淺談土石壩防滲變形的處理措施論文
土石壩在我國水利工程施工中由來已久，它的主要材料是由本地的土料、石材以及土石混合材料構(gòu)成，經(jīng)過有序的碾壓、回填等方式筑成的擋水大壩。由于使用的材料不同，土石壩可以分為以下幾種：石壩、土壩以及土石混合材料鑄成的混合型大壩。隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水利工程的發(fā)展也有了較大的進(jìn)步，由于受到各方面環(huán)境條件的限制，在一些情況下，因為土石壩的滲漏問題，如果不及時處理，有可能會對人們生命財產(chǎn)安全造成嚴(yán)重危害，所以，必須采取有力措施，防止土石壩滲漏。
1土石壩滲透變形的含義及危害
土石壩由于長期在水中受到浸泡和沖刷，周圍土體在滲透作用下發(fā)生浮動變形，當(dāng)土體的質(zhì)量小于浮容重時，土石壩的土石就會逐漸被帶走，從而使土石壩發(fā)生變形。剛開始的大壩滲透能力不會造成土石流失，但是，如果不及時治理，日積月累，成年累月的沖刷，就會發(fā)生較大的土石壩滑坡或重大事故。
要根據(jù)土石壩出現(xiàn)滲透變形各個部分的實際情況進(jìn)行分析，如果大壩下游壩坡的邊緣，發(fā)生的危害就大，如果在大壩的壩基里面發(fā)生涵洞，就會出現(xiàn)建筑物下陷，有時候還會出現(xiàn)塌陷等嚴(yán)重后果。
2土石壩滲透變形的成因
土石壩滲透變形有以下幾種形式：泥土受到?jīng)_刷后發(fā)生流失、管涌以及接觸性流土。因為泥土的顆粒的大小不同以及滲透程度的不同使土石壩發(fā)生滲流變形，主要是因為：(1)壩基的不透水層沒有和土石壩下面的截水槽相連，對于不穩(wěn)定的地基沒有很好的處理，都會使壩基出現(xiàn)滲流，如果任其發(fā)展，就會使壩基變形或出現(xiàn)空洞甚至潰壩。(2)因為選用的土石材料在力學(xué)方面沒有認(rèn)真思考，在建成土石壩工程時進(jìn)行儲存水源時，對浸潤線的設(shè)置不合理，以至于土石壩的滲漏流出的水流從下游的壩坡斜面流出，使下游壩坡極不穩(wěn)定。(3)在進(jìn)行輸出水的涵洞和施行工程施工中，使用的漿液不均勻、混凝土比例配合沒有按照一定的標(biāo)準(zhǔn)，周圍的黏土夯實不嚴(yán)密，有時候在回填時不結(jié)實，也會使土石壩出現(xiàn)涵洞，從而引起滲透變形發(fā)生。(4)土石壩滲流的出現(xiàn)一般在大壩的壩心墻和斜面墻等處非常容易出現(xiàn)裂縫或者發(fā)生管涌，以至于引發(fā)壩體滲漏變形，破壞非常嚴(yán)重的有可能會出現(xiàn)壩體坍塌或者崩壩。(5)對水文地質(zhì)條件和工程及其基礎(chǔ)防滲處理不重視，誤以為土石壩不需要高標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)，造成基礎(chǔ)漏水，導(dǎo)致土石壩變形。
3土石壩滲透變形的形式
我國的許多地區(qū)，特別是南方，使土石壩滲漏并發(fā)生變形的原因主要有機(jī)械作用及化學(xué)作用，由于土石的這些作用，使壩體的某些部分發(fā)生破壞。依據(jù)土石壩的土質(zhì)的不同以及涂料的質(zhì)量的差別、防止?jié)B漏和排除滲流的方法不同、水流的基本條件的不同，土石壩滲流存在以下四種情況：
3.1流土
由于土石壩滲流時泥土顆粒因為滲流逐漸加大，出現(xiàn)被帶走，并且壩體表層出現(xiàn)隆起或者沖出現(xiàn)象，這種滲流經(jīng)常在土粒粗細(xì)比較均勻的黏性土壤和黏性不大的土體中出現(xiàn)。因滲流而發(fā)生土體斷裂、凸起和掉落。
3.2管涌
管涌經(jīng)常出現(xiàn)在土石壩下方的地基和下游壩坡表層出現(xiàn)滲流的流出的地方。非黏性土壤的微小土粒在泥土小石塊的滲透影響下，持續(xù)的從孔洞中被沖出，當(dāng)土壤中的微小顆粒到了某一速度時，泥土顆粒就被沖刷走，如果時間過長，壩體中的土壤顆粒被沖走的越來越多，空洞就會越來越大，這樣，土石壩的內(nèi)部結(jié)構(gòu)就會發(fā)生很大的改變，土石壩由于滲透發(fā)生變形。
3.3接觸流土
由于土石壩在相互相鄰的土層中的接觸面，會發(fā)生滲透系數(shù)較小的土層向較大的土層滲入，這種接觸性流動的土壤，對土石壩危害極大。
3.4接觸沖刷
接觸沖刷對土石壩的損壞程度，直接影響著土石壩經(jīng)久耐用的年限。在壩體滲流經(jīng)過地基相接觸的地方，以及和建筑物等接觸系數(shù)有很大差別的土層相接觸的時候，小的土石顆粒就會被沖刷流走。
土石壩滲透變形的形式在接觸沖刷中會較為單純，在一些特殊情況下，有可能出現(xiàn)兩種或兩種以上的情況，依據(jù)各不相同的滲透坡降情況、位置的差別、該地方的土料狀況等進(jìn)行具體情況進(jìn)行具體分析，進(jìn)而制定出有效的保護(hù)措施。
4治理土石壩防滲變形的措施
4.1水平防滲
水平防滲的方法非常簡便易行，一般采取人力把黏土進(jìn)行填埋或者使用自然的黏土進(jìn)行填筑，這種方法非常簡便，也能夠因地制宜，花費(fèi)時間短，施工作業(yè)面很大、造價低廉，不需要任何的設(shè)備和器材。但是在施工過程中要認(rèn)真依照設(shè)計圖紙和有關(guān)要求，使土石壩的穩(wěn)定性得到有效的控制，但如果滲透量加大，在土石壩基部有可能還會出現(xiàn)坡降現(xiàn)象。因此，必須通過防滲的方式實施水平蓋鋪，與下游的減小壓力，增加排水量的工程實施有機(jī)地聯(lián)系在一起。
4.2垂直防滲
在壩基透水層較薄并且隔水層厚度不大的前提下，應(yīng)該使用垂直防滲的方法，并用封閉式防滲帷幕進(jìn)行施工，從而使所有由于滲透變形的情況得到了徹底治理，這樣從根本上解決了土石壩的壩體和壩基的滲漏。通常用的防滲方法有以下三個方面：
4.2.1高壓噴射灌漿防滲。依據(jù)施工設(shè)計要求，在受到破壞的壩體周圍用鉆機(jī)實施鉆孔，然后把高壓噴射管放入鉆孔中，對鉆孔內(nèi)的土體使用高壓水流沖刷，破壞里面的土體結(jié)構(gòu)，然后沖入水泥漿液，并且和周圍土體充分混合、滲透、攪拌，然后逐漸提起噴嘴，待漿液凝固后，根據(jù)設(shè)計要求，確定好噴漿后的混凝土深度和厚度，從而與壩基緊密凝結(jié)在一起，很好地發(fā)揮防滲變形的優(yōu)勢。
4.2.2建造混凝土防滲墻。為了使土石壩更加堅固，增強(qiáng)它的抗沖刷能力，可在土石壩壩體或土體的透水層和覆蓋層中建立槽型孔，同時使用高壓水泵把水泥漿液壓入槽型孔內(nèi)部，使孔內(nèi)的殘渣等物質(zhì)被沖出孔外，接著再用直升套管向槽孔內(nèi)部壓入混凝土，連續(xù)不斷的混凝土墻就這樣形成了，充分發(fā)揮阻止防滲變形的作用。
4.2.3土工膜防滲。使用土工膜防滲，能夠使?jié)B透半徑加大，坡降變小、滲漏量變低，但是不能使?jié)B流全部阻斷，并且此種防滲方法對壩體滲漏有一定作用，對多種滲漏的防治效果不大。
通過一系列防滲措施的實施，必須根據(jù)實際情況認(rèn)真分析，防滲施工技術(shù)的提高是進(jìn)一步加強(qiáng)土石壩穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素。因此，只有建立一支專業(yè)化、能力強(qiáng)、技術(shù)過硬、有豐富經(jīng)驗的施工技術(shù)隊伍，才能保證工程質(zhì)量。同時，還必須有足夠的土石壩防滲施工基金作保障，并能及時修繕、維護(hù)，一旦發(fā)現(xiàn)問題迅速處理，使管理和綜合利用有機(jī)結(jié)合起來，并且要積極學(xué)習(xí)一些國外防滲補(bǔ)漏的先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗，使土石壩防滲變形工程有新的突破。
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