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略论土质堤坝渗漏的主要成因及其相应对策(1)_工程力学专业毕业论文范文

发布时间:2014-12-14 来源:人大经济论坛
略论土质堤坝渗漏的主要成因及其相应对策(1)_工程力学专业毕业论文范文 摘要:渗漏是水库和堤防工程的常见的病险形式之一。本文扼要论述了土质堤坝渗漏的主要形式、成因,同时结合工程实践,介绍了几种紧急状态时的处理方法和相应对策。 关键词:土质堤坝渗漏成因种类对策 水库堤防渗漏(Seepage of Reservior and levee)通常是指水体向围护区(库盆、堤防保护区),以外渗流而产生水量漏失的现象[1]。如其渗漏量较大,将显著降低水库效益;降低软弱结构面强度,使某些岩土或断裂带充填物产生渗透变形;造成相邻低谷、洼地或坝基扬压力增加;下游地下水位抬升、建筑物地基浸没、失稳;引起坝肩、坝体滑动等环境地质问题,造成下游农田浸没和盐渍化等,但由于这种渗漏现象通常是徐变渐进的,一般不会立即造成水库堤防溃决、垮坝等灾难性后果。 本文主要论述水库、堤防、非常溢洪道等永久性或半永久性挡水建筑物的渗漏问题,同时结合工程实践,提出相应的应急措施和处理方法。 1、渗漏的主要表现形式 土质堤坝的渗漏,常见的有坝基渗漏(Seepage through dam foundation),坝体渗漏(Seepage dam)、涵闸渗漏(Seepage conduit and lock)、接触渗漏(Seepage contact)、绕坝渗漏(Seepage through dam abutment)和溢洪道渗漏(Seepage Spillway)等,现分述如下: [坝基渗漏] 通常是指水体沿坝基和坝肩透水岩土带渗流而发生漏失水量的现象。由于土石坝对地基强度的要求不高,因此基础的防渗处理好坏直接关系到土石坝的运行安全。有些水库地基基础复盖层很深,或其基岩为透水岩土带,如:未胶结或胶结不好的砂砾石层,砂砾岩、砂岩、岩体风化带或裂隙透水带;岩浆岩,非岩溶化沉积岩和变质岩中的断层、裂隙密集带;玄武岩、安山岩等喷出岩的柱状节理,层间裂隙和岩熔洞穴;还有一类为岩溶透水带,如石灰岩、白云岩、大理岩、页岩、泥质页岩等。建设时由于经费或其它种种原因对地质情况未予探明或探知后未得到妥善处理,结果在运行多年后,隐患逐步暴露并造成坝基、坝肩严重漏水。如我市安吉县老石坎水库(大(二)型),其非常溢洪道的三级自溃坝就位于厚度2~10m,透水性较强(33LU)的钙质页岩的风化破碎带上,由于原工程施工时,原坝基未进行彻底处理,部分坝基未挖至基岩,两岸山坡及中间分隔墩的墩体均为厚度1~15m的强风化岩,而隔墩周边的挡水墙又是采用整体性和防渗性能相对较差的浆砌块石和地产的325#水泥砌护,结果在“99.6.30”洪水期间出现了全坝段、大面积的集中渗漏;湖州市区妙西乡的盛坞、利山水库,91年市区旄儿港腊山段施工围堰等均存在着上述情况。 [坝体渗漏] 主要是指水体透过坝身渗流而造成水量流失的现象,由于土质堤坝是由土料构筑的,而土料具有一定程度的透水性,在持续高水位下,如果填筑的土料选择不当或夯压不实,渗透到坝体内部的水分即会相应增加,浸润线和出逸点也会明显抬高,如不及时处理,就可能发生滑坡、漏洞、塌坑等,因而对土质堤坝的安全和稳定危害很大,其演变过程通常是从润湿 散浸 集中渗漏 流土、管涌 溃决。如湖州市区南埠乡库容2万m3的银家坞山塘曾在91年洪灾中发生溃决,事后勘查,发现该山塘溃决的主要原因是坝型不合理(反拱型)、加上坝身单薄,白蚁洞穿土坝拱端,发生持续高水位时,蚁道贯通坝体并形成集中渗漏和流土,最后导致溃决。99.6.30洪水期间,长兴、安吉二县有十几只发生溃决,也是由于堤身单薄,背水坡堤脚有塘,加上白蚁危害。洞穿堤身,最后在高水位时发生漏水、塌坑、流土而最终溃决。 [涵闸渗漏] 是指水体通过涵闸破损断裂部位或因周边止水失效,或因闸身不均匀沉陷导致闸体变形并在其周边接触处发生的水体流失现象。如:我市导流西大堤埭溪老翻水站一侧就有一闲置不用的5m大闸,因基础沉陷、闸身变形,造成闸身周边漏水,93年洪水期间,该闸的漏水量高达2.0m3/s。至于水库涵闸漏水的情况更是屡见不鲜,如:1996年春,我市最早兴建的一座西羊山水库,就因大坝不均匀沉降造成分级卧管断裂和底孔闸门严重漏水;安吉县大河口水库1998年则因高水位时涵洞高压水流洞穿顶部上缘一处废弃的放水涵管的封口闸板,造成出水段背水坡一侧大面积渗流,其渗流最高达50L/S。 [接触渗漏] 主要是水体沿坝体与山体结合部或风化岩层处向下游地区渗流的现象,最典型的为位于长兴煤矿的东风水库,该水库右坝头与山体结合部位为强风化带,由于建库时未做防渗处理而且岩层又倾向下游,从而形成集中渗漏,91年洪水期间,其渗流最高达10~12L/S。市区的盛坞、革命等水库也有类似情况。 [溢洪道渗漏] 如加以归类也可列入接触渗漏,最常见的有三种。一是水库大坝加高时,对原遗留的临时溢洪道部位未作妥善处理,结果在结合层面上发生渗水,如80年代初市区乔溪乡红旗水库的左坝头发生的渗水就属于这种类型;二是溢洪道位于土基或风化岩基上而基础又未作很好处理,结果在高水位时造成库水沿溢洪道基部向下游渗流,如:安吉县椅子塔、杨树坞,长兴县顾渚、牛角冲水库、市区石桥坞、三涧头等十多座小(二)型水库和山塘就属于这种情况;三是对溢洪道与坝体导水墙和底板结合部,未作有效的防渗处理,导致高水位泄洪时,水流向坝体一侧渗流,如:市区妙西乡霞幕山水库的渗漏就是由上述二、三种原因合并产生的。
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