来源:期刊VIP网所属分类:建筑工程发布时间:2012-05-14浏览:次
1引言
随着我国经济的高速发展,人们生产生活用水和工业用水逐渐加剧,因此拦江断河和修建水库等工作显得尤为重要[1]。水库大坝是保障水库正常运行的一道必不可少的屏障,因此水库大坝的危害防治及处理成为众多科研人员的研究热点,其中管涌是水库大坝等各种险情中最为普遍的险工,也是最容易忽视又最容易造成垮坝的险工,因此,分析管涌对水库大坝造成的危害,研究管涌形成的原因,探索管涌对水库大坝危害的处理方式,具有非常重要的现实意义,并且为造福人类,提供了极大的保障。本文根据笔者多年的工作经验,对管涌造成的危害和处理措施进行了深入的探讨。
2管涌的形成及危害
随着科学研究的提高,人们为管涌从不同的角度进行了定义,根据笔者的实际工作体验,总结如下:在渗流的作用下,无粘性土的细颗粒将会从孔隙通道中被连续带出,当土体内的渗透流速达到一定的数值时,将会导致土体的空隙增大,较大的土体颗粒也会被带走,因此会在土体内逐渐形成内部渗流通道,称之为管涌。
管涌现象主要发生在水库大坝的下游坡地,通常由下游地基表面渗流溢出。管涌在发生的初始阶段,通常其征兆非常不明显,具有不易发现的特点,但是一旦发作,管涌发展迅速,使得人们在慌乱的情况下难以做出正确的决策,因此束手无策,但是其随着时间的发展流逝,管涌造成的局面将会更加难以控制,从而导致水库大坝垮塌,进而为人们的生活带来更大的灾害。
因此必须严格的检查水库大坝发生管涌的原因,根据本人多年的经验,水库大坝发生的原因主要包括以下几个方面:
(1)水库大坝的填筑土石料质量过差,比如大多选用坡体强风化石料、腐殖土等。
(2)坝体填筑时由于土层填筑过厚,有些地方最厚层甚至高达两米,导致水库大坝坝体夯实度差。
(3)水库大坝碾压条件差。对于很多水库大坝修建时,由于当时的科技能力不发达,坝体填筑时仅仅用重力小的机械进行碾压,导致坝体很多地方的土质非常疏松,没有夯实。
当水库大坝一处管涌发生时,其流速可能较大,带走更多的大坝材料,如果不能阻止管涌险情的发展,以流土最为迅速,它的过程是随着水位上升,涌水挟带出的砂粒增多,涌水量也随着加大,涌水量增大挟带出砂粒也就更多,管涌对水库大坝造成的危害最为严重的就是垮坝[2]。那样就会造成水库下游农田被淹甚至被毁,严重的还会给人民群众带来生命危险。
在分析出水库大坝发生管涌的原因之后,人们便能够及时的对症下药,制定出合理的解决方案,并立即果断的将方案进行实施,使得管涌造成的危害降到最低点,保护水库大坝自身的安全和周边邻近建筑物、人民群众的安全,保证水库大坝的功能完整无损。
3处理水库大坝管涌的方法
依照近年来的洪灾情况来看,水库大坝发生灾害的主要原因是管涌,其发生的频率较高,若发现处理不及时,将造成巨大经济财产损失。对于不同地质,不同管涌程度处理的方案也有差异,本文根据笔者多年的经验,确定处理方案应根据现场情况具体分析,以疏为主,同时以疏、排、截、堵、压为原则,综合治理。水库大坝发生管涌的主要原因是动水压力的方向与大小,因而处理水库大坝发生管涌的原则是治水,消除、减少或者平衡动水压力可以采取以下方法:
(1)为平衡动水压力需在管涌处用砂卵石袋堆筑平台或抛大石块,用来压住管涌,假如是坝内水库发生管涌,可将坝内水尽力减少,使水头高度差减小,平衡动力水对大坝造成的压力,进而防治管涌[3];
(2)认真的检测和确定管涌发生的位置,使用大石头,碎石袋和粘土等堵压,可以大大的减少水库的动水压力;也可以采用打板桩法:在管涌处坝外打板桩,增加水渗入坝内的渗流长度,以减小水力坡度,从而减小水库大坝渗透的动水压力,防止流砂管涌;
(3)采用土壤冻结法:在水库大坝发生管涌时,我们要详细的探察水库大坝附近的地质条件,对于构造比较复杂的情况,我们就可以使用冻结法形成冻结防渗冰幕,防止流砂管涌;
(4)沙石反滤压盖:在水库大坝发生管涌时,首先在抢筑前必须先清理铺设范围内的杂物和软泥,同时对其中涌水涌沙较严重的出口用碎石块,也可以使用砖块抛填,等水势稍微减弱,就可以在已经清理好的管涌范围之内,铺一层厚约20cm,粗沙再铺小石子和大石子各一层,厚度均为20cm,最后压盖块石一层,予以保护[4]。
4结束语
总而言之,随着水库建设工作的大力加强,水库的水量日渐提升,水库大坝发生管涌的频率越来越高,其险情也是随着水库的容量的增加而越来越大,经过本人多年的实践证明,本文所采取的治理方法是切实可行的,可供来年水库大坝治理管涌进行参考,有可能水库大坝的地质条件复杂,可能产生各种险情,故而治理管涌除了要采取多种科学方法,光靠水利等部门的科技人员难以胜任,随着我国水利工程学的发展,水库大坝预防和处理管涌还要大力的组织机械、建筑、矿山、地质等多学科的科技人员共同参与水库大坝的管涌处理工作。
参考文献
[1]曹燕,葛建.管涌渗透形成集中渗漏通道机理研究[J].科技信息(学术研究).2008(09)
[2]崔佳佳.管涌破坏的计算模型及工程抢护措施[J].山西建筑.2011(09)
[3]李明珠.堤防工程管涌险情抢护措施[J].黑龙江水利科技.2011(03)
[4]刘政.堤防工程常见的险情及抢险方法[J].科技资讯.2011(23)
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文章名称: 管涌对水库大坝的危害及处理
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