巖溶地區(qū)水庫土壩滲漏治理技術(shù)探索[權(quán)威資料]

巖溶地區(qū)水庫土壩滲漏治理技術(shù)探索 本文檔格式為 WORD,感謝你的閱讀。 摘要：巖溶地區(qū)土壩常見的病險(xiǎn)形式有壩體滲漏、壩基滲漏、繞壩滲漏等，其治理措施和技術(shù)工藝復(fù)雜多樣，本文根據(jù)多年從事水庫除險(xiǎn)加固實(shí)踐活動(dòng)中積累的經(jīng)驗(yàn)，以工程實(shí)例分析總結(jié)土壩防滲加固處理方法。 關(guān)鍵詞：巖溶地區(qū)，土壩，防滲，灌漿 Abstract: the main karst area of common forms of the dam seepage path have leakage, so that the leakage around the dam leakage, etc., and its control measures and technical process is complicated, according to many years engaged in the reservoir reinforcement practice problems accumulated experience, with engineering example analysis of the main reinforcement treatment methods. Keywords: karst region, volumetric, seepage control, grouting TV641.2A 1、巖溶地區(qū)土壩地質(zhì)條件概述 富川瑤族自治縣地處廣西東北部，賀州市北端，縣境四周皆為群山環(huán)繞，西面西嶺山屬都龐嶺余脈，從西北綿延至西南；東部屬萌渚嶺余脈，峰巒起伏；北面為黃沙嶺；南面為金子嶺和蚊帳嶺主峰；中部平 原、丘陵交錯(cuò)。全境地貌屬丘陵小盆地地形，地質(zhì)結(jié)構(gòu)屬典型的石灰?guī)r溶地區(qū)，故決定了其易于筑堤壩，又容易存在滲漏隱患的特性。 2、巖溶地區(qū)土壩常見的滲漏病險(xiǎn)原因 從我縣筑起了 70多座中小型水庫情況調(diào)查發(fā)現(xiàn)，施工時(shí)對(duì)壩基未進(jìn)行處理或清基不徹底，建壩技術(shù)含量低，填土質(zhì)量不符合要求，導(dǎo)致建壩后形成滲漏隱患。據(jù)調(diào)查，常見的病險(xiǎn)形式有：壩體滲漏、壩基滲漏、繞壩滲漏等，小則影響水庫的蓄水效益，大則影響大壩的穩(wěn)定，是我縣水庫易出現(xiàn)潰壩險(xiǎn)情的主要原因。 3.土壩滲漏治理技術(shù) 3.1 治理技術(shù) 一：基巖帷幕灌漿，壩體及壩基接觸帶充填灌漿 工程實(shí)例：下灣水庫除險(xiǎn)加固工程 下灣水庫建成于 1978 年 4 月 ,至今已運(yùn)行近 26年。水庫總庫容 280 萬 m3，有效庫容 250 萬 m3，屬小型水庫，設(shè)計(jì)灌溉面積 0.45 萬畝。樞紐工程由主壩、副壩、溢洪道及放水設(shè)施等組成。 3.1.1 壩區(qū)工程地質(zhì)條件 據(jù)實(shí)地勘察，在主壩外坡腳發(fā)現(xiàn) 10個(gè)漏水點(diǎn)，在副壩外坡腳及壩后水田一帶發(fā)現(xiàn) 6 個(gè)漏水點(diǎn)。主壩各漏水點(diǎn)均沿壩基接觸帶呈線狀分布，且壩基的局部地段已形成較暢通的滲水通道，大壩左段壩基 S3、 S10 漏水點(diǎn)及右壩基 S13 漏水點(diǎn)一帶已成為管涌，漏水較嚴(yán)重，漏水量大。副壩漏水點(diǎn)主要分布于壩基接觸帶附近一帶及壩后水田處，呈分散狀分布，大壩中段壩基 S15 漏水點(diǎn)一帶已成為管涌，漏水較嚴(yán)重。 3.1.2 壩基防滲治理技術(shù) 根據(jù)地質(zhì)條件和滲漏部位，壩基防滲設(shè)計(jì)方案為：基巖部分采用帷幕灌漿，壩體及壩基接觸帶采用充填灌漿，基巖帷幕灌漿入巖 5 米。通過帷幕灌漿降低壩下游部位地基和壩體的滲透坡降，防止管涌，并降低浸潤線，以利壩坡穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)大壩除險(xiǎn)加固。 灌漿布孔 下灣水庫主壩壩頂長 370米，壩基漏水主要集中在0+000 至 0+250 壩段。左壩端與石灰?guī)r山體銜接，右壩端與土山坡銜接。該水庫最大壩高 15米，上下游正常水位差 14.5米。樁號(hào) 0-007 0+000（山坡）和 0+000 0+063 和 0+199 至0+249 壩段采用雙排孔布置，孔距 2 米，帷幕厚度為鉆孔間距的 0.7 0.8 倍，則帷幕厚度為 1.4 1.6 米。共布鉆孔 188個(gè)，鉆孔按 CK1、 CK2、 CK3CK188 編號(hào)。 副壩壩頂長 200 米，壩基漏水主要集中在 0+0000+072 壩段。最大壩高 12.8 米。 0+024 0+072 采用雙排孔布置，孔距 2 米，排距 2 米， 0+000 0+024 和 0+072 0+114 壩段采用單排孔布置，孔距 2 米，帷幕厚度為 1.4 1.6 米。共布鉆孔 78個(gè)，鉆孔按 CK1、 CK2、 CK3CK78 編號(hào)。 帷幕深度 參考地質(zhì)勘察報(bào)告，帷幕灌漿深度進(jìn)入壩基完整巖石 5米，充填灌漿進(jìn)入人工填土壩體 5 米。該工程大壩基巖凹凸不平，主、副壩各鉆孔灌漿深度不一。 檢查孔按總灌漿孔數(shù) 10%計(jì)，共計(jì)主壩檢查孔 20個(gè)，編號(hào) CK1 CK20 ；副壩檢查孔 8 個(gè)，編號(hào) CK01 CK08 。檢查孔布置在 裂隙發(fā)育、漏水嚴(yán)重或帷幕灌漿吸漿量大的位置，非均勻分布。 灌漿壓力 為加快施工進(jìn)度，減少工期，帷幕灌漿采用自下而上的方法。平均孔深約 27米，其中土層深 0 15米，巖層深22 12米。為保護(hù)壩體，土層灌漿壓力自下而上 P。 =21Kg/cm2，根據(jù)灌漿壓力參數(shù)參考資料，取 h=20m， m=0.25，則： P=P。 + mh=2+0.2520=7.0 Kg/cm2 設(shè)計(jì)灌漿壓力取 7 Kg/cm2，即為設(shè)計(jì)最大帷幕灌漿壓力。帷幕自下而上分段灌漿，每段長不大于 5 米，每段灌漿壓力分別計(jì)算確定 ，土層段允許灌漿壓力 27 Kg/cm2。 灌漿材料 帷幕灌漿材料用純水泥漿、水泥漿配合比采用 8:1、5:1、 4:1、 3:1、 2:1、 1:1、 0.8:1、 0.6:1、 0.5:1 等 9 級(jí)。在灌漿時(shí)遇孔洞、裂隙吸漿量大時(shí)、用濃配合比，吸漿量小時(shí)用稀配合比。當(dāng)較長時(shí)間吸漿量大時(shí)，為節(jié)約材料，減小投資，可摻合粘土、砂混合料，同時(shí)摻合水玻璃（ Na2O.nSiO2），提高凝固速度和強(qiáng)度。水泥粘土配合比，水泥占干料重 3040%，粘土 7060%。 灌漿方法及技術(shù)要求 、帷幕灌漿 鉆管程序：采用分期逐步加密法，分三次序孔進(jìn)行。 灌漿造孔采用 150 型鉆機(jī)垂直造孔，孔徑 108mm。設(shè)計(jì)孔深允許偏斜度 0.2 米。 、沖洗孔：用壓力水沖洗，沖洗孔的壓力取 80%灌漿壓力，即 0.87=5.6 Kg/cm2 ，取 5 Kg/cm2。沖洗孔待回水變清時(shí)，再持續(xù) 30分鐘結(jié)束。 、壓水試驗(yàn)，洗孔結(jié)束后，進(jìn)行壓水試驗(yàn)。壓水試驗(yàn)用灌漿設(shè)備在灌漿前進(jìn)行，試驗(yàn)壓力 P=3 Kg/cm2，當(dāng)吸水率 1.5 升 /分 .米時(shí)，可不必灌漿，大于 1.5 升 /分 .米時(shí)，則要進(jìn)行灌漿處理。 、灌漿：灌漿采用自下而上分段的方法。當(dāng)遇到到嚴(yán)重塌孔、溶洞、斷層嚴(yán)重漏水帶等應(yīng)及時(shí)優(yōu)先灌注，即亦可以從上到下進(jìn)行。每段長 5 米。灌漿材料按 條款設(shè)定的進(jìn)行，吸漿量大時(shí)，用濃配合比，吸漿量小時(shí)，用稀配合比。當(dāng)灌漿吸漿在設(shè)計(jì)壓力下 0.3 升 /分 .米時(shí)，再持續(xù) 30分鐘，便可停止灌漿。 、帷幕效果檢驗(yàn)：檢驗(yàn)灌漿質(zhì)量，通過鉆檢查孔來判斷。檢查孔重點(diǎn)布置在：一是地質(zhì)條件復(fù)雜、巖層破碎，單位吸漿量大的地段；二是灌漿中出過故障的地段，這種情況必須在施工時(shí)靈活掌握。檢查孔造孔完畢，清洗后，用 3 Kg/cm2 水壓力 進(jìn)行壓水試驗(yàn)，當(dāng)吸水量 0.3 升 /分 .米時(shí)，達(dá)到設(shè)計(jì)要求， 0.3 升 /分 .米時(shí)，應(yīng)再作灌漿處理。 3.2 治理技術(shù)二：壩體土工膜防滲與壩基帷幕灌漿相結(jié)合技術(shù) 工程實(shí)例：金田水庫除險(xiǎn)加固工程 3.2.1 現(xiàn)狀及存在問題 金田水庫大壩壩體為均質(zhì)土壩，壩長為 394m,壩頂高程為 349.2m,最大壩高 18m,水庫總庫容為 962 萬 m3,有效庫容626 萬 m3,屬小型水庫，設(shè)計(jì)灌溉面積為 1.5 萬畝，壩后電站裝機(jī) 160kw，是一座集防洪、灌溉、養(yǎng)殖、發(fā)電效益于一體的水利工程。大 壩浸潤線抬高 ,壩外坡局部冒水 ,沒有設(shè)置反濾體 ,外坡腳多處管涌漏水 ,壩基巖存在漏水通道 ,繞壩滲漏 ,滲漏量在 50L/s 以上。曾于 1978-1981 年對(duì)大壩進(jìn)行了防滲灌漿處理，由于當(dāng)時(shí)沒有進(jìn)行地質(zhì)勘探，故灌漿設(shè)計(jì)方案不合理，灌漿后效果不理想。如不及時(shí)進(jìn)行防滲處理，勢(shì)必影響大壩的穩(wěn)定。 3.2.2 大壩工程地質(zhì) 本次設(shè)計(jì)通過地勘發(fā)現(xiàn)大壩兩端有孔洞，洞高 1m；壩體高程 346.2m 以下已成軟塑或流塑狀土體，壩基有溶槽、溶溝較發(fā)育，基巖較破碎，漏水較嚴(yán)重，滲漏主要在壩基與填壩土體接觸面及基巖下 12m 之 間。從地質(zhì)調(diào)查看，目前大壩外坡見有濕潤或滲漏現(xiàn)象。據(jù)原有資料記載，壩外坡坡腳塌陷漏水，壩右岸外坡管理房處沉陷，壩左岸外坡馬道附近漏水，浸潤面濕潤。經(jīng) 1974 年對(duì)庫區(qū)內(nèi)回填處理及 1981 年對(duì)右壩肩帷幕灌漿，目前壩外坡面未發(fā)現(xiàn)漏水，只在壩外坡腳發(fā)現(xiàn)少量漏水。 3.2.3 壩體及壩基防滲治理技術(shù) 金田水庫壩體防滲采用土工膜防滲鋪蓋技術(shù)，而壩基防滲同樣采用帷幕灌漿的辦法來解決壩基接觸面及基巖的滲漏問題。因?yàn)閴误w內(nèi)外坡較完整，沒有出現(xiàn)沉陷坑或塌坑，表明壩體填土質(zhì)量好、穩(wěn)定性較好，根據(jù)其內(nèi)坡較平緩的特點(diǎn)，可利用復(fù)合土工膜防滲鋪蓋技術(shù)解決壩體的防滲問題；而壩基則通過人工挖孔樁鉆孔灌漿，形成防滲幕墻，阻斷滲漏通道。 具體做法是：在距壩軸線壩內(nèi)坡 54m,即壩內(nèi)坡腳設(shè)一排人工挖孔樁 , 孔徑為 1.3m,孔壁用 C15 砼現(xiàn)澆，壁厚 0.15m,孔樁挖至基巖面 , 孔底用 C15 砼現(xiàn)澆厚 0.5m 作灌漿平臺(tái) ,再用機(jī)械造孔帷幕灌漿 ,土孔樁心最后用 5%水泥粘土漿灌滿，與帷幕共同形成防滲體 ； 樁頂以上至校核洪水位的壩內(nèi)坡上用土工膜防滲，其上鋪設(shè)細(xì)土和砂卵石墊層及 C10 砼現(xiàn)澆護(hù)面，即在壩內(nèi)坡面先鋪設(shè)一層土工膜 ,后再鋪設(shè)細(xì)土和 砂卵石墊層 ,厚均各為 15cm,最后用厚 10cm 的 C10 砼現(xiàn)澆護(hù)面 , 壩內(nèi)坡比為 1:3。 灌漿布孔、帷幕深度、灌漿材料、灌漿壓力設(shè)計(jì)及施工技術(shù)要求可參考下灣水庫設(shè)計(jì)方案，在此不再贅述。 4.治理技術(shù)分析比較 同樣是土壩防滲加固處理，其治理技術(shù)卻有所區(qū)別，主要是考慮兩水庫在運(yùn)行管理中存在問題的不同，下灣水庫滲漏主要出現(xiàn)在壩基接觸面，壩體多次由于滲漏出現(xiàn)大面積塌陷，可見壩體原填土不夠密實(shí)，存在滲漏裂隙，故通過從壩頂用充填灌漿的方法，其原理就是利用壩體小主應(yīng)力面基本沿壩軸線分布這一規(guī)律 ，用灌漿壓力沿壩軸線充填壩體，灌入泥漿構(gòu)造漿體防滲帷幕，解決壩體的滲透穩(wěn)定問題；同時(shí)利用壩體的濕陷固結(jié)和漿壩互壓，使壩體內(nèi)部的應(yīng)力得到改善，解決壩體的變形穩(wěn)定問題。下灣水庫灌漿方案具有防滲可靠性大的優(yōu)點(diǎn) , 且可在壩頂施工，受洪水和自然條件的影響小，但灌漿施工技術(shù)難度較大 ,壩內(nèi)坡土體不干燥，投資較大。 金田水庫壩內(nèi)外坡比較平整，沒有塌坑和沉陷現(xiàn)象，表明壩體的填土質(zhì)量相對(duì)較好，因此，不宜從壩頂用充填灌漿或劈裂灌漿的方法擾動(dòng)壩土結(jié)構(gòu)，防止由此而產(chǎn)生新的滲漏裂縫。故選擇從壩腳挖人工孔樁鉆孔灌漿的方案，幕墻 頂以上壩坡則通過土工膜防滲，從壩坡到壩基構(gòu)筑一道有效的幕墻防滲體，此方案經(jīng)與下灣水庫灌漿的方案比較，可節(jié)省投資 12%，且具有施工較簡單，壩內(nèi)坡土體較干燥，施工場面容易鋪開。但壩面土工膜防滲受壩體的位移及沉陷影響較大 , 防滲效果較下灣方案稍差 ,施工時(shí)，需將水庫放空至死水位，有可能對(duì)次年春灌產(chǎn)生影響，故水下施工時(shí)間要安排得緊湊。 5、結(jié)語 巖溶地區(qū)土壩防滲是一項(xiàng)復(fù)雜的技術(shù)，不僅需要地質(zhì)勘探數(shù)據(jù)資料的支持，還要針對(duì)其不同情況加以分析，采取不同的設(shè)計(jì)方案，方可達(dá)到最佳防滲效果。 閱 讀相關(guān)文檔 :淺談鉆孔灌注樁垂直度及孔徑的控制 調(diào)速器急停機(jī)組斷路器及滅磁開關(guān)不跳閘分析 建筑施工項(xiàng)目質(zhì)量保證的研究 淺談改性瀝青的性能和應(yīng)用 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