控制铺土厚度、铺土范围。

考虑到边坡两侧碾压密实、坝体越冬保护和凸块碾水平安全作业距离, 坝体填筑时, 按直线段超宽50 cm控制、圆弧段超宽80 cm控制。分层填筑边线、中轴线和松铺厚度均采用彩色方钢管、拉线控制。纵横向留槎坡度均采用拉线方式进行控制。

坝体由低处向高处填筑、均衡上升。土料采用8 t~15 t自卸汽车运输至填筑作业面附近后, 利用T140, T220推土机从填筑区的最低点开始采用进占法铺料。自卸汽车卸土过程中由专人指挥, 铺料方向平行于坝轴线。推土机摊铺过程中产生的错台或局部不平整, 由人工铲平。小型自卸汽车在松土上行驶时, 禁止沿同一条路线行驶。

2) 碾压。

本工程均质土坝采用18 t, 20 t凸块振动碾进行碾压, 坝面碾压时禁止不同型号的凸块碾同时在一个工作面上作业。凸块碾采取进退错距法进行碾压施工, 碾压方向平行于坝轴方向, 行走速度控制为2.0 km/h~3.0 km/h, 碾压条带清楚, 行走偏差控制在10 cm范围内, 相邻碾压条带须重叠20 cm~30 cm, 相邻填筑面搭接部位叠压1.5 m~2 m。

2.5 含水量控制

根据开采运输条件和天气等因素, 经常观测料场含水量的变化, 并作适当调整。一般天气干燥或风速较大的, 控制料场含水量稍高些;在夜间、雾天或湿度较大时, 则含水量应稍低。料场含水量的控制数值与填筑含水量的差值应通过试验确定。

含水率在击实试验最优含水率控制范围内的土料直接运输上坝, 含水率不符合要求的土料需经翻晒或洒水处理后方可上坝。坝面通过洒水保持湿润, 使结合面含水量控制在技术要求之内。

根据测定的含水率选择合理的开挖方式, 含水率高的区域采取整断面的开挖方式, 利于降低土体的自然含水率;含水率合适或在最优含水率上限的范围采取立式开挖, 避免土体水分散失, 含水率下降。

3 施工质量控制与管理

3.1 质量目标

工程质量目标:确保工程满足合同、设计及施工技术规范要求, 分部工程质量合格率达100%, 优良率达到70%以上。

3.2 质量管理体系和保证措施

3.2.1 质量管理体系

建立项目部质量管理领导小组, 由项目部经理任组长, 总工程师和副经理任副组长, 成员有质检、技术、物资、经营、调度、质量管理工程师等职能部门负责人和相关专业人员组成。领导小组下设质量管理办公室, 定期召开质量分析会, 针对施工中存在的质量问题和质量隐患, 制订纠正和预防措施, 以加强质量管理过程控制能力。

按ISO9000系列标准的要求, 项目经理部与各级部门及相关责任人均签订质量责任书, 为明确各级部门、人员的管理责任和应做的主要工作, 提高全体员工的自觉性和责任感, 使各项工作能够有条不紊地进行, 以不断提高全员工作质量来确保工程质量。这样, 通过全员参与质量管理来保证质量体系的有效运行, 保证工程质量全过程、有效控制。项目部质量管理机构图见图1。

3.2.2 质量保证措施

1) 做好施工方案的优化工作, 施工方案经监理工程师审批后执行。在施工过程中, 施工人员须严格按施工方案的要求实施。

2) 做好图纸会审和各项技术交底工作, 让所有施工人员领会设计意图和质量技术要求。

3) 施工人员及管理人员严格执行国家建设部颁布的现行规范、规程、标准及技术文件组织施工, 任何人不得随意更改。发现问题及时上报, 并会同相关人员、部门研究处理。

4) 质量控制人员实行现场施工过程的质量监督, 施工过程中发现问题及时处理。对不按设计要求、施工验收规范、操作规程及施工方案的行为, 质量控制人员有权停止现场施工, 并勒令其限期整改。

5) 项目经理部建立完善的质量“三检制”。制订项目质量计划及质量检验计划并严格执行落实。项目经理部设立质量技术办公室, 设立专职质检员, 负责日常质量监督检验, 班组设立专职或兼职质检员, 负责工序自检。

6) 健全测量“两级”交接制, 把好施工制作、测量、试验关。

7) 建立健全工地试验室, 按照规范进行取样自检、监理抽检和平行检测。

8) 认真做好数据统计分析, 使施工质量处于可控状态。

3.3 质量技术保证措施

1) 进场后对整个工程地质条件复查, 将库区划分54个区域, 分别取土样做试验, 详细了解工程施工条件, 为坝体填筑提供详细施工参数。

2) 坝体填筑施工前, 进行坝基碾压试验和坝体填筑试验, 确定施工机械、铺土厚度、碾压遍数等施工参数。

3) 对坝基和库区进行降水, 以降低土料含水率, 满足上坝要求。

4) 对进场的全体职工进行质量方针、质量意识、质量目标和质量管理的教育, 从每一个人、每一个环节把好质量关。

5) 对进场的施工机械设备, 测量、检验和试验装置, 进行入场检查并建立台账, 制定维护保养计划, 严格按计划实施, 确保设备处于良好状态。对测量、检验和试验装置制定周期校验计划, 定期校验, 保证满足施工要求。

6) 加强质量管理, 建立管理机构, 把质量职责分解到各职能部门和施工班组, 并定期检查, 实行考核奖罚。

7) 严格按照设计要求施工, 严格执行《强制性条文》, 并进行技术创新, 严格控制管理, 确保不发生重大建设事故。

8) 制定本工程“土建工程质量管理大纲”, 规定质量管理, 质量检查, 质量考核办法, 制定高于现行标准的验收准则, 确保工程优良。对每道工序施工, 都要进行技术交底工作, 坚持“自检”“专检”“交接检”三检制度, 坚持上道工序施工质量达不合格、下道工序不得施工的原则。

9) 加强和建设单位、设计单位、监理单位的联系和沟通, 及时解决和商讨可能出现的问题, 确保质量的持续改进。

3.4 主要施工过程质量控制要点

坝体土方填筑过程质量控制方法如下:

1) 坝基严格按设计要求或施工规范规定处理。

2) 施工中, 清除树根、杂草、耕植土等, 避免杂物混入坝体填筑土方中。

3) 回填土按规定分层碾压。取样测定碾压后土的压实度及干密度是否达到设计及规范要求。若不满足要求, 则采取开挖、置换处理或重新碾压。

4) 坝体填筑时, 安排项目部测量人员对松铺厚度及边线严格测量控制, 禁止出现超厚填筑施工现象。

5) 坝体填筑时始终保持填筑结合面湿润, 坝体填筑不允许留有纵缝, 横缝施工按照1∶5坡面预留施工接缝。填筑时相邻坝段要求均匀上升, 施工中尽量避免产生横缝。若实在难以避免, 填筑时施工横缝错开搭接10 m, 避免总在同一个断面预留施工横缝。

6) 填筑坝体表面任何车辆禁止在其上面行走。

7) 雨季施工采用塑料布防雨保护。土坝冬季采用松铺100 cm厚的土方覆盖防冻。

8) 坝体削坡采用人工配合反铲挖掘机进行, 并拉线控制边坡平整度。

3.5 质量检测成果

3.5.1 干密度、压实度

坝体填筑设计压实干密度不小于1.75 t/m3, 压实度不小于98%。坝体填筑共取617层, 3 713组 (规范标准200 m3取一组土样, 取2 820组) , 一次合格601层, 3 697组。一次检测没有通过的填筑层经过重新碾压、返工等措施重新检测全部合格。

3.5.2 渗透系数

坝体土方填筑渗透系数检测5组, 渗透系数为8.27×10-8cm/s~4.14×10-6cm/s, 小于设计要求的1×10-5cm/s。

3.6 单元工程质量验收评定

本分部工程共629单元, 一次性验收合格率100%;其中优良583单元, 优良率92.7%。

坝体填筑施工符合设计及规范要求。根据SL 176-2007水利水电工程施工质量检验与评定规程的有关规定, 该分部工程施工质量等级自评定为优良。

4 结论与建议

坝体土方填筑前先进行碾压试验, 以确定铺土厚度、碾压机械、碾压遍数、碾压机行走速度等施工参数。

土方填筑尽量采用重型振动碾, 增加铺填厚度, 提高生产效率和施工质量。

摘要：以墙框堡水库土坝施工工程为例, 介绍了该坝体施工的主要程序, 依据其工程质量目标, 制定了相应的质量管理体系, 并针对施工中出现的问题, 提出了具体的质量保证措施与方法, 为今后的均质土坝施工提供参考依据。

关键词：均质土坝,压实度,质量控制

参考文献

论中小型水库土坝填筑施工技术 第6篇

1 坝体填筑料的选择

1.1 土料选择

经天然建筑材料勘察, 坝体土料采用粘性土, 控制干密度大于1.55g/cm3, 渗透系数k=1.0×10-4cm/s。土料场距坝址3km。

1.2 砂砾石料的选择

选择经检测含泥量小于15%, 级配良好, 粒径均匀的石料。

2 施工工序

2.1 施工前准备工作

首先在填筑工程全面动工之前, 应当要严格按照施工图纸来对各个不同的位置进行测试放样, 各项目施工人员应当充分的熟悉好工程图纸, 保证整个工程施工过程中的供电、供水的稳定性, 并且施工现场周边做好相应的安全标志, 避免非工程人员进入到施工现场。

2.2 坝基清理

将坝基范围内的草皮、树木、乱石、淤泥、有机质含量大于2%的表层土、自然容重小于1.48t/m3的细砂和极细砂彻底清除, 清除深度0.6m。挖除低强度、高压缩性软土及地震时易液化的粉质土层, 清除岩石坝基表面松动石块。对地道、水井、试坑等, 应把积水与杂物全部清理干净, 并用筑坝土料分层回填夯实。

2.3 土坝填筑

在土坝施工基础的清理工作完成之后, 就可以开始从低洼处进行施工, 进行坝体填筑的初步工作。先要使用土料将整个基础坝面完全填平, 在把坝面填平的过程中, 可以将施工现场划分成为几个不同的施工区域进行施工, 以流水作业的方式来完成工程施工。其工程坝体所需要进行填筑的工程量较大, 如果一次性完成填筑, 那么土料的紧密程度也就无法得到良好的保证, 会对于整个工程的质量带来直接的影响。因此, 应当采取分层的方式来进行填筑, 当土料运输到填筑现场之后, 再经过铺土、平土、压实等多个步骤进行处理, 完成一整套施工工序之后, 便可以开始下一个层填土的施工。

(1) 坝面填筑施工要求。 (1) 铺土。在进行土料摊铺的过程中, 应当依据坝轴线的方式来进行摊铺, 其土料摊铺的厚度应当尽量的均匀, 这能够减少后期平土工序所需要耗费的时间。摊铺的过中, 将土料中所存在石块仔细的剔除, 石块对于填筑层的稳定性有着较大的影响, 而直径较大的土块就应当使用相应的工具将其完全打碎。当自卸土料车进入到填筑现场的摊铺区域后, 应当采用进占法倒退进行铺土工作, 以此来避免土料遭受到过大的压强而遭受到剪切破坏, 并且其施工的坝面每间隔50米就应当设置一个相应的出入道口, 避免土料自卸车进入到已经完成铺土的区域, 对未压实的土料造成压强过大的破坏, 从而进一步影响到坝体自身的质量。为了能够最大限度的避免设计断面的质量出现问题, 应当在水库坝区的上下游位置进行铺土的过程中, 最少要预留1米预留宽度。 (2) 平土。平土的过程中, 应当按照工程设计的厚度来进行平土工作, 同时, 为了能够更加精确的对平土厚度进行掌握, 可以采用拉线的方式对土层厚度进行划分。平土所采用的方式可以根据工程量的不同来决定选择机械平土还是人工平土。在土料自卸汽车进行卸料的过程中, 可以利用推土机来进行平整处理;其塑性心墙以及塑性斜墙坝体在进行铺筑的过程中, 应当适量的朝着上游方向倾斜1%-2%的坡度。 (3) 压实。压实时碾压机具的开行方向平行于坝轴线方向。用拖拉机拖带各种类型的滚碾进行碾压时, 碾压方法采用进退错距法;碾压遍数应严格控制, 避免漏压或过压, 对已经发生剪切破坏的“橡皮土”, 全部清除, 重新铺填压实。分段碾压, 顺碾压方向的搭接长度不小于0.3m~0.5m。坝面边缘地带与混凝土结合区和岸坡接合部位, 采用小型夯实机具夯实。

(2) 心墙反滤料施工。 (1) 先放样确定反滤料位置, 铺料时挖掘机配合人工铺料, 反滤料呈梯形铺设, 高45cm, 下宽65cm, 上宽45cm, 上下层搭接宽度不得小于50cm。先骑缝碾压反滤料和附近的土料, 再碾压土或砂壳。在心墙施工中, 要注意使心墙与砂壳平衡上升, 心墙上升太快, 易干裂影响质量;砂壳上升太快, 则会造成施工困难。 (2) 防渗体土料与反滤料每次填压的层厚都会不同, 需采取一定的措施来保证其平起施工。目前, 多采用土砂平起施工法。根据土料与反滤料填筑的先后顺序不同, 土砂平起施工法分为先土后砂和先砂后土法。

(3) 接缝处理。坝体分段分期施工时, 坝体内将出现横向和纵向施工接缝。接缝面要认真处理, 保证结合良好, 防止形成渗水通道和因坝体不均匀沉降导致开裂。

3 坝体质量检查、养护与修理技术

土料场应经常检查所取土料的土质情况、土块大小、含水量和杂质含量是否符合填筑要求。对于黏性土, 当含水量较大时, 则采取截水和排水措施;当含水量偏低, 则考虑在料场加水, 以提高含水量。

石料场要经常检查石质、风化程度、石料大小及形状等是否符合填筑要求。如发现不合格, 应查明原因, 并及时处理。

土料填筑过程中, 应对铺土厚度、填土块度、含水量、压实后的干密度等进行检查。土料压实后, 黏土或壤土的干密度不低于1.55t/m3~1.65t/m3, 砂砾料和堆石不低于1.75t/m3~1.85t/m3。经常检查可以掌握其变化和工作状况, 及时调整, 合理调度运用。检查时详细观察坝体表面有无冲蚀、裂缝、坍陷、滑坡现象;坝基有无管漏、流土, 渗水量有无骤增大或减少或出现浑浊现象;护坡块石有无被翻起、松动、风化等现象。取样时, 每个土样应代表一定的部位和方量, 当土料含水量过高、土质可疑、碾压不足、铺土超厚等工程特征部位要增加取样数量。

结束语

综上所述, 在现代的中小型水库工程修建的过程中, 土石坝已经被广泛的应用在了水利工程之中, 并且土坝的填筑工作必须要严格的按照相关设计规程来进行设计, 还应当根据工程实际所处位置不同、地质不同来制定出更加适合的工程方案。总之, 中小型水库土坝在进行填筑的过程中, 务必要对能够影响到工程质量的环节加以重视, 最大限度的避免工程质量出现问题, 这对于我国水库工程修建的可持续发展来说有着重要的意义。

摘要：土石坝的填筑工程是属于中小型水利工程施工过程中一个极其重要的组成部分, 同时也是对水库寿命造成极大影响的一个关键因素。本篇文章主要针对小型水库的土坝填筑施工工作进行了全面详细的探讨, 以期为其他水库土坝工程进行填筑的过程中提供参考。

关键词：水库,土石坝,施工技术

参考文献

[1]黄学军.浅析土石坝坝体填筑施工方法[J].科技资讯, 2010 (23) .

[2]张中伟, 张建昌.水利工程中堆石坝坝体填筑施工技术研究[J].科技资讯, 2011 (23)

水库土坝 第7篇

我县大部分小 (二) 型水库, 建于上世纪60年代末、70年代初, 为充分利用当地材料, 节省投资, 档水坝的型式都是土坝。受当时技术人才缺乏, 人力财力限制, 建筑材料奇缺等因素影响, 水库普遍存在着防洪标准低, 工程质量差等问题;据现场勘查、调查, 全县123座小型水库不同程度的存在带病运行, 特别是大坝渗漏水库就占120座, 由此可见土坝渗漏问题是相当严重的。自2002年以来, 上级及相关部门投入了大量的财力、物力, 我乡投入大量的人力致力于小型水库病险的除险加固工作, 在土坝渗漏处理技术方面进行了很多有益的探讨。

2 水库土坝渗漏的类型与原因分析

土坝渗漏的类型主要有:坝体渗漏、坝基渗漏、绕坝渗漏。就其原因分析:

2.1 坝体渗漏主要原因

一是筑坝土料差, 如含有杂质, 透水性大等, 施工时碾压不密实;二是坝身单簿导致渗径过短;三是坝下排水体堵塞失效或根本未设排水体;四是坝下原封堵漏洞漏水;五是白蚁在坝体内筑巢产生危害。

2.2 坝基渗漏主要原因

清基不彻底或根本未清基, 水库建成后, 不久便漏水。设计中未考虑截水槽, 或者截水槽尺寸不符合要求, 截水槽在运用中被击穿。

2.3 绕坝渗漏主要原因

两岸岩体破碎, 节理发育、透水性大。建筑时, 岸坡未设截水槽, 或截水槽深度不够, 碾压不密实, 施工中岸坡开挖不符合要求, 与岸坡结合不好。多数放水设施设于坝体内部, 没有压涵管, 内坡截流未做好。

3 主要技术处理措施

3.1 增做粘土斜墙

对防渗体土料差、透水性大的心墙或均质土坝, 尤其是小 (二) 型水库的坝体渗漏, 如当地尚有适宜做防渗体土料的, 可以采取在坝上游做粘土斜墙的措施, 形成一道新的防渗体, 对于较薄透水层的坝基渗漏, 也能结合处理, 这样可达到既处理坝体、坝基涌漏, 又节省投资的多重目的, 但在此项工程施工中应特别注意:基础及两岸结合面的处理要彻底;土料的各项指标要符合筑坝要求;土料要分层碾压夯实。只有这样, 才能保证处理达到预期效果。

3.2 土坝坝体灌浆

对当地缺乏足够的粘土料或不能放空水库的土坝坝体渗漏, 适宜采用坝体灌浆的方法来处理土坝坝体渗漏。土坝坝体灌浆分为充填式灌浆及劈裂式灌浆。一般来说, 对性质和范围均比较明确的局部隐患采用充填式灌浆方法, 而对于处理范围较大, 隐患部位不能完全确定的土坝坝体渗漏, 如坝体出逸点过高, 散浸等情况, 则以采用劈裂式灌浆方法效果为好。

3.3 套井充抓回填防渗墙

套井冲抓回填防渗墙的原理是:利用充抓式打井机 (此种机械设备简单) , 在坝渗漏的范围内原防渗体中钻孔, 然后用粘土分层回填 (层厚25~30厘米) , 由钻机的动力和卷扬设备带动夯锤加以夯实, 形成一道连续垂直的截水墙, 截断坝身或坝基的渗流, 消灭水头, 达到防渗之目的。它具有防渗效果好, 对原坝体有增实作用, 施工简单, 工效高, 投资少, 能直观隐患等优点。我认为:

套井充抓回抓防渗处理土坝坝体及坝基渗漏效果显著, 应予以肯定, 尤其适合于处理我县坝高均在15米以下的均质土坝及心墙坝的坝体渗漏, 而对于坝高15米以上的土坝渗漏, 因施工难度大, 处理效果难以保证, 应谨慎使用。

在确定处理方案时, 要做到细致的分析研究与论证工作, 要多方面调查了解工程的存在隐患, 当地粘土场储存量情况, 要充分考虑施工中可能出现的问题, 有必要可先打1-3个试验井, 以检查原坝体各方面的情况, 以利工程的施工, 如发现坝体非常不密实, 塌壁现象异常严重时, 则要慎重对待, 考虑改用其它处理措施。

冲抓施工前, 库水位应尽早降低, 一旦方案确定并审批立项, 在灌溉期过后, 立即排放库水, 腾空库容, 以利坝内水分的充分析出, 防止或减少施工中可能出现的塌壁现象, 减少施工难度, 以保证回填质量, 达到预期处理的目的。

对于施工中很有可能出现塌孔, 我们可采取奇偶孔相间造孔, 二次冲抓回填的方法, 是有效果的, 只不过是增加了工程量, 将增大投资。

对由于白蚁而造成的土坝渗漏的可采取冲抓回填毒土防渗墙的, 在原坝体中形成一道连续的毒土防渗墙, 起到阻断横穿坝体的白蚁通道及防渗之双重目的。

3.4 增做反滤排水及砂石导渗

对由于原有排水体失效或根本未设排水体而造成坝体浸润线, 出逸点过高, 渗流从坝坡逸出, 坝坡面沼泽化的土坝, 采取增做反滤排水体或者翻修原排水体, 必要时可在外皮面做砂石导渗沟 (槽) 的处理办法来降低浸润线, 达到稳定坝坡之目的, 施工中应注意反滤层级配的选择, 砂石导渗的型式, 视渗漏范围大小、轻重, 采用“I、Y、W”型, 这样做无疑效果是良好的。

3.5 培坡

对由于下游坡过陡导致坝体渗径不能满足要求而造成坝体浸润线出逸点过高的, 必须对下游坡进行加厚培坡。因为下游坡过陡, 不仅可造成坝体渗漏, 也存在坝坡稳定问题, 这个问题在小型水库中比较普遍, 如果采用培坡结合排水体外移方案, 问题可得到彻底解决。

3.6 压渗与排渗暗管

当坝基渗漏较大时, 其渗漏出口易发生渗透破坏在“上截”方案, 由于投资大或难以实施时, 采取在坝下渗水出露地段的适当范围内做反滤压渗, 并且可以在其下部加做排渗暗管以增强排渗能力, 从而有效防止发生渗透变形, 保证坝基渗透稳定。

3.7 加强堤坝的白蚁防治

堤坝白蚁对土坝的危害非常严重的, 其主要表现它是能在坝体营造直径小至几十厘米, 大至数米的主巢体, 并且在主巢体附近还分布有几十至上百个大小不等的附巢 (菌圃) , 以及主附巢间纵横交错的蚁道等。在汛期高水位的情况下, 库水将通过这些蚁道及巢腔而造成散浸、管涌、跌窝、滑坡等险情, 严重的将导致溃坝决口, 给人民的生产、生活造成损失。应采取人工挖巢、药杀、灌浆等方法, 对全乡存在隐患的水库进行治理, 可取得较好的效果。

3.8 对放水涵洞漏水的处理

根据坝内涵洞病害的成因, 结合工程的实际情况, 本着安全可靠、经济的原则, 对放水涵洞病害进行处理。

原放水涵洞改换压力管。当坝高<5m时, 可采用人工或机械翻挖回填处理;原放水涵洞挖开改换压力管, 清理管基至基岩, 沿管长先做30~50cm厚的钢筋混凝土管座, 然后在管座上安放钢筋混凝土压力管, 外包钢筋混凝土, 每隔8~10m设一道混凝土截水环, 钢筋混凝土压力管直径一般≥30cm。

采用虹吸管法。坝高介于5~10m之间的大坝, 可以采用虹吸管的方法, 涵洞封堵方法同上, 虹吸管可以采用抽气式或补水式, 先将虹吸管出口封闭, 将管内抽成真空或者用水泵将管内注满水, 再打开出口即可放水。

4 结束语

土坝建成后, 坝身和坝基都不同程度的存在一定的渗流, 如果渗漏量超过允许范围, 则会发生管涌、流土等渗流破坏, 直接危及到大坝和下游人民生命财产的安全。因此对于渗漏量超过允许范围的土坝必须查明渗漏原因并及时进行加固处理非常重要。

通过以上多方面的探讨、研究, 并将部分方案应用到实践中去, 这些方法费省效宏, 能达到预期的效果, 有待于继续用于各个水库乃至乐安工程中去。

参考文献

水库土坝 第8篇

关键词：坝体加固,劈裂灌浆,数值模拟分析

0 引言

在世界大多数国家中, 土石坝建设在坝工方面一直居于首位。世界土石坝得到迅速发展的同时, 也发生过较多的事故, 为这种发展付出了代价。可以说每一次土石坝技术的重大进步, 都和事故的教训有关。对于出现老化及异常情况的土石坝, 为了防止其产生渗透破坏直至产生溃坝等工程事故, 必须根据情况对其进行修补加固。土石坝建成后, 经过多年运行, 坝体产生老化是普遍存在的问题。当坝的力学稳定性或水力学稳定性受到损害时就要发生事故。据国内外学者统计, 由渗透破坏造成事故的, 约占全部事故的30%-40%。所以, 土石坝的防渗加固, 在世界范围的水库险坝的处理中占有很重要的位置。近年来, 为了水库的防洪安全, 我国政府利用国债资金, 在全国范围内开展大规模的病险水库处理。本文就劈裂灌浆技术在水库土坝中的防渗加固机理分析, 然后提出运用流固耦合分析方法进行模拟的思路。

1 劈裂灌浆方法研究

堤坝劈裂灌浆技术是在总结了传统的堤坝灌浆技术的经验教训, 分析了堤坝裂缝的成因以及泥浆劈裂堤坝规律的基础上提出来的。美国在1970年即采用灌浆的方法处理了希尔克里格坝, 该坝建成后在心墙与山坡接头处出现漏水;英国60年代初期建成的巴尔德赫德坝, 发现心墙裂缝后, 60年代末期也采用灌浆的办法进行处理;还有西班牙的阿尔庞上坝、墨西哥的勒克萨坝都采用过灌浆的方法进行处理, 当时由于人们的种种担心, 致使这门技术未能得到发展。

我国解放初期在黄河大堤首次用钢钎探测隐患, 然后进行灌浆, 取得了较好的效果。而后在一些中小型水库上坝上进行充填式灌浆。到了70年代该技术开始用于处理一些大中型水库的坝体隐患。到了70年代后期, 人们总结了充填灌浆的经验教训, 分析了坝体裂缝成因和灌注泥浆劈裂坝体的规律, 提出了土坝坝体劈裂灌浆理论。劈裂灌浆与充填式灌浆有本质的区别。坝体劈裂灌浆是从产生坝体隐患的原因入手, 利用坝体小主应力的分布规律进行布孔, 利用水力劈裂原理, 施加一定的灌浆压力, 有计划有控制地劈裂坝体, 灌注适宜的泥浆, 通过浆坝互压和坝体的湿陷固结等作用, 使所有与浆脉连通的裂缝、洞穴、水平疏松层等隐患得到充填挤压密实, 形成竖直连续的浆体防渗帷幕。改善坝体内部的应力状态, 改善坝体的渗透稳定性和变形稳定性。随着劈裂灌浆加固技术的推广应用, 其理论研究也得到不断的发展。通过原型观测、室内试验、理论分析和工程总结对浆液劈裂坝体的规律、泥浆固结和坝体压密、浆坝互压以及坝体内部孔隙水压力和土压力的变化规律等方面获得初步成果。

劈裂灌浆技术不论在施工工艺还是在理论研究方面取得了不少进展。但是, 山于该项技术的特殊性及加固对象的多样性, 所以还有很多理论方面的问题没有解决。例如, 灌浆轴线的布置, 复灌时间的确定, 浆液在坝体中的固结规律, 灌浆对坝体应力应变的影响, 灌浆效果及持久性问题等。劈裂灌浆的理论研究远远落后于实践需要, 甚至制约了该项技术的进一步推广。

2 土坝劈裂灌浆加固机理

土坝劈裂灌浆防渗加固机理是多方面的, 首先是坝体内部应力的分布规律为劈裂灌浆提供了可能性, 再就是灌浆过程中的泥浆的劈裂充填作用、浆坝互压作用、坝体湿陷固结作用、坝体内部应力调整作用等。

2.1 水力劈裂原理, 指是在水压力作用下, 使原物体产生裂缝或使原有裂缝扩大的过程。

如果无限域中的圆孔受到均匀液体压力P, 要计算介质中的应力, 已有经典解答。如果介质初始应力为零, 则当P>σi就会被劈裂, 其中σi为介质的抗拉强度。若果介质初始应力为σ, 则当P≥σ+σi就会被劈裂, 式中如果σ是拉应力, 则P+σ≥σi就会被劈裂。

2.2 土坝坝体的应力分布规律, 土坝具有梯形断面的条形建筑

物, 通过对土坝坝体的原形观测及有限元分析, 坝体内部应力分布规律一般如下:在坝轴线附近, 土坝的竖向应力σi略小于土柱的自重压力, 土坝横剖面的水平应力σx, 比竖向应力σy小, 约等于 (0.3-0.5) σy, (即侧压力系数为0.3-0.5) 。土坝填筑质量愈差, 则侧压力系数愈小, 坝顶部一定高度σx:还会出现拉应力。土坝的纵剖面的水平应力为σz二介于σx和σy之间。一般情况, 土坝坝体压应力符合σy>σz>σx的规律。根据土坝坝体的应力分布情况, 利用水力劈裂原理, 在坝轴线附近沿小主应力面布置灌浆孔。泥浆就容易沿这个平面将坝体劈开。

2.3 泥浆对坝体的劈裂充填作用。

由于劈裂灌浆是以浆液为能量载体, 高压泥浆对坝体有很大的充填作用。泥浆充填坝体内部被劈开的灌浆通道, 以及与通道相连的各种原有裂缝、洞穴等, 充填作用与劈裂灌浆作用是同时进行的。随灌、随劈、随充填, 达到缝开、浆到、料满。随着复灌次数的增加, 泥浆多次充填挤压, 使原坝体得到挤压、密实, 与浆体帷幕一起形成较高的防渗能力, 因而达到充填坝体隐患和构造防渗帷幕的目的。

2.4 湿陷作用。

泥浆灌进坝体, 其中大量水分随之进入坝体。水除了产生孔隙水压力和对土的性质产生影响外, 还对坝体产生湿陷作用。湿陷作用的大小与土坝质量和土料性质有关。湿陷作用对坝体是有利的, 可以增加坝体的密实度和变形的稳定性, 减少弱应力区范围。停灌以后湿陷作用逐渐变缓, 每次复灌都有湿陷, 但湿陷率越来越小。湿陷使坝高有所降低, 坝体体积缩小, 在坝顶出现变形裂缝。这些裂缝经过多次复灌后都会被泥浆充填。

2.5 能量的调整和转换。

根据物体能量的转换和传递规律, 提出了土坝的裂缝破坏是由于坝体内部的变形和能量积累转换造成的。要根除这种隐患, 就必须使坝体内部分土体所积累的应变能充分释放。劈裂灌浆就是通过灌浆压力和土体湿陷变形, 使原有的土体裂缝充分开裂, 使己出现的弱应力区和强应力区之间的应力应变能相互传递转换, 打破原坝体内部应力的不平衡, 恢复正常的应力状态, 使坝体内部的应力应变相对稳定。

2.6 浆坝互压理论。

土坝劈裂灌浆技术利用了上坝坝体的整体弹性特征, 在灌浆过程中随着灌浆压力的反复增长和消失, 具有弹性的坝体张开和回弹, 使坝体和浆体反复挤压, 形成连续的浆体帷幕和两侧压密的坝体联合防渗带。通过浆坝互压, 可以补救原坝体由于不均匀变形产生的小主应力不足, 改变坝体内部的应力不平衡状态, 从而比较彻底地解决了土坝坝体的变形稳定和渗透稳定问题。

2.7 泥浆和坝体的固结和压密。

劈裂灌浆加固坝体的主要作用是利用泥浆在坝体中固结硬化后形成的帷幕进行防渗。因此泥浆在坝体内能否固结硬化, 就成为土坝劈裂灌浆中最关键的问题。影响浆液固结的因素是十分复杂的, 浆液固结速率和效果不但与坝体土质、施工质量、坝体应力状态、浆体土料性质、浆体厚度等因素有关, 而且还受坝前水位、施工工艺的影响。

3 结语

运用流固耦合分析方法进行模拟, 用劈裂灌浆防渗加固技术来改进坝体的稳定性, 是堤坝加固领域的一种非常有效的加固方法, 多年来该技术在中小型水库土坝防渗加固中得到广泛应用。本文通过水库土坝防渗加固机理分析, 为进一步开展劈裂灌浆防渗加固技术提供理论支持与保证。

参考文献

[1]王洪恩, 卢超.堤坝劈裂灌浆防渗加固技术[M].北京:中国水利水电出版社.2006.