水利水电工程 土石坝溃坝研究(模板)【毕业论文辅导】
大连理工大学网络教育学院
本 科 生 毕 业 论 文(设 计)
题 目:土石坝溃坝防治措施研究
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层 次: 专科起点本科
专 业: 水利水电工程
年 级: 年 季
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指导教师:
完成日期: 2022年7月12日
内容摘要
我国大坝数量居世界首位,但溃坝率亦居世界前列,溃坝导致水库下游地区灾害性的后果十分严重。论文主要是对大坝溃坝的影响因素以及从中所吸取的经验教训进行研究。首先简要介绍了土石坝的兴建情况和溃坝的危害,针对溃坝的原因和机理等进行研究,并对溃坝防治的措施和技术进行论述。依据所研究的原因、措施和相关经验,结合陡河沿水库大坝失事的实例,进行了详细的分析,并提出了几点合理的防治措施,包括:增高坝顶高程、防止大坝渗流、大坝护坡设计、泄水建筑物除险加固、溢洪道泄槽、下游泄洪渠道、溢洪道结构加固设计、输水建筑物白蚁防治。
关键词:土石坝;溃坝;原因;技术措施
目 录
内容摘要... I
引 言... 1
1 土石坝溃坝的危害... 2
1.1 土石坝的兴建情况... 2
1.2 土石坝溃坝的危害... 2
1.3 研究课题的提出... 3
2 土石坝溃坝的基本原因... 4
2.1 土石坝的渗漏... 4
2.1.1 土石坝渗漏的原因... 4
2.1.2 土石坝渗漏对溃坝的影响分析... 5
2.2 漫顶... 6
2.2.1 土石坝漫顶的原因... 6
2.2.2 漫顶对土石坝溃坝的影响分析... 6
2.3 滑坡原因... 6
2.3.1 滑坡产生的原因... 6
2.3.2 滑坡对土石坝溃坝的影响... 8
3 溃坝防治措施和技术... 9
3.1 土石坝渗漏的防治措施... 9
3.1.1 灌浆防渗... 9
3.1.2 加做粘土斜墙防渗... 9
3.2 土石坝裂缝的防治措施... 10
3.2.1 土石坝裂缝的预防... 10
3.2.2 裂缝的处理... 10
3.3 科学管理防治溃坝措施... 12
3.3.1 土石坝护坡损坏防治措施... 12
3.3.2 土石坝动物破坏防治措施... 13
4 土石坝溃坝案例分析... 14
4.1 土石坝溃坝案例的简要介绍... 14
4.2 溃坝情况分析... 14
4.3 溃坝问题的防治... 15
4.3.1 坝顶高程... 15
4.3.2 大坝渗流... 15
4.3.3 大坝护坡设计... 15
4.3.4 泄水建筑物除险加固... 16
4.3.5 溢洪道泄槽... 16
4.3.6 下游泄洪渠道... 16
4.3.7 溢洪道结构加固设计... 16
4.3.8 输水建筑物... 17
4.3.9 白蚁防治... 17
5 结论与展望... 18
参考文献... 19
引 言
我国已建水库多座,居世界第一位,这些水库大坝在防洪、灌溉、发电、供水、改善生态环境等方面发挥着巨大作用,是我国防洪工程体系的重要组成部分,也是保障国民经济可持续性发展的重要基础设施。我国的大坝大多建于世纪一年代,以上为土石坝,建设标准偏低,工程质量差,其中存在不同程度病险的大坝总数超过万座。这些带病运行的大坝,不仅难以发挥应有的工程效益,而且容易酿成溃坝灾难,严重威胁着下游人民的生命财产、基础设施及生态安全。由于设计、施工和管理等多方面的原因,许多大坝都存在不同程度的裂缝、渗漏、滑坡、护坡破坏、动物破坏洞穴等隐患,严重影响水库的正常运行、效益的发挥并对下游人民群众的生命财产构成严重威胁,成为病险水库。准确、及时地评价土石坝的隐患和病害,及时采取处理和加固措施,是当前水利工程管理中巫待解决的一项重要课题。
本文在调查分析研究的基础上,依据土石坝监测资料和近年来土石坝加固处理的理论和成果,应用科学的分析方法,主要研究了以下内容综合分析了我国土石坝发展概况及运行现状,研究分析了土石坝老化病害的类型和成因,分别探讨了土石坝裂缝、渗漏、滑坡、护坡破坏、动物破坏特征及产生的原因,为土石坝除险加固提供了基础对土石坝老化病害所导致的溃坝模式和溃坝概率进行了分析研究,以便在对各工程进行除险加固规划时权衡其轻重缓急,为大坝及时采取相应的预防、维修、加固、改造措施提供了科学依据,并对具体事例进行了溃坝模式和溃坝概率的分析提出了土石坝老化病害预防与处理的综合防治措施。
1 土石坝溃坝的危害
1.1 土石坝的兴建情况
土石坝是最普遍采用的一种坝型,其具有就地取材、节省建筑材料及减少建坝过程远途运输等优点,土石坝的结构设计简单,便于维修和加高、扩建,且由于土石坝的坝身是土石散粒体结构,有适应变形的良好性能,在施工方面的工序较少。因此,不论是在全世界,还是在中国,与其它的坝型相比较,土石坝都占有绝对的优势,与世界土石坝占大坝总数的82.9%,在中国土石坝数量占到大坝总数的93%。
自70年代以来,我国的土石坝建设有了较大的发展,坝高接近200m,坝型仍以碾压式为主,防渗体主要采用土质心墙和混凝土面板,此外,沥青混凝土及土工合成材料防渗体也开始使用。大型土石方机械的发展使在合理工期内完成大型土石坝建设成为可能,推动了我国的土石坝建设。
截止至2000年底的统计,我国已建成大中小水库85120座,总库容5184m3,按照库容进行划分:1亿m3以上的大水库420座,1000万—1亿m3的中型水库2704座,10万—1000万m3的小型水库近8.2万座,数量很大。土石坝无论在兴建数量和兴建高度上都占有较大的比例。目前世界上,高度达到300m的高坝只有两座,都是土石坝,我国兴建的天生桥一级面板堆石坝和水布娅面板堆石坝等都属于高坝范畴。21世纪我国水利水电事业进入大发展时期,一批水利水电工程将在黄河上游、长江上游干流、澜沧江等水力资源开工建设。这些筑坝地点大多处于交通不便和地质条件复杂的地区,施工困难较多,修建土石坝更具有较强的适应性,因此,我国十分重视土石坝进一步推广建设。
1.2 土石坝溃坝的危害
水库溃坝,不仅使工程本身遭受损失,更严重的给下游人民生命财产和经济建设造成灾害,有的造成毁灭性的灾害。淹没下游农田,破坏公共设施,导致建筑物破坏、停水停电等严重影响人民正常生活,严重破坏生态环境,甚至夺走下游群众生命,造成不可估量的损失。重新修建大坝也必将耗费巨额资金。
大坝是水利工程中的挡水建筑物,水库的兴利和除害效益主要是通过大坝存蓄一定库容的水来进行调配发挥的。书库库容蓄水在不同时期的水位不同,但一般总水量会高于原有河流的实时水量,大坝一旦溃决,则水库中大量库容的水将不受水利设施控制,下游的各项防护任务都将失灵,所呈现出较大的洪水流量,冲至下游。尤其是对于一些潜在问题引起的溃坝,未能及时预测和防护,突如其来的流量将造成下游更严重的损失。
1.3 研究课题的提出
我国的土石坝众多,质量也参差不齐,设计施工标准不一。一旦发生溃坝将对河流下游的人民群众的生命安全产生极大的威胁,溃坝使水库、水电站的防洪、蓄水灌溉、供水、发电等一系列产生的效益毁于一旦,严重影响了国民经济和国家建设。因此,切实搞好水利工程管理工作,杜绝事故发生,避免不必要的经济损失和对社会生产生活的严重影响,更好地发挥经济和社会效益,确保水库大坝安全意义十分重大,同时,由于溃坝因素的复杂性,更使这项研究成为水库建设和管理的核心问题。
2 土石坝溃坝的基本原因
造成土石坝溃坝的原因较多,涉及土石坝设计建设、管理和运行等多个方面。而且已建成的土石坝安全情况是不断变化的,洪水、地震及大坝本身存在的各种病害都会直接或间接地影响大坝安全。
表2-1 土石坝溃坝原因分布
2.1 土石坝的渗漏
2.1.1 土石坝渗漏的原因
土石坝渗漏按渗漏的部位可分为坝体渗漏、坝基渗漏、接触渗漏和绕坝渗漏等,各类渗漏在设计、施工、运行管理等方面都有较多的因素影响土石坝的渗漏。
(1)坝体渗漏
渗漏的逸出点在背水面坡或坡脚。
1)坝体结构设计问题。试验资料不足或未经试验,特别是坝体土石料性质的试验数据;坝身尺寸设计单薄,尤其是防渗设施厚度单薄,由于厚度不够致使渗流水力坡降大于其临界坡降时,或者在反滤不符合要求等情况下,使防渗墙体土料流失,最后使斜墙或心墙被击穿,形成渗漏通道;反滤设计存在问题,未按反滤原理进行铺设或未设反滤层,形成心墙等的破坏,形成渗漏。
2)坝体施工质量差。清基不彻底,坝料填筑混杂,不符合坝料设计要求;施工碾压不密实,使坝身水平向透水性远大于垂直向透水性;缺少特殊季节防护措施,防渗体选在雨季施工而使大坝本身防渗质量降低,或冬季施工而出现冻土等,导致渗漏。
3)管理不到位。坝体出现的渗漏、管涌等情况,未及时研究其产生原因和处理办法,行历时长,产生老化问题。
(2)坝基渗漏
渗水通过坝基的透水层,从坝脚或坝脚以外覆盖层的薄弱部位逸出。水库蓄水后,在水压力作用下,坝基是主要的渗流途径之一。坝基发生渗漏主要原因有:
1)勘测设计不当,由于坝址处的工程地质条件不良,地质勘探工作不够详细;未能有效的避开裂隙较多的岩层,未能采用有效的坝基防渗措施或坝基防渗设施尺寸不够;
2)施工地基处理质量差,灌浆浆液浓度或者灌浆压力等控制不好,未能将裂隙充满,防渗帷幕等质量控制不严,未起到较好的防渗作用等;
3)运用管理不当,库水位降落太低,部分粘土铺盖曝晒裂缝而失去防渗作用;因导渗沟、减压井养护不良,淤塞失效。
(3)接触渗漏:渗水经坝体、坝基、岸坡的接触面或坝体与刚性建筑物的接触面在坝后相应逸出。主要是由于设计施工过程中考虑不周全或施工质量存在问题等存在的接触渗漏。
(4)绕坝渗漏
水库的蓄水后,水流通过土坝两端的岸坡从下游岸坡面逸出,这种渗漏现象称为绕坝渗漏。绕坝渗漏可使坝端部分坝体内的浸润线抬高,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,影响土坝体安全。产生绕坝基渗漏的主要原因如下:
1)勘察设计不到位,坝端两岸地质条件过差,透水性过大,或有断层通过,而又未提出妥善处理方案。
2)因施工取土或水库蓄水后由于风浪淘刷,破坏了上游岸坡的天然铺盖。
3)坝头与岸坡接防渗处理不当或施工质量不符合要求,坝岸接合质量不好,形成渗漏通道。
4)管理和监测不到位。水库蓄水后,应加强对水库渗流压力等监测,提前获知,以便采取相应的措施,并改进管理方法。
2.1.2 土石坝渗漏对溃坝的影响分析
从机理上说,渗漏有四种破坏形式,即管涌、流土、接触冲刷和接触流土。但是无论何原因引起的渗流破坏、导致大坝溃决,都表现为集中渗流,发展成为管涌、流土冲刷周边通道不断坍塌、扩大,管涌无法控制而最终溃坝。管涌的部位可以在坝体、坝基、坝体和岸坡结合部或者坝下埋管和坝体结合部。另外一种是异常渗流导致坝体浸润线抬高,坝后大面积散浸,使得下游坝体稳定性下降而导致滑坡,引起坝顶高程不足,库水漫顶而溃坝。
2.2 漫顶
2.2.1 土石坝漫顶的原因
土石坝的漫顶是指大坝水位超出坝顶,水流自坝顶溢流。主要因素有:
(1)遇到超标准洪水,近年来,国内气象异常,极端性天气增多,超标准洪水出现的机率明显增多,水库泄洪能力相对不足引起漫顶;
(2)泄洪能力不满足规范要求,一是水文资料短缺造成洪水设计能力偏低;二是未按设计施工,实际泄洪能力小于设计泄洪能力。
(3)坝顶高程不够,大坝未按规范设计或未能按设计完建。
(4)运行管理不当。主要是违规超蓄运行,或在溢洪道人为设置泄洪障碍。
2.2.2 漫顶对土石坝溃坝的影响分析
漫顶是引起溃坝的重要原因之一,破坏是由于漫坝水流冲蚀作用,在坝下游坡和坝顶形成初始溃口,随漫顶水流的增大,进一步加剧冲蚀,溃口不断加大,两侧土体发生失稳坍塌,最后产生溃坝现象。
2.3 滑坡原因
2.3.1 滑坡产生的原因
(1)勘探设计方面的原因
1)筑坝骨料的选用不当
组成及级配对土石坝产生重要影响,就本质而言它指的是通过坝体的土体的抗剪强度直接影响坝体的稳定性。设计选用级配良好的土料,才能形成一个较高密实度和低透水性的坝体。
2)坝体结构选择不合理
如果未设置质量可靠的防渗和排水设施,导致坝体浸润线过高和坝坡大面积渗漏,以至于渗透压力过大,增加了滑动力,致使坝体滑坡。
3)坝体断面设计过陡
坝体过陡稳定性能差也容易滑坡。土石坝防渗体顶部高程低于正常蓄水位,当库水位超过防渗体顶部时,水库的水就会渗入坝体,使坝体土料饱和,加大了滑动力,减少了抗滑力,从而导致坝体滑坡。
4)未设置护坡
水库土石坝上游护坡块石未延伸至坝脚,当水位降低时,在水流的长时间的掏刷作用下,使坝体的下部抗滑体积不断减小,抗滑力不足从而产生坝体滑坡。5)
5)排水系统未设置
在遇到大暴雨,强度大,时间长,排水不及时的情况,会使土石坝坡土含水量达到饱和,增加坝体的土体重量,形成反向渗透压力,降低抗滑力,加大土体滑动力,形成滑坡。
(2)施工方面的原因
1)上坝施工的后期,上部填土荷重不断增加,而土料渗透系数小,孔隙压力不易消散降低了土壤颗粒间的有效压力而造成滑坡。如果坝身土料在固结过程中,土壤孔隙间的水和空气不能很快地排出,孔隙间的水和空气就得承受很大一部分孔隙压力。
2)施工质量未控制好,上坝土料含水量过高,碾压不密实,土料未达到设计干容重,坝体抗剪强度低;施工过程中施工监管不力,偷工减料等蓄水后都可能产生滑坡。
3)特殊施工期未采用合理的措施
雨雪后坝料含水量过高,形成高含水量带,坝面未进行较好的处理,当坝体荷重不断增加时,坝坡顺高含水量带向下滑动。
冬季施工时没有适当的保温,以致填方中产生冻土层。解冻后或蓄水后库水入渗形成软弱夹层。没有清理的冻土层在用水中填土法施工的土坝中便成为隔水层,上部填土的水分陆续下渗,不易排水固结,从而使冻土层上面形成了集中的软弱带,这样也常易引起滑坡。
(3)运用管理方面的原因
1)水库放水时水位降落速度太快,库水位骤降而无法控制,在迎水坡易引起滑坡。当均质土坝厚斜墙在长期蓄水,浸润线已经形成后,库水骤降更为危险。此时在浸润线至库水位之间的土体由浮容重增加为饱和容重,增加了滑动力矩;同时,上游坝体的孔隙水向迎水坡排泄,造成很大的渗透压力,也增加了滑动力矩,易造成上游的滑坡。
2)由于坝面排水不畅,坝体填筑质量较差,在长期持续降雨时,下游坝坡土料饱和,大大增加了滑动力矩,减少了阻滑力矩,从而引起滑坡。
3)运行时间长,坝体老化,防渗设备和排水设施失效等也常易造成滑坡事故。
4)未能及时监测分析,使坝坡潜在问题未得到及时的防护,逐渐是问题扩大,而导致滑坡
2.3.2 滑坡对土石坝溃坝的影响
在滑坡初期,坝面一般先出现纵向裂缝。随后裂缝不断扩展,并变成弧形。裂缝向坝内部延伸弯向上游或下游,缝的发展逐渐加快,裂缝错距也逐渐加大。同时,在滑坡体下部的坝面上出现带状或椭圆形隆起。后期,滑坡体移动加快,终于脱离原来位置,而坍落滑出。土石坝滑坡.一般多出现在高水位蓄水期、水位骤降期、持续大暴雨和风浪期、解冻期、土石坝施工期以及发生强烈地震时。此外,在水库水位骤降期,库区岸坡也有可能发生滑坡,在土石坝附近或严重的也会危及土石坝安全,而导致溃坝产生。
2.4 地震
地震是一种强烈的底层活动,大地震动的地震最直观和普遍的现象。水坝发生地震时,由于地震惯性力突然增加,水库大坝在坝体结构本身和库水的动水压力的作用下,大坝坝体将会发生变形甚至被震损,产生溃坝。主要表现在,闸坝设施受损后,库水无法正常下泻,导致水位上升,库水漫坝的危险,而在坝体受损的情况下,溃坝的机率大大增加,一旦发生溃坝,将给下游造成严重的甚至不亚于地震直接灾害的生命财产损失。水库受损以后,闸坝无法泄流,而且由于两岸滑坡、崩塌、泥石流的影响,雍水的高度甚至会超过原来的坝高。当地震来临时,这些土石坝设施所在地也更容易受到地质灾害的破坏。而对于现今较高的水利开发工程,由于目前水电开发几乎都是全江全河的梯级开发模式,从而可能形成链式的连锁反应,一旦上游水库出现险情,整个下游的水库就会面临连锁溃坝的巨大风险。
实际上溃坝产生的原因较多,所以当发现溃坝征兆后,都应认真调查研究,分析原因,并根据不同的情况,采取有效的方法及时处理,避免滑坡情况发展恶化,甚至发生重大的事故。
3 溃坝防治措施和技术
通过上述溃坝形式及原因的分析,研究土石坝溃坝的防治措施和相关技术,可适当加入溃坝分析计算的方法。溃坝的防治措施可从多个角度阐述。如:坝体自身结构、防洪抗震减灾、科学管理等多个方面,并注意与第四章的紧密结合。
各节简要列明常见的溃坝防治措施和技术,每一节介绍一个方面的措施和技术,对于同范畴但比较典型的措施分出一节。
3.1 土石坝渗漏的防治措施
3.1.1 灌浆防渗
当坝体渗漏严重,无法采用斜墙法或水中倒土法进行处理时,可采用灌浆法处理,即从坝顶钻孔,然后由土往下分段进行灌浆,在坝内形成一道灌浆帷幕,阻断渗流通道。
根据灌浆材料的不同,灌浆主要分为:
1.粘土浆或粘土水泥浆。主要用于坝身和非岩性坝基的堵漏截渗。
2.水泥灌浆。主要适用于破碎岩基的固结灌浆和帷幕灌浆。
3.化学灌浆。主要适用于坝基防渗。
灌浆方式主要有充填灌浆和劈裂灌浆两种。充填灌浆是利用较小的灌浆压力或浆液自重,将浆液灌入坝体病害处,以堵塞洞穴和裂缝。该法适用于处理已经确定范围和性质的局部病害。例如坝体非滑坡性裂缝处理,坝下涵洞漏水处理,坝面塌坑开挖回填处理后周围细小裂隙的填充,以及白蚁危害产生漏水的处理等。劈裂灌浆是沿坝轴线布置灌浆孔,利用一定的灌浆压力将坝体沿轴线方向劈裂,同时灌注合适泥浆堵塞漏洞和裂缝,浆液析水后与坝体紧密结合,形成连续的防渗墙。它适用于处理范围较大,病患的部位不能完全确定的坝体。当土石坝浸润线逸出点过高,下游坡大面积散浸或坝体有较多病害而坝坡无滑坡现象时,均可采用劈裂灌浆。
3.1.2 加做粘土斜墙防渗
在已发生渗漏的坝身和坝端岸上游增做粘土贴坡,以达到防渗的目的。按防渗部位可分为坝身贴坡和坝端岸坡贴坡。
1.坝身贴坡。主要用于均质坝和斜墙坝。在处理时,要求降低库水位,
使渗漏部位全部露出水面并拆除护坡,耙松坡面10}15cm,使新旧填土结合良好。使贴坡完成后,再重新做护坡。贴坡的范围,取决于坝后渗水情况、观测资科和大坝质量等因素。为防止绕渗,新做的贴坡必须超出渗水范围3-5m,并做好结合槽。贴坡的厚度,应根据坝型、坝身质量、水头大小和土料质量等因素确定,一般为水头的1/81/10。贴坡土料应按一般土坝防渗体土料要求进行选择,层层夯实,使容重达到设计要求。
2.坝端岸坡贴坡。当坝端山包为单薄的条形山、山岩破碎或埋有砂砾石强透水层未被发现,或施工时处理不彻底,形成绕坝渗漏,影响岸坡渗透稳定时,采用此法处理。其范围应视山包渗漏情况而定,一般要超出渗漏范围5一10米,以堵截渗水,保证岸坡与坝头渗透稳定。处理时,对山坡要清理彻底,底部要做好接合槽,使坝身斜墙和铺盖有良好的结合,填土的干容重要达到设计要求。贴坡表面要有保护层和护坡。如果贴坡底部和地基为砾石透水层,要按规定做好反滤层。如原岸坡陡于1:2,可适当加厚贴坡底部,以增强其稳定性。
3.2 土石坝裂缝的防治措施
3.2.1 土石坝裂缝的预防
预防裂缝发展的主要办法有:
1.对于干缩和冻融裂缝,在土坝建成后,坝坡和坝顶应及时铺设砂性土保护。在施工填筑中断时,应在填土表面铺松土作临时保护。
2.为防止发生不均匀沉降而导致裂缝,当土石坝的岸坡过陡或有悬崖、倒坡和突出的小山包时,应使岸坡大致平顺。岸坡上缓下陡时,凸出部位的变坡角应小于200。岩石岸坡一般不陡于1:0.75,土质岸坡一般不陡于1:1.5。
岸坡有峭壁或倒坡修削困难时,可用混凝土或浆砌石填补。
3.施工中要严格控制填土的压实质量。
4.为了减少不均匀沉降,对坝基中软弱层,应当挖除。
5.混凝土防渗墙或埋管顶部,可填筑一定厚度的高塑性粘土,增大竖向位移,防止产生挤压裂缝。
6.填土施工中应当保证填土压实均匀,防止漏压、欠压和过压而造成局部土层不均匀。
3.2.2 裂缝的处理
土石坝发现裂缝后,应通过坝面观测,开挖探槽和探井,及时查明裂缝情况,其中包括裂缝形状、宽度、长度、深度、错距、走向以及其发展。根据裂缝观测资料,针对不同性质的裂缝,采取不同的加固处理方法:①对纵向沉降裂缝,可采用无粘性的细粒土回填,当坝的沉降未稳定前,不要把坝面掩盖,便发现有无新的裂缝出现。②防渗体中产生的横向裂缝,往往比较隐蔽,对此类裂缝,应沿缝挖槽,用不透水土料回填。
一般裂缝加固处理采用开挖回填、裂缝灌浆以及两者相结合的方法。开挖回填法处理裂缝,处理裂缝比较彻底。一般适用于深度不超过的裂缝。对于贯穿的纵向裂缝,应首先考虑开挖回填。开挖时采用梯形断面,这样能使回填部分与原坝体结合好。当裂缝较深时,为了便于开挖和施工安全,可挖成梯形坑槽。回填时逐级削去台阶,保持斜坡与填土相接。如图3.1所示。对于贯穿的横向裂缝,还应开挖成十字形结合槽如图3.2所示
图3.1 土石坝开挖
图3.2 横向裂缝开挖
3.3 科学管理防治溃坝措施
3.3.1 土石坝护坡损坏防治措施
护坡破坏采用何种加固修理措施。应根据护坡破坏的主要原因;原护坡的结构形式,破坏范围的大小;建筑材料:气温和风力;施工设备和库水位情况;技术上可靠性和经济上合理性等有关因素,进行综合分析比较后,合理选定。
1.填补翻修
填补翻修方法适用于施工质量差引起的局部脱落、塌陷、崩塌和滑动等破坏。进行处理时,首先清除抢险时压盖的物料,并按设计要求将反滤层修补完整,然后再按原护坡的类型修砌完整。如采用干砌块石护坡,块石规格尺寸大小及垫层都应符合设计要求。垫层级配合理,否则砂层易被风浪淘刷流失,最好第一层用砂,第二层应采用砾石,第三层采用卵石或碎石。护坡达到紧、稳、平、实的要求。施工时,为防止上部原有护坡滑塌,可逐段拆砌。
2.加厚反滤垫层
北方冰冻地区由于反滤垫层厚度不够而产生的护坡破坏,加厚护坡反滤垫层是比较有效的办法。即将垫层的每层厚度适当加大则可避免冰推和坝体冻胀引起的护坡破坏。加大垫层的重点部位是水位上下波动带。
3.坝面塑膜保温
利用塑料薄膜做坝面保温,可防止毛细水上升,消除坝面冻胀,减少投资,节省工程量。可在坝面铺1}2层塑膜,用5} 1 Ocm土层保护,其上铺砂。这样能减少垫层厚度,不但可使坝面保温,并避免了毛细水上升,从而可达到消除坝面冻胀,减少冰推力的目的。
4.浆砌石或现浇硅护坡
对吹程较远,风浪较大,经常发生破坏的护坡坝段,可采取局部浆砌块石或现浇混凝土板的办法加固处理,具体作法是先将原护坡石拆除,重新沿坝轴线方向在一定范围内采用浆砌石或现浇整板护坡,使之形成一条水平、纵向的防冲带。浆砌石厚度应不小于30cm,混凝土板厚度应不小于20cm。并应按规定做好反滤层。预留排水孔和伸缩缝。其平面尺寸以每块3x5m为宜,一般不易过大。如风浪很大,还应考虑在混凝土板内配置适量的钢筋,以免断裂滑动,据观察这种护坡可抗御8-10级大风浪而不至于出问题。
3.3.2 土石坝动物破坏防治措施
土坝白蚁危害是危及大坝防洪安全的重大隐患之一,比起其他动物洞穴,具有不易发现,危险性更大的特点,如不及时除患,可能受渗漏破坏的威胁。因此,土石坝动物破坏的重点是白蚁破坏。
1.土坝白蚁的预防
在土石坝未产生蚁患前采取措施,不让土栖白蚁侵入到堤坝上来,对土坝白蚁治理应当贯彻以防为主,防治结合,综合治理的方针。预防比除治更困难,更重要,只治理不防,则蚁患难除,必须在治理的同时搞好预防,才能收到长期无蚁的效果。预防白蚁主要是防繁殖蚁分群扩散,注意消灭土坝附近几百米范围内的白蚁滋生场所,如山坡、树林、房屋、坟地等,不让有翅成虫飞上水库土坝。
2.土坝白蚁的灭治
如果发现土坝已有蚁患,就应及时采取灭治措施不让其蔓延。在灭杀白蚁后,对其坝体内巢穴、蚁道以及由此而导致的渗漏等隐患进行处理,达到灭蚁加固的目的,保证土坝安全。
4 土石坝溃坝案例分析
4.1 土石坝溃坝案例的简要介绍
陡河沿水库位于安徽省定远县,水库的主要功能是灌溉和防洪,水库于1960年2月冬动工兴建,1961年12月停工,1970年10月开始续建,至1973年12月正式建成蓄水;大坝为均质土坝,坝顶长830m,上游坡坡比1:3,下游坡坡比1:2,顶宽4.0m,上游无护坡。原南、北放水涵均为斜卧式,漏水严重,不能正常使用,2006年对南涵进行改建,对北涵进行重建,现为竖井式放水涵洞,南涵洞身为中50涵管;北卧涵洞身为中60涵管,南涵进口底高程48.38m,北涵进口底高程46.93m;溢洪道为宽顶堰,堰顶高程51.69m,设计堰顶宽20米、长4.0米,斜坡长23m,消力池长6.Imo
大坝加固情况:陡河沿水库自建成以来,由于经费等原因,没有对其进行过除险加固,只是在出现险情时对其进行临时的应急处理。只是于2006年对南涵进行改造,对北涵拆除重建。
大坝现状:大坝上游坡无护砌且冲刷严重,
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