土工合成材料加固技术,这些技术对水库坝体的

作者:澳门新葡亰553311b

近年来,随着农业和防洪的需要,小型水库的建设越来越多,尤其是在南方降雨量丰富的地区,小型水库更是数量众多。对于小型水库来说,它低抵御自然灾害的能力比较差,容易出现一些问题,严重时甚至会酿成水患,因此,对小型水库来说采取除险加固措施是十分必要的。随着小型水库除险加固技术与工艺的不断发展,许多新技术和新工艺不断的应用到了小型水库的除险加固工作中。这些措施大大提高了小型水库抵御自然灾害的能力,保证了小型水库功能的发挥,延长了使用寿命,这对于小型水库的使用具有十分重要的意义。

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、小型水库概况

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,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。

小型水库是指库容量在10万立方米~1000万立方米之间的水库。其中,库容在100万立方米~1000万立方米的为小I型水库,库容在1O万立方米~100万立方米的为小II型水库。目前,全国有三万多座病险中小型水库,大多分布在农村,这些病险水库大多建于上世纪五十年代到七十年代,受当时条件所限,许多水库的质量和建设水平都不高;而在此后几十年的运行中,由于养护不善又缺少必需的维护经费,这些水库现在陆续出现了不同程度的病险问题。很多病险水库造成了大量的水资源浪费。以湖北省天门市绿水堰水库为例,据当地水利部门估算,这个小型水库每年有270多万立方米的水白白流走。因此,对已有的小型水库采取除险加固措施是非常必要和非常迫切的。下面本文就根据实际中工作中的经验,对小型水库除险加固中常用的方法进行探讨和归纳。

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。

2、小型水库常用的除险加固常用的措施

在实际工程中,小型水库有很多除险加固的措施,本文根据实际工程中积累的经验将这些措施整理归纳如下: 2.1 土石坝坝坡滑动破坏加固技术在小型水库中,土石坝是其重要的构成部分,如果土石坝的结构不稳定,那么水库的安全性将受到极大的危害。在水库的使用过程中,外力的作用会使土石坝产生向下或者向外的位移,如果土石坝的结构稳定性比较好,那么它就能够抵御住这种运动,使坝体保持稳定,但是如果坝体不能抵御这种力量的话那么就会出现坝体下滑的现象,从而对水库带来严重的安全隐患。因此,在施工时为了安全起见,应该对水坝出地质情况进行详细的勘探,然后再用科学的方法设计出合理科学的施工方案,施工时要重视坝体的防滑和加固方面的工作。在施工完成后,要做好坝体的维护工作。由于土石坝是由坝基、坝体和岸坡组成的,其中坝基和岸坡是隐蔽工程,因此在施工时要重视坝基和岸坡的施工。施工时为了防治出现滑坡线性要对坝基和岸坡做好清洁工作,将其中含有的树根、洞穴以及岩石等杂物清理干净,对于出现在滑坡上的裂缝,要及时进行修补,将隐患及时消除,以保证滑坡的稳定性。 2.2 坝基和坝体的密实加固技术在小型水库中,土石坝的最大隐患往往是坝体的填筑质量比较差,达不到设计的要求,另外,对弱坝基的处理不当也会造成隐患或者事故。所以,在新建大坝时要根据地质的勘探结果进行严密和科学的论证,并选择最合适的施工方案进行精细施工。为了保证坝体的质量一定要在施工时控制好填筑质量,其中坝体材料的选择、碾压方法、碾压试验以及碾压施工等参数和施工工序都要严格按照相关的规范进行。对于坝体的施工除了用碾压法对坝体进行施工外,还可以采用振冲压密法进行施工。对于新建坝的软弱坝基的加固可采用下列方法:分期填筑法、强夯法、换填法、化学灌浆法、深层搅拌法等方法。对于新建好的大坝,如果坝体和坝基的密实度都存在着问题,那么在选用加固的方法时要尽量选用同一种加固方法进行处理。对于上面提到的各种加固方法中,振冲法有很多的优势,因为振冲法有良好的适用性,它对筑坝的土料、砂石以及坝基的软弱土质都能进行加固处理,所以,在各种加固方法中,振冲法不失为一个良好的方法。2.3坝体灌注粘土浆加固技术为了保证水库的稳定性和可靠性,在实际中经常要采用一些措施对水库进行加固处理。目前应用的比较广泛的是粘土灌浆技术。在应用中,灌浆技术主要分为填充式和劈裂式两种,这两种方法本质上都是利用压力灌浆,只不过压力大小不同而已。填充式技术主要是利用浆的自身重力将浆液灌注到孔内,这时孔口的压力为零。而劈裂式技术是利用一定的压力将坝体劈开,然后再对浆液进行灌注,这种方法对压力有一定的要求。在水库的加固施工中,这两种灌浆技术都得到了广泛的应用,而且还取得了很好的效果,对水库的正常运行起了非常重要的作用。随着科学技术的发展和时代的进步,坝体的加固技术还将会很大的创新,这些技术对水库坝体的加固也会取得更好的效果。 2.4 土工合成材料加固技术作为崭新的土木建筑材料,土木合成材料虽然出现的时间很短,但是其在施工时得到了良好的应用,因此发展迅猛,目前,已经发展成若干系列的产品,它的主要产品和主要应用功能为:一、土木织物主要是由合成纤维或者天然纤维制成的透水织物,它主要起排水、过滤、加筋、隔离、侵蚀控制和防护等功能。二、土工格栅是由受张力原件连接而成的规则的网状结构,它主要应用于加筋。三、土工网是是一种有致密网状结构连接而成的材料,它主要用于液体和气体的输送。四、土工席垫为单纤维粘合而成的三维透水的聚合物垫,主要用于保护土粒、底脚以及微小织物。另外,土工膜在水库的防护中也起着至关重要的作用,它有着非常良好的防渗水功能。这对于水利工程中的侵蚀控制保土功能有十分重要的意义。

它在水利防渗工程的应用主要有以下几个方面: 用于建造堤坝的防渗斜墙或者垂直防渗心墙。用作混凝土堤坝和碾压混凝土堤坝的防渗材料。用于渠道的防渗衬砌。用于涵闸的水平铺盖防渗。隧道和堤坝内的埋管的防渗。施工围堰的防渗。近年来,土工膜在防渗方面应用的最广泛的是垂直铺塑防渗。该技术已经比较成熟,并逐渐应用于水库大坝和江河、湖泊大堤的防渗加固工程。

3、水库在除险加固中应当注意的其他问题

对于小型水库的出现加固除了采用以上的技术以外,还要采用其他的措施进行处理,这些措施主要包括:第一,做好工程设计的质量控制。第二,保证采购设备的质量。第三,控制好材料供应的质量。第四,做好施工过程的质量控制。第五,完善各种规章制度,重视工程质量。第六,落实好质量责任制,做好现场的记录工作。第七,严格合同规定,强化对施工现场的管理。第八,采用先进的技术,提高工程的质量。

4、结束语

以上是小型水库险加固工程中要采用技术的一些介绍,以及在除险加固中要注意的问题,对于这类问题,我们一定不能轻视,决不能因为小型水库规模小就放松警惕。我们一定要重视小型水库的安全问题,对小型水库除险加固工程的作业量虽然不大,但是水库是否安全运行关系到众多百姓的生命财产安全的问题。因此绝不可因为工程量小而轻视除险加固工程的质量。不管是政府部门、施工单位、业主还是监理单位都要明确的认识到这一点。施工前详细设计好方案,在施工时要严格控制好质量的控制,在完工后还要做好对水库的维护工作。尤其是在完工后不能放松除险加固工作,不能因为一时没什么大的隐患就放松了警惕,一定要重视好除险加固工作,对维护工作中发现的任何微小的隐患都要积极的加以排除,只有这样才能保证水库正常工作,进而保证人民的生命财产安全。

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