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浅谈小型水库的主要几种除险加固技术
2011-10-13 14:42:45   点击:

  摘要:本文针对小型水库除险加固设计中常见问题进行分析,研究小型水库除险加固中有关技术问题,就小型水库消险加固中的几个技术问题作了简要总结。

  关键词:小型水库;研究;分析

  1、土石坝坝坡滑动破坏加固技术

  土石坝坝坡在重力和其他作用力作用下都有向下和向外移动的走势。如果坝坡内岩土的抗剪强度能够抵抗住这种走势,则此坝坡是稳定的,否则就会失稳而发生滑坡。土石坝滑坡是多种因素共同作用的结果,是一种复杂的失稳破坏现象。产生土石坝滑坡的基本因素,实质上是滑动力的增加与抗滑力的不足。

  滑动力与抗滑力取决于库水和雨水入渗、施工方法、施工速度、地震等外部条件所引起的坝体或坝基内孔隙水压力及筑坝土料的性质,包括与孔隙水压力有关的抗剪强度。为此,首先必须进行滑坡勘探、土工试验及观测工作,从而确定滑坡的性质及其主要原因,并定出滑坡加固设计,以便进行滑坡加固的施工与质量检查。

  土坝坝体是由人工填筑坝料而成,而坝基与岸坡是隐蔽工程。根据滑坡加固的设计标准,应按SDJZ13-83《碾压式土坝施工技术规范》做好滑坡加固的施工。滑坡加固的施工方法主要有:清理坝基及岸坡,清除和处理好对大坝安全会造成隐患的树根、泉眼、洞穴、风化岩石、滑坡体等;抛石固脚阻滑,稳住滑坡体;在稳住滑坡体的基础上及时处理滑坡裂缝;全面培厚,放缓坝坡;下游坝坡堆石压载,做贴坡式反滤层等等。

  2、土石坝坝体灌注粘土浆加固技术

  目前,坝体灌浆的方法可分为充填式和劈裂式两种,前者是指自重灌浆(孔口压力为零),后者是指利用灌浆压力劈开坝体,形成一道近于垂直并连续的浆体帷幕。其实,两种灌浆方法都是压力灌浆,只是所用的压力大小不同而已。

  这两种灌浆加固技术,在我国水利工作者的努力下都取得了富有成效的成果,为我国的病险土石坝加固处理作出了贡献。

  3、坝体和坝基的密实加固技术

  土石坝的最大隐患是坝体填筑质量达不到设计要求,以及对软弱坝基处理不当,因此提高坝体和坝基密度是消除病险库的首要课题。提高坝体和坝基密度更是兴建土石坝的关键技术之一。

  对于新建坝,坝体与坝基的密度一定要进行严格的论证,精心设计,选择最优施工加固方案,精心施工。对于坝体密度主要控制填筑质量,包括坝料的选择,碾压试验,碾压方法及碾压施工各项参数等,均应严格按有关规范进行,以确保坝体填筑质量。

  新建坝坝体密度除用碾压法进行填筑施工外,也不排除采用振冲压密法进行填筑施工。新建坝的软弱坝基的加固有很多方法可以选择,如振冲压密法,排水砂井分期填筑法,深层搅拌法,强夯法,换填法以及化学灌浆法等等。

  已建坝,坝体与坝基已形成一个整体,假如坝体和坝基密实度都有问题,那么选用加固方法时尽量选用同一种方法处理。在上面提到的诸多加固方法中,振冲法具有较好的适用性。对于筑坝的砂石、土料以及坝基的软弱土质(粘性土或砂性土)都能进行加固处理。因此,振冲法不失为一个较优的加固方案。

  坝基为粘性土地基时,深层搅拌法也是可选择的加固方案之一。

  4、土工合成材料加固技术

  随着高分子化学工业的迅速发展,自20世纪以来,相继出现了各种不同的合成纤维,诸如:聚抓乙烯纤维、聚乙烯醉、聚酞胺纤维等等。由于合成纤维比人造纤维具有优越的性能,逐渐被人们所接受,实践也表明土工合成材料是一种理想的新颖工程材料。

  作为崭新的土工建筑材料,土工合成材料历时甚短,但发展颇快。目前,已出现若干系列产品。其中主要产品及其主要应用功能为:①土工织物为应用于岩土和土木工程所有合成纤维或天然纤维制成的透水的织物,主要作用为排水、过滤、隔离、加筋、侵蚀控制和防护等;②土工格栅为受张力元件连接成规则网状结构,其开孔面积远大于张力元件,应用于加筋;③土工网为重叠肋所连结成规则致密的网状结构,应用于液体和气体的输送;④土工膜为相对不透水的聚合物薄片,在岩土和土木工程中作隔截液体和气体的输送;⑤土工席垫为单纤维粘合成三维透水的聚合物垫,用于侵蚀控制中保护土粒、底脚和微小织物;⑥土工格室为用织物、格栅或薄膜条交叉连结成蜂窝或蜘蛛网状的三维结构,应用于侵蚀控制和保土;⑦土工复合材料为用两种以上土工合成材料经人工组合的复合体,用于排水、截水及加筋等。

  总之,土工膜具有十分突出的防渗性能,其在水利防渗工程中可应用于以下几个方面:①堤坝的防渗斜墙或垂直防渗心墙;②透水地基上堤坝的水平防渗铺盖和垂直防渗墙;③混凝土坝、污工坝及碾压混凝土坝的防渗体;④渠道的衬砌防渗;⑤涵闸水平铺盖防渗;⑥隧道和堤坝内埋管的防渗;⑦施工围堰的防渗;许多工程实录都表明它的防渗效果良好、经济、施工方便,有推广使用价值。目前SL/T225一98和GB50290一98《土工合成材料应用技术规范》中所列入的土工膜在堤坝中的防渗使用规定,都表明土工膜防渗技术在我国堤坝中的应用已经日臻成熟,这将为这项新技术和新材料在堤坝中的推广应用提供良好的范例。

  近年来,土工膜在应用于防渗方面最广泛的是垂直铺塑防渗。该技术已日趋成熟并广泛应用于水库大坝和江河、湖泊大堤的防渗加固工程。其基本原理是:首先用水冲、链斗或往复式锯槽机在需要防渗的土体中垂直开出槽孔,并以泥浆护壁,然后将与槽深相当的整卷土工膜下入槽内,倒转轴卷,使土工膜展开,相邻两幅之间用搭接的方式连接,最后进行膜两侧的填土,即形成防渗帷幕。回填时,在槽底回填粘土,厚度不小于1m,目的是密封,以防止水从下部绕渗,接着回填与原筑坝材料相同的土料,待其下沉稳定后,往槽内继续填土压实;待土工膜出槽后,将其与建筑物防渗体系连接,不得外露。在与建筑物连接处,土工膜应留有足够的富裕,以防建筑物变形时拉断土工膜。

  垂直铺塑防渗技术现已广泛应用于各种砂性土工建筑物和地基的防渗。从其应用形式上可以分为两种:一是平原水库、江河、湖泊的堤坝前防渗;二是坝体和地基的联体防渗。

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