(黑龍江省水利第二工程處,黑龍江 阿城 150302)
加固除險技術在小型水庫中的應用
王冠英
(黑龍江省水利第二工程處,黑龍江 阿城 150302)
文章針對性的對小型水庫在出險以及加固工作中會遇到的問題進行了論述,并對加固除險技術進行了探討,結合實踐經驗對如何加固堤防提出了相應觀點。
加固;出現;應用;研究
土石壩具有一定的重力,在其他外力的作用下會出現一個想象或向外的一種移動趨勢。對于這種現象的控制是對壩體、壩坡穩定性的保證,若是壩坡內部的巖土能夠抵抗該種作用具有較高的抗剪力,避免壩坡由于失穩而出現滑坡。土石壩的實際工程中滑坡現象會因為壩坡失穩而發生。從本質上講滑坡的主要因素就只有一個,便是失穩現象破壞了原有的平衡。
水庫中的數量以及遇水都會對壩坡的抗滑力造成影響,除此之外,施工方法、速度以及地震等外界因素都會對壩基以及壩體的滑動力、抗滑力造成影響,筑壩土料的性質以及孔隙水壓都會產生相關抗剪強度,因此觀測滑坡以及土工試驗都是十分必要的,通過檢測確定滑坡產生的主要原因,并針對性的制定加固計劃,保證加固工作的有效性以及質量。
土壩的壩基以及壩坡屬于隱蔽工程,而壩體則是通過人工填筑建成。滑坡的加工標準有著相關的技術規范,其主要方法有:對岸坡以及壩基進行清理,清楚會造成滑坡隱患的滑坡體、風化巖石以及洞穴、泉眼和樹根。并對滑坡體進行加固,穩住滑坡體之后在此基礎上對滑坡裂縫進行處理,將坡體角度放緩,全面培厚,并對下游的壩坡進行反濾層的加裝。
劈裂式灌漿以及充填式灌漿是目前壩體灌漿中常用的兩種灌漿方式,充填式灌漿主要利用漿液自重進行灌注,而劈裂式灌漿則是需要對漿液進行加壓,從而使得壩體被劈裂,在灌漿處形成垂直且連續的帷幕,達到加固壩體的目的。從本質上講兩種方式都利用了壓力,只是后者較之前者壓力較大。
這兩種方式在實際的應用中都取得了較為良好的效果,在我國的水利工程建設中充分發揮了其對壩體的加固作用。
對于土石壩最常見的問題是填筑質量不達標,其次則是軟基的處理不當,因此對于壩體病害的消除可以從提高壩體密度以及壩基密度著手。以上兩方面是提高土石壩質量的技術關鍵點。
新建土石壩一定要對壩基以及壩體的密度進行嚴格的論證,通過精心設計選擇最優方案進行加固,并保證加固施工質量。壩體的密度控制主要由填筑質量決定,包括碾壓實驗、填筑料的選擇以及施工方法以及各項參數的控制等,為確保填筑質量,各項施工均應嚴格按照相關規范進行。
碾壓法對于新建壩體密度的提高有著顯著的效果,除此之外,重振壓密也是施工中常采用的方式。而對于軟基的加固方式使用較多有:排水沙井填筑、深層攪拌、振沖壓密以及換填、化學灌漿等方式。
針對已建成的土石壩,由于壩基同壩體已連為一提,因此在對其進行加固時要選用同種方式進行處理。上述加固方式中使用最為廣泛的為振沖加密法,該方式適用性較強。并且能夠對砂性、粘土性軟基以及砂石、土料壩體進行加固處理。因而,以此對于已建成的大壩,振沖法加固較為適用。但是若壩基為粘土性壩基時,加固方案選擇深層攪拌法效果要更好。
新時代的科技發展迅速,化學分子技術的發展使得各種合成纖維材料層出不窮,自上世紀以來,聚乙烯纖維、聚肽胺纖維以及聚乙烯醉等人工合成纖維在各行各業中發揮了重要的作用,由于合成纖維性能上要高于其他人造纖維,因此越來越為人們認可,并且隨著其不斷被應用于土工建設中,更是展現出了其優良的工程性能。
作為嶄新的土工建筑材料,土工合成材料歷時甚短,但發展頗快。目前,已出現若干系列產品。其中主要產品及其主要應用功能為:①土工織物為應用于巖土和土木工程所有合成纖維或天然纖維制成的透水的織物,主要作用為排水、過濾、隔離、加筋、侵蝕控制和防護等;②土工格柵為受張力元件連接成規則網狀結構,其開孔面積遠大于張力元件,應用于加筋;③土工網為重疊肋所連結成規則致密的網狀結構,應用于液體和氣體的輸送;④土工膜為相對不透水的聚合物薄片,在巖土和土木工程中作隔截液體和氣體的輸送;⑤土工席墊為單纖維粘合成三維透水的聚合物墊,用于侵蝕控制中保護土粒、底腳和微小織物;⑥土工格室為用織物、格柵或薄膜條交叉連結成蜂窩或蜘蛛網狀的三維結構,應用于侵蝕控制和保土;⑦土工復合材料為用兩種以上土工合成材料經人工組合的復合體,用于排水、截水及加筋等。
總之,土工膜具有十分突出的防滲性能,其在水利防滲工程中可應用于以下幾個方面∶①堤壩的防滲斜墻或垂直防滲心墻;②透水地基上堤壩的水平防滲鋪蓋和垂直防滲墻;③混凝土壩、污工壩及碾壓混凝土壩的防滲體;④渠道的襯砌防滲;⑤涵閘水平鋪蓋防滲;⑥隧道和堤壩內埋管的防滲;⑦施工圍堰的防滲;許多工程實錄都表明它的防滲效果良好、經濟、施工方便,有推廣使用價值。目前SL/T225-98和GB50290-98《土工合成材料應用技術規范》中所列入的土工膜在堤壩中的防滲使用規定,都表明土工膜防滲技術在我國堤壩中的應用已經日臻成熟,這將為這項新技術和新材料在堤壩中的推廣應用提供良好的范例。
近年來,土工膜在應用于防滲方面最廣泛的是垂直鋪塑防滲。該技術已日趨成熟并廣泛應用于水庫大壩和江河、湖泊大堤的防滲加固工程。其基本原理是∶首先用水沖、鏈斗或往復式鋸槽機在需要防滲的土體中垂直開出槽孔,并以泥漿護壁,然后將與槽深相當的整卷土工膜下入槽內,倒轉軸卷,使土工膜展開,相鄰兩幅之間用搭接的方式連接,最后進行膜兩側的填土,即形成防滲帷幕。
作為小型水庫的管理工作中的中心內容,壩體加固對水庫除險工作有著重要的意義。通過對土石壩的結構以及出險因素分析,在今后的管理工作中應當加強后期加固工作,在提高技術的基礎上,結合新型材料,保證土石壩防滲性能的提高。
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