土石坝属于散料结构,在坝身土料颗粒之间,仍然存在着较大孔隙,再加以土石坝对坝基地质条件的要求相对较低,在土基或较差的岩基上均可筑坝。因此,土石坝蓄水后,在水压力作用下水库蓄水就必然会通过坝体、坝基的孔隙或接触面,向下渗漏。对土石坝坝体、坝基渗漏的处理。总的原则是“上截下排”,常用的处理方法有:
1.黏土铺盖
黏土铺盖是一种水平防渗措施,是利用黏性土在坝体上游地面分层填筑碾压而成。铺盖的作用是铺盖渗漏部位,加长渗径,减小坝基渗透比降,保证坝基渗透稳定。
(1)铺盖的长度应满足防渗要求,一般在水头较少,透水层较浅的工程中,有效铺盖长度可用4H~8H(H为水头);对水头较大,透水层较浅的坝基,可采用8H~10H。
(2)铺盖的厚度应自上游向下游逐渐加厚,一般用碾压施工时前端厚度约0.5~1.0m,末端厚度约1/6H~1/10H。
(3)铺盖的渗透系数为kn一般不应大于1×10-5 cm/s,坝基土体的渗透系数k 0与铺盖渗透系数k n之比(即k 0/kn)最好能大于1000。
(4)如果在适水性较强的砾卵石层上设置铺盖,应按反滤要求在铺盖设反滤层。
(5)在水库运用期间,若不允许放空水库来设置铺盖时,也可采用水中抛土法形成铺盖。
2.黏土斜墙
黏土斜墙系用黏土做防渗材料,在原坝上游面分层铺筑,人工夯实或机械碾压成斜墙,以拦截坝身渗漏通道。该方法适用于坝体施工质量差,坝身普遍渗漏,浸润线和出逸点抬高,坝体出现管涌塌坑或原有防渗斜墙被渗流击穿等情况。
(1)施工时要降低水位,使施工面全部露出水面。
(2)施工时应对原坝体进行清理。
(3)黏土斜墙的土料应满足防渗要求。
K s≤1/100K d(www.daowen.com)
式中:K s为斜墙土料的渗透系数;K d为坝身土料的渗透系数。
(4)黏土斜墙顶部厚度(垂直于斜墙上游面)应不小于2.0m,斜墙底部厚度则应根据土料允许渗透坡降而定,但黏土斜墙底部最小厚度大于等于1/8H,壤土为大于等于1/5H。
(5)对于坝身局部严重渗漏,甚至形成集中渗漏,经检查上游坡已形成塌坑或漏水喇叭口,但其他坝段质量尚好时,则可采用局部填塞处理。
(6)若均质坝身土料渗透系数较小,坝体渗漏现象不太严重,而且主要是施工质量较差引起的,则可不必另筑斜墙,只需将原坝体上游坡的土料翻筑夯实即可。
3.黏土截水槽
黏土截水槽是在土石坝上游坝脚附近,用开槽回填黏土的方法,将地基透水层截断,以达到防止渗漏的目的。
(1)截水槽的底宽B应根据回填土料的允许渗透比降和施工要求确定。回填黏土及重壤土时,底宽为1/5H~1/8H,回填壤土时,底宽为1/3H~1/5H,截水槽底部需深入基础0.5~1.0m。
(2)截水槽开挖时,一般要加支撑以减少开挖工程量。
(3)截水槽内的回填土应分层填筑,碾压密实。回填的土料应选用渗透系数不大于原坝体防渗土料的黏土,其压实密度不小于原坝体同类填土。
(4)截水槽底部与不透水层结合良好,是保证截水槽质量的关键。
4.灌浆帷幕
灌浆帷幕是在一定压力作用下,把浆液压入坝身或坝基土体,使浆液充填土体中的孔隙,并胶结而成防渗帷幕,以拦截坝身和坝基的渗漏。
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