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土坝养护与修理:注意滑坡危害及观测设备维护

时间:2023-06-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:放水时水位降落速度一般每昼夜不应超过1m~2m,以免造成土坝临水坡的滑坡。注意坝体和坝基中埋设的各种观测设备和观测仪器的养护,以保证各种设备能及时和正常地进行观测。这种滑坡裂缝对土坝的危害性大,故应及时进行处理。

土坝养护与修理:注意滑坡危害及观测设备维护

(一)土坝的检查和养护

1.土坝的日常检查

根据各地的水库管理经验,土坝平时检查工作的内容,主要有以下几个方面:

(1)检查坝体以及坝体与岸坡或其他建筑物连接处有无裂缝,并分析裂缝产生的原因、发展情况。

(2)检查有无滑坡、塌坡、表面冲蚀、兽洞、白蚁穴道等现象。

(3)检查背水坡、坝脚、涵管附近坝体以及坝体与两岸接头处有无散浸、漏水、管涌或流土等现象。

(4)检查坝面护坡有无块石翻起、松动、塌陷或垫层流失等损坏现象,检查坝面排水沟是否有堵塞、淤积或积水现象,检查坝顶路面及防浪墙是否完好。

(5)结合日常检查,每年汛前和汛后应进行一次大检查,特别是在水库处于高水位、水位变化较大、暴雨时期及地震后应加强检查。

2.土坝的养护工作

(1)在水库运用过程中,应按控制运用计划严格控制各期水位。放水时水位降落速度一般每昼夜不应超过1m~2m,以免造成土坝临水坡的滑坡。

(2)要经常保持坝顶、坝坡以及马道等表面的完整。发现坍塌、细微裂缝、雨淋沟、隆起滑动、兽穴或护坡破坏等,应及时加以维修。

(3)严禁在大坝和其他建筑物附近挖坑取土、爆破和炸鱼,以免影响大坝安全。禁止在坝上种植树木、放牧牲畜、堆放重物、建房等。不准利用护坡做航运码头或在坝坡附近的库面停泊船只、竹筏等漂浮物。不得利用坝顶、坝坡、坝脚做输水渠道。

(4)为保证坝面不受雨洪冲刷,应在坝顶、坝坡、坝端和坝趾附近设置集水、截水及排水沟,并注意保持经常性的整修、清淤,使排水畅通无阻。

(5)减压井的井口应高于地面,防止地表水倒灌。如果减压井因淤积而影响减压效果,应采取洗井、抽水或掏淤的方法清除井内淤积物。如果减压井已遭损坏无法修复,可将减压井用滤料填实,另打新井。

(6)注意坝体和坝基中埋设的各种观测设备和观测仪器的养护,以保证各种设备能及时和正常地进行观测。

(二)土坝裂缝及其处理

土坝裂缝对土坝的安全有很大威胁,是土坝常见的一种破坏形式,应给予足够的重视。产生裂缝的原因十分复杂,主要有以下三个方面:

1.因筑坝土料失水干缩引起的裂缝

筑坝土料是含有一定水分的,经日晒蒸发后,土料由湿变干,土体表面发生干缩而产生裂缝,一般称为干缩裂缝,也称龟裂。筑坝时采用的土料黏性越大,含水量越高,出现干缩裂缝的可能性也越大。用壤土筑坝,裂缝较少。对于砂性土质,失水后不会干缩,不会产生龟裂。干缩裂缝,一般只发生在坝体的表面,多呈不规则分布,纵横交错。如裂缝的深度不超过1m、缝宽小于1cm时,一般不致影响坝体安全。但如长期受雨水浸渗,也可能引起滑坡、冲沟等,因此要及时进行处理。对于细小的龟裂缝,可将缝口土料翻松,重新夯压密实;对于较大的缝,夯实处理后,一般可在表面铺一层厚20cm~30cm的砂性土保护层,以防裂缝的继续发展。

对于有防渗体的土坝,如果干缩裂缝发生在黏土斜墙或铺盖上,可能会引起渗流破坏,影响防渗效果和土坝安全,也应及时进行开挖回填处理。

2.因不均匀沉陷引起的裂缝

由于坝体和坝基土料不同,压缩性也不同。在相同荷载条件下,压缩性大的土料,其沉陷量大。由于土坝沿坝轴线方向的填筑高度不同,坝体各段垂直方向的压缩也不同。这些都是使土坝产生不均匀沉陷的内部原因。当不均勾沉陷量超过一定限度时,就会产生沉陷裂缝,一般可分横向裂缝、纵向裂缝、内部裂缝三种形式。这三种裂缝及渗漏通道,均属非滑动性的,处理的方法主要有以下三种:

(1)开挖回填法。开挖回填是裂缝处理方法中比较彻底的方法,适用于深度不大的表层裂缝及防渗部位的裂缝。对于深度小于1.0m、宽度小于0.5mm的纵向裂缝,以及由于干缩和冰冻等原因引起的细小的表面裂缝,可以只将缝口堵塞而不进行处理,但对于较深和较宽的干缩裂缝,应进行开挖回填处理。开挖回填法又分为梯形揳入法、梯形十字法和梯形加盖法。

(2)土坝灌浆。水库土坝(包括圩堤)坝体裂缝、暗沟、孔洞等隐患较深、较多,开挖翻修困难,或施工夯压不足,填土接近于松堆现象等情况,都可采用灌浆办法处理。从各地土坝(圩堤)灌浆后开挖探井检查结果来看,一般可看到涨入的泥浆沿堤坝轴向形成一道帷幕,肉眼可见的宽度或直径大于0.5mm的裂缝或孔洞都被泥浆充填密实,并与两侧土层较好地挤压结合起来防渗,加固效果显著。

(3)开挖回填与灌浆相结合。此法适用于自表层延伸至坝体深处的中等深度的裂缝或水库水位较高,全部采用开挖回填有困难的部位。其做法是:先开挖回填裂缝的上部,对深处的裂缝再进行灌浆,但在灌浆前,必须先进行压重固脚处理后再行灌浆,防止因灌浆而引起滑坡。

3.因滑坡引起的裂缝

因土坝滑坡而引起的裂缝,叫作滑坡裂缝。初期一般先出现纵向裂缝,随着裂缝的发展变成弧形。这种滑坡裂缝对土坝的危害性大,故应及时进行处理。一般有以下几种处理措施:

(1)开挖回填。对于因填土质量差或分期加高培厚引起的滑坡处理,最好将滑坡体全部挖除,再以坝体相同的土质回填,并分层夯实,达到原设计要求的干容重。在开挖回填时,要先修好坝趾的排水设施,使其保持排水通畅,并起到压脚抗滑的作用。

(2)放缓坝坡。如果由于坝坡过陡而引起滑坡,应结合处理滑坡体放缓坝坡。一般做法是:先将滑动土体挖除,并将坡面切成阶梯状,然后按放缓的坝坡加大坡面,用原坝体土料分层填筑,夯压密实。

(3)压重固脚。比较严重的滑坡,滑坡体底部往往脱离坝脚,必须在滑坡体下部采用堆筑块石压重固脚的措施,以增加其抗滑能力。

(4)清淤排水。对于坝基有淤泥或软弱土质而引起的滑坡,一般应将淤泥或软弱土层全部挖除或采用排水措施(开沟导渗)以降低淤泥或软弱土层的含水量。同时,在坝脚用砂石料压重固脚。

(5)开沟导渗。如原来的坝坡是稳定的,只是由于排水体失效,浸润线抬高,使坝坡土体饱和而引起的滑坡,则可采用此法。其做法是:从开始滑坡的顶点到坝脚下,开挖导渗沟,沟中埋砂石等导渗材料。然后将陡坡以上的土体削成斜坡,换填砂性土壤,做成与未滑坡前的相同坡度,并加以夯实,必要时可放缓坡度,压重固脚。(www.xing528.com)

(三)土坝的渗漏及其处理

1.土坝的渗漏

土坝的渗漏根据渗漏的现象可分为散浸和集中渗漏。散浸通常出现在下游坝坡面上,最初渗漏部位的坝面呈现湿润状态,随着土体的饱和软化,在坝坡面上就会出现细小的水滴和水流;集中渗漏则可出现在坝坡、坝基和岸坡上,渗水通常是沿着渗透通道、薄弱带或裂隙呈集中水股的形式流出,对大坝的危害较大。

根据渗漏发生的部位不同可分为坝身渗漏、坝基渗漏、接触渗漏和绕坝渗漏。其发生的原因如下。

(1)坝身渗漏。坝身渗漏的主要原因有坝身填筑质量差,如碾压不实,分期、分段施工或分层填筑时层面结合不密实;土料中含砂石、杂草、树根形成空隙,使透水性过大,蓄水后成为渗水通道;坝身过于单薄,坝趾排水不合格或堵塞失效,使浸润线抬高,渗漏水逸出坝面,其他如生物孔穴等,均能造成危及水库安全的渗漏。

(2)坝基渗漏。产生坝基渗漏的主要原因有坝基有强透水层,而没有做垂直防渗墙,防渗墙没有做到不透水层,防渗墙质量差,黏土铺盖厚度、长度不够或质量差,坝基清理不彻底,在坝前铺盖或坝后任意挖坑取土,破坏了地基的渗透稳定等。

(3)接触渗漏。土坝坝基未进行彻底清理;坝与地基接触面未做接合槽或接合槽尺寸过小;土坝与两岸连接处岸坡过陡,清理不彻底;防渗设备与基岩连接时未做截水墙;土坝与混凝土建筑物连接处未设防渗刺墙或防渗刺墙长度不足;坝下涵管未设截水环或截水环高度不足等原因,均会成为渗流的薄弱面,产生接触冲刷,成为集中渗流的通道。

(4)绕坝渗漏。库水通过土坝两端的岸坡渗往下游,这种渗漏现象称为绕坝渗漏。绕坝渗漏可能沿坝岸结合面,也可能沿坝端山坡土体的内部渗往下游。绕坝渗漏将使坝端部分坝体内的浸润线抬高,岸坡背后出现阴湿、软化和集中渗漏,甚至引起滑坡。产生绕坝渗漏的主要原因包括两岸地质条件过差,坝岸接头防渗处理措施不完善,施工质量不符合要求等。

2.土坝渗漏的处理

土坝渗漏处理的基本方法是“上截”和“下排”,即在坝的上游面设置坝体防渗设备和坝基防渗设备用以阻截渗水;在坝的下游面设置排水和导渗设备,使渗水及时排出,而又不挟带土粒。

(1)上游防渗措施

①上游抛土:这种方法,施工简便,不必将库水放空,可直接在水中抛土。抛土的方法,一般可用船只将土料运至预定地点向库内抛投。土料宜选用易于崩解的黏性土。

②黏土铺益:这种方法,必须放水处理,将渗漏部位全部露出水面。如坝基渗漏,还需将库水放空。土料宜选用黏土,分层夯实。

③黏土防渗墙:在坝基不透水层上建筑垂直防渗墙(或截水槽),是堵截坝基渗漏的有效措施。

④灌浆:对于坝身、坝基和绕坝渗漏,均可采用灌浆方法处理,即在预定的部位灌注浆液防渗。其方法基本与土坝裂缝灌浆方法相同。

⑤堵塞洞穴:对于白蚁、獾、鼠、蛇等洞穴,应先迫巢捕杀或熏烟灌浆毒杀,然后回填土料封闭夯实。

(2)下游导渗措施

①导渗沟:导渗沟应设在下游渗漏部位,形状有Y形、W形、Ⅰ形。沟宽0.5m~0.8m,沟深0.8m~1.0m,间距一般5m~15m,沟内按反滤要求分层填筑砂石材料。

②导渗培厚:对坝身渗漏严重,浸润线在坡面逸出,土坝坝身单薄的情况,宜在渗漏部位按反滤要求先贴一层砂壳,再培厚坝身断面。这不仅可以导渗,而且可以增加坝坡的稳定性。

③坝后导渗、压渗:坝基渗漏常用的有水平砂地、排水沟等。其做法是:先将坝后淤泥和沼泽土清除干净,铺一层厚0.3m~0.5m粗砂层,并在砂池的外边预埋一条排水管,上面铺一层0.2m~0.3m厚的碎石层,再铺一层粗砂防淤。如坝基渗漏严重,在坝后发生翻水冒砂、管涌或流土现象,则需采用压渗措施。常采用压渗台形式,这样既可使地基渗水排出,又可稳定坝基。

(四)白蚁的危害和防治

1.白蚁的危害

白蚁分布极广,种类很多,我国已发现的白蚁有80多种。按白蚁的生活习性,大体上可分为土栖白蚁、木栖白蚁和土木两栖白蚁三种。白蚁不仅会对林木、农作物以及房屋、工程设施造成巨大的经济损失,还会威胁人民生命财产的安全。尤其是栖居在堤坝上的土栖白蚁对堤坝危害极大。

土栖白蚁在土坝内建巢繁殖,蚁巢相连的蚁路纵横交错,将坝身蛀成许多空洞,有的横穿大坝形成管洞。当库水位上涨时,成为漏水通道,随水压力的增大和时间的延长,带出大量泥土,洞径不断扩大,造成坝身突然下陷,如抢救不及,就可能酿成溃坝事故。因此,必须重视白蚁防治工作,彻底消除白蚁对土坝的危害。

2.白蚁的灭治方法

灭治白蚁首先要查明白蚁的活动规律,探得蚁道和主巢部位,然后采取各种方法进行灭治。白蚁巢位虽在地下深处,但要从地面取食,必然会留下种种外露的迹象。可根据树木和堤坝草木根茎有无受害情况以及坝体附近有无气孔泥被状况等表面迹象来判断。还可采用诱饵探巢法以及开沟查找蚁路等办法来查找。灭治的方法有:熏烟毒杀、灌浆毒杀、毒土灭杀、挖坑诱杀等。

3.白蚁的预防措施

对白蚁的预防,一般可采取以下措施:

(1)堤坝基础处理。在建造、翻修或加高培厚堤坝时,要注意做好清基,对堤坝坡上的杂草、树根要清除,特别是与堤坝两头相连的山坡更要注意检查,如有蚁患要认真清理。

(2)毒土层预防。对于新建堤坝,可在其表层的0.5m~1.0m加土夯实时,层层喷洒药剂,作为毒土防蚁层。在迎水坡正常水位以下及块石护坡部分则不需喷洒。这种毒土层在一定的时间内能起预防作用,但应注意对环境的污染。

(3)诱杀长翅繁殖蚁。在白蚁纷飞季节,可在离堤坝15m~30m外装置黑光灯,根据地形设置1~2排。在每盏灯下放置水盆,水面离灯40cm左右,并在水面滴上火油,使分群有翅成虫跌落水中淹死。此外,还可利用生物进行防治,对青蛙蝙蝠、蚂蚁等白蚁的天敌要加以保护,也可放养鸡群食蚁。

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