水库大坝除险加固设计分析

发表时间:2021/6/8   来源:《基层建设》2021年第5期   作者:陈夏溪
[导读] 摘要:随着我国社会主义现代化建设的逐步推进,水利工程的建设项目越来越多。
        广西贺州市路花电力有限公司  广西贺州  542899
        摘要:随着我国社会主义现代化建设的逐步推进,水利工程的建设项目越来越多。在水库建设和修缮过程中,它不仅给人们的生活带来了极大的方便,而且是防洪体系的重要组成部分。本文主要分析了大坝加固的重要性及设计,并对其施工工艺的具体应用进行了研究。
        关键词:水库大坝;除险加固;设计措施;技术应用
        1引言
        水利工程是建筑过程中非常重要的一部分,也是这个过程中不可或缺的一部分。在水库大坝的设计和施工中,加固措施起着非常重要的作用,直接影响到水库大坝的质量、安全和稳定,以及水利工程的整体经济效益。因此,针对这一现象,在水库大坝施工过程中,必须认识到消险加固工程设计的重要性。同时,有针对性的施工技术不仅可以改进和优化现有的水库大坝防洪体系,而且可以提高水库大坝的应用效果。
        2水库大坝进行除险加固的必要性
        我国有许多水库大坝。这些水库的存在对我国的发展起到了积极的作用。然而,随着时间的推移,许多水库大坝已经使用了很长一段时间,用于修建水库的材料质量不好,出现了许多问题,如:水库主坝坝肩或后坡关闭不当,坝体渗漏;受当时经济条件的影响,水库的长期建设质量不高,设施不完善,水库结构不合理,土壤溢洪道断面小,水库蓄水量大时排水不能满足要求,导致溢洪道坍塌。这些问题的存在严重影响了水库的正常运行,甚至可能造成安全事故。面对如此严峻的形势,加强水库除险加固工程势在必行。
        3大坝渗漏原因分析
        当期部分大坝进行安全评估后发现存在一下问题,如下几方面:第一、根据地质勘察,水库正常蓄水情况下,左、右坝端山体风化带存在绕渗,需要进行防渗处理。第二、下游坝坡稳定系数小于允许值。上游坝坡干砌体直径小,厚度不够,多为片石,需拆除修补。第三、大坝没有任何观测设施,因此有必要为水库配备观测设备。第四、粘土斜墙顶高程408.052设计洪水位低于408.407,不符合标准。防波墙为防水砌体结构,不能挡水。由于坝体心墙高度小,施工质量差,渗流通道容易形成。1970年大坝心墙建成时,土壤材料的质量没有得到控制。通过钻孔观测,发现填料为砂壤土、砂壤土和砂砾石。此外,坝体内还有许多白蚁巢穴。如果白蚁巢穿透核心壁,就会形成一系列微小的渗漏通道。
        4水库大坝除险加固防渗设计
        4.1防渗参数的设计
        材料防渗系数的计算。从材料防渗系数的计算可以看出,防渗粘土的水平防渗系数最大,适合作为防渗斜墙的主要填料。基础混凝土的竖向抗渗系数较低,在设计过程中应增加该连接段的竖向厚度,以提高抗渗效果。图1显示物料渗漏控制系数的计算。
       
        图1 材料防渗系数计算
        坝体防渗结构计算。通过对坝体防渗结构的计算,可以看出,人工加厚底板混凝土和填土层不仅可以提高坝体的防渗系数,而且可以提高整个结构的安全性能,对延长水库大坝的使用寿命起着重要作用。图2是大坝防渗结构的计算。
       
        图2 坝体防渗结构计算
        5防渗技术在水库大坝除险加固设计中的应用5.1混凝土防渗技术
        与其它防渗技术相比,混凝土防渗技术是一种较早的工程防渗技术,是松散透水地基上水工建筑物垂直防渗处理的重要措施之一。但在实际工程中,该技术的施工过程十分复杂。首先,需要特殊的设备来在大坝的渗漏部分制造缺口。钻孔内的泥浆水平应控制在导向墙顶部以下30至50厘米。然后进行清孔灌浆工艺,注入混凝土形成混凝土墙,有效地防止了水库的渗漏。但值得注意的是,虽然目前我国混凝土防渗技术的应用已相当成熟,成功率很高,但混凝土防渗技术的应用对混凝土的施工工序和质量控制十分严格,不利于小坝的施工。
        5.2振动沉模防渗板墙技术
        振动沉模地下连续墙技术是利用大功率、高频率的施工机械将空心钢模沉入坝体地层,然后注入混凝土、砂浆等浆液形成防渗墙。该技术具有施工简单、进度快的优点,但也存在许多局限性。施工中遇到坚硬的地质层,施工难度大,深度不能满足设计要求。因此,在水库除险加固工程中应用时必须慎重选择
        5.3高压喷射灌浆技术
        本技术主要为,在冲击、劈裂和搅拌共同作用下,注浆与地基成为一个整体,提高了旋喷桩与周围土体的密实度和承载力。高压喷射灌浆技术以其可控性好、节约灌浆材料、不露天开挖等优点,在水库除险加固工程中得到了广泛的应用。然而,从成本效益分析的角度来看,这种技术相对昂贵,其抗渗性也不是最好的。
        5.4混凝土结合土工膜的坝面防渗技术
        铺设土工膜水平防渗方案。复合土工膜的使用寿命主要取决于塑料薄膜是否失去抗渗性。根据采空区厚度,加稳定剂的土工膜厚度为0.2 mm。清水条件下土工膜的使用寿命可达40-50年,污水条件下可达30-40年。因此,复合土工膜的使用寿命足以满足大坝的防渗要求。如喀拉喀什河年平均泥沙输送540.18104吨,有利于库底渗流的控制。上游水平层理层长度由渗流稳定计算确定。铺盖长度为55m 时,下游坡脚逃逸点的逃逸率为0.094,小于0.1,表明上游砾石坝基的水平铺盖长度大于55m,无渗漏。为了安全起见,设计长度是70米长的毯子。为了减少接头,土工膜应宽,铺设方向应与坝体轴线平行,接头应避免弯曲角度,位于平面上,接头应热熔焊接,接头应双面焊接,焊缝搭接宽度应≥10cm,铺设前,场地应平整,防渗膜应妥善保护,所有边缘锐利的杂物必须清除,边缘锐利的杂物必须防止被边缘锐利的杂物刺穿,为保证防渗效果,为适应温度和变形的变化,应保留5%-10% 的伸缩缝。如果土工膜破损,应立即修复。
        6结语
        为了保证大坝运行的稳定和安全,有必要对大坝进行加固。该工程的设计和施工技术不仅可以保证大坝的安全运行,而且可以延长大坝的使用寿命。设计人员需要制定设计方案并采取相应的施工工艺,以保证大坝的加固效果。
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