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土石坝除险加固施工技术

日期：2015-12-25 13:49:44　来源：互联网　浏览数：
　

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1· 土石坝的病险及特征
    1． 1 坝顶高度过低、溢洪道泄洪能力不足
    在实际工程中，因缺乏对当地情况的了解致使设计的不够合理，由于物资匮乏，溢洪道多为敞开式并未进行衬砌处理，经过多年的运行和管理不善，大多数溢洪道由于岸坡崩塌及杂草、柴的丛生，导致泄洪能力大大降低，在汛期降雨量过大或者寒冷地区冰雪融化而引起入库水量的急剧增加而泄洪能力不足，进而引起漫坝乃致溃坝事故的发生。虽然这一现象发生概率较低但引起的危害却是极大的。
    1． 2 坝坡失稳或稳定性不满足要求
    坝坡失稳有整体失稳和局部失稳两类。整体失稳往往是灾难性的破坏，造成的损失很大。局部失稳时，只要及时进行加固处理，一般可以避免恶性事故发生。在工程实际中，坝坡整体失稳的案例很少见，多是局部失稳。
    1． 3 三变形和裂缝
    此类问题的发生，主要是由于设计不合理、施工质量不达标、坝体年久失修等因素导致坝发生沉降或不均匀的沉降所致，在土石坝的病险中最为常见，如不及时加以处理，可引发渗漏乃至垮坝。
    1． 4 渗流危害
    此类现象分为渗透破坏和渗透量过大两大类，其中前者对于土石坝的安全威胁最大，而引发其破坏的形式又分为三种，分别是: 防渗体自身的裂缝引起的破坏，地基与岸面以及防渗体之间的裂缝而引起的破坏，防渗体与附近相连建筑间的裂隙而引起的破坏。渗透破坏对大坝安全影响主要特点是，初期发生渗透变形时难以及时发现，一旦发现有明显渗透现象发生，坝体内部往往渗透破坏已经比较严重，已经对大坝安全构成了极大的威胁。
    1． 5 滑坡危害
    导致土石坝发生滑坡的原因众多，主要有坝体抗滑力较弱、坝坡较陡、抗剪力不足、渗水、地震等自然灾害等因素，导致坝体局部或整体上的滑坡( 比较少见) 。实际上滑坡往往是多种原因综合产生的，所以当发现滑坡征兆后，应及时加以调查研究，分析滑坡产生的原因，并根据不同的情况，采取有效的方法及时处理。
    1． 6 护坡损坏危害
    护坡是土石坝的重要组成部分，由于雨水、波浪、动植物以及设计不当、施工质量和管理等因素的作用和影响，土坝坝坡大都存在不同程度的毁坏，严重的将威胁大坝的安全。导致护坡毁坏的原因众多也较为复杂，主要有结构设计不合理、施工质量不规范、碾压不实、水流冲刷较大、块石风化变质等。在具体事故中，要具体分析。
    2· 土石坝除险加固的具体措施
    2． 1 坝顶高程及溢洪道泄洪能力不满足要求的加固措施
    对于坝顶高程过低或不能满足泄洪要求的情况的处理措施: 其一，加高坝体高度; 其二，提升泄洪设备的规模。在坝顶加高从不同角度而言，有三大方法分别是坝顶加高、下游坡加高、上游坡加高，各具优劣势。
    从坝顶加高中需要注意的是必须要确保坝体的有足够的富裕度，以确保加高后整体工程的稳定性，其安全系数符合相关技术标准和要求。另外，在坝顶加高要注意高度的具体数值，不应过大，应控制在3m之内，尤其是在地震多发区要慎用或不用; 从下游坡加高的优势在于，没有加高高度的限制，相对较为宽松，而且施工期间不影响水库的运行。但是也有着缺点，工程量偏大，且对于整体质量偏低的土石坝或内部已经有裂缝的土石坝而言，则不适宜使用此加高方式; 从上游坡加高的优势在于整体工程量较少，但主要是针对于土石坝前淤积面较高的特殊情况，适用范围相对较窄。
    溢洪道的加固主要对其拓宽并衬砌处理，确保过流断面，满足水库汛期泄洪能力要求。主要采用浆砌石或钢筋砼加固处理，对于部分坝高无法加高或不宜加高的大坝，可适当降低溢洪道高度，以确保水库大坝汛期安全运行。
    2． 2 裂缝预防与处理
    对于坝体出现裂缝的问题，首先要做的是全面观察，通过探井或开挖探槽等方式全面了解裂缝的具体情况，收集裂缝的走向、长度、宽度、位置、走势等信息; 其次，根据所收集到的信息，整理分析裂缝产生的原因，进而依此制定处理方案。根据现有技术，对于不同的裂缝的处理方案主要有放缓坝坡、翻筑、灌浆、增加保护层等措施，至于具体采用哪类方式应综合所收集的信息而定。唯有针对原因，使用针对性的措施才能起到“药到病除”的效果。例如，对于对纵向沉降裂缝，可采用无粘性的细粒土回填，当坝的沉降未稳定前，不要把坝面掩盖，可发现有无新的裂缝出现; 对于防渗体中产生的横向裂缝，往往比较隐蔽，对此类裂缝，应沿缝挖梯形槽，用原坝体土料回填，压实含水量宜略高于最优含水量，严格分层夯实，层间采用洒水刨毛等措施，保证新老土体良好结合。通常而言，为了提升加固的效果，对于裂缝的处理采用上述两者方法相结合的方式。
    2． 3 渗漏预防与处理
    在实际中，导致土石坝出现渗漏的原因众多，但不论是哪类情况都应查明原因进而制定处理方案。对于防渗的具体目标是确保坝体渗流的稳定，降低渗流速度以提升防渗性能; 将渗流量控制在规范允许的范围之内，最大程度的减少损失; 提升坝体防渗性能，严防渗透导致变形以确保坝体的安全。在当前的防渗技术中，主要有以下几种: 建立防渗墙、灌浆、复合土土膜、粘土铺盖等等。例如，对于土坝基、砂砾石坝基常用的方式有上游坝坡增加粘土斜墙、坝顶冲抓套井和坝顶灌浆等，岩石坝基常用的防渗加固措施是帷幕灌浆。对于难以处理且渗流量较小的渗漏点，通常可在坝体下游挖设“Y”型导渗沟，及时将渗水导排出去。或者在渗漏点设置反滤井，滤井上堆置砂石压重，确保土体不被渗流水带走。对坝基渗漏的处理一般依据上游“铺、截、堵”，下游“导、减、排”的原则。
    2． 4 滑坡预防与处理
    滑坡对于土石坝的危害较大，轻者小范围塌方，重者危及周围群众的生命财产安全。因而，对于滑坡的预防必须要提高认识和重视。首先，土石坝的加固设计阶段，必须要充分掌握建设地的地下水位情况，确保勘测数据的客观准确性并加入到方案设计之中; 其次，在具体加固建设阶段和后期运行阶段，要加强质量监督以及对土石坝进行检测，及时做出滑坡预报。
    在滑坡处理方面，由于滑坡产生的原因是滑动力超过了抗滑力。因此，在处理滑坡过程中应当掌握的原则是: 设法减少滑动力，增加抗滑力; 具体做法是: “上部减载”与“下部压重”。“上部减载”就是在滑坡裂缝上部进行削坡处理，以确保整体的稳定性; “下部压重”就是放缓下部坝坡、坡脚处筑镇压台或滑坡体下部做压坡体等。对于自然滑坡的处理除了采用增加抗滑力的支挡法之外，还可采用沉井以及抗滑桩等措施，并做好坝面排水设施，及时将坝面雨水排走，以免其下渗影响坝坡土体的内摩擦力; 对于渠道滑坡而言，可以使用井柱进行加固。
    2． 5 护坡损坏的预防与处理
    对于护坡破坏的处理要因时因地制宜，根据护坡的结构形式、破坏的具体情况、护坡的建筑材料、水库水量情况、施工环境的气候因素等等，并根据现有技术以及施工资金等情况综合确定最终的处理方案，确保经济高效，质量达标。常用的方法有浆砌石、预制砼连锁板或现浇混凝土护坡，加厚反滤垫层及填补翻修等，这些方法可根据不同的情况加以选择一种或多种。浆砌石、预制砼连锁板或现浇混凝土护坡适用于吹程较远，风浪较大，经常发生破坏的护坡坝段; 对于受冻融影响较大的地方，则适用加厚反滤垫层法，但要根据实际需求确定厚度避免因厚度不足而产生护坡破坏; 对于因施工环节不到位，施工质量较差而导致的崩塌、滑动、塌陷等问题，使用填补翻修即可。另外，在护坡加固之后要加强日常的巡查和养护管理。