堤防加固措施

2024-09-29

堤防加固措施(精选9篇)

堤防加固措施 篇1

1 堤防渗透破坏分析

1.1 堤身的渗透破坏

堤身的渗透破坏主要分为四种:沿堤身建筑物漏水、背水堤坡渗水、漏洞和集中渗透。首先, 堤身建筑物一般由混凝土壁和土体组成, 如果二者无法相互融合, 又或者是堤身和穿堤的建筑物之间发生裂痕, 引发管壁有水渗出, 这两种情况都会造成沿堤身建筑物发生漏水现象。其次, 在堤身背水的一边, 当地下水位比较高时, 如果高水位持续一段时间后, 容易发生堤坡渗水现象, 破坏堤坡渗透系统, 严重时会发生滑坡现象, 这些都会引发堤坡冲刷现象。但如果堤身横切面不够宽, 堤身坡比不协调, 又或者是因为填筑层面太过明显, 使得堤身的横向渗透系数过大, 以及新旧堤身进行拼接、堤身和堤坡交界处结合不够牢固, 同样也会引发堤坡冲刷现象。再有, 漏洞的定义是指在堤脚周围或者是提防的背水坡附近出现的一些孔洞, 如果孔洞发生流水现象, 会严重危害堤身安全。堤身质量不合格, 堤身主要材料中含有大量沙砾或者是有机质, 生物在堤身打洞生活或者是堤身老化都会引起漏洞流水现象。最后, 集中渗透是指在水流直接接触堤身时, 并且水流冲击力较大, 破坏了堤身土体抗渗强度, 发生的冲刷破坏现象。如果堤身和穿堤的建筑物二者之间出现裂痕;进行提防建设时, 因为分段而造成结合处密度降低;对老旧堤身进行部分重修时, 新旧结合时没有进行彻底清基, 这三方面是引发堤身集中渗透的主要因素。集中渗透时水流直接接触堤身, 并且冲击力较大, 对提防安全造成了严重威胁, 所以要定期对堤身进行安全检查, 做出险加固处理。

1.2 堤基的渗透破坏

堤基具备一定的渗透破坏作用, 通常会导致土层隆起, 或者是断裂等, 严重时还会渗水, 这些被破坏的土地一般被称为管涌。如果洪水的水位一直处于上升状态, 在背水的一方, 将加大渗透出逸的比降, 如果这种比降不能被堤基所承受, 那么就很有可能导致对堤基产生渗透破坏的作用。这些破坏性最先出现在堤基较为脆弱的地方, 尤其是表土覆盖不厚的地方。堤基发生管涌时, 在堤脚的地方会加速管涌的速度, 如果不加快维护堤坝, 就很有可能会溃堤。

2 堤防防渗加固措施

2.1 前堵型防渗

前堵, 即在临水侧设防渗铺盖、前截、防渗斜墙及铺设土工膜等, 由于提防在靠近水的一侧会被河流所侵蚀, 就会让这些措施难以顺利实施。用铺盖进行防渗是一个非常好的办法, 通常会采用天然弱防水层对堤坝进行覆盖, 不过对这个透水层需要事先做一些检测, 如允许渗透坡降、颗粒级配等, 如果这种天然铺盖不能满足防渗的要求, 也可以使用人工铺盖来弥补。在堤身靠近水的一侧使用前堵措施, 建立填筑土平台, 这种平台对土料有一定的要求, 这样可以让背水的一侧降低出逸比降, 所以这样能够满足前堵的要求, 还能够填补堤身的不足。位于提防的迎水面, 防渗措施可以选用铺设土工膜的方式, 这种方式具备优良的整体性, 而且使用起来非常简便。

2.2 后排型防渗

后排, 主要指在堤防背水侧采取压渗导渗沟、减压沟和减压井等措。对堤身的背水面, 通过后堵的方式进行防渗, 加大对浸润线的控制要通过扩大堤身断面面积来实现。在选择土料时, 一定要选择透水性强于原堤身的填充材料, 这样能够满足后排原则。堤防淤背法, 又称吹填法, 通过泥浆泵等相应的机械设备来吸走河里的杂质, 然后将这些杂质堆放在堤身的背水面沉积, 非常有利于防渗。减压井可以排除堤基的风险, 但是在大量实践中发现, 减压井非常容易淤堵, 在许久以后, 减压井能够排出的水量就越来越少, 减压的效果也随之减弱。

2.3 中截型防渗

中截, 指在堤身中进行黏土灌浆、劈裂灌浆、铺设土工膜、混凝土截渗墙, 以及高压喷射灌浆等。在对堤身钻探, 锥探, 灌浆进行稳固的时候, 浆液的材料的选用要不是黏性土, 要不然就是砂壤土, 如果有必要的话, 也可以在里面加入一些水泥, 把它制成泥浆的形式。钻孔的位置是由堤身的危险部分决定的, 大部分都是梅花形的样式, 孔深的深度应该要比危险位置深度大, 然而灌浆的压力必须要在工地场所上决定。黏土的截水槽, 它最底下的部位要到达基岩的部位, 或是不透水层, 它使用的材料应该要和堤身防渗体的一样, 压力的密度要高于其他的材料。在确定截水槽的底面宽度的时候, 要考虑到回填的材料, 下卧的相对不透水层的允许渗透坡浆还有工地的水平, 不能忽视任何一方。在做劈浆灌浆的时候, 要沿着堤身轴线的最小压力面进行钻孔, 保持固定的压力持续的灌浆, 堤身的劈裂要选取一定的人员进行, 而且要将浆堤之间互相的压力, 泥浆析水的稳固以及堤身湿陷密实的影响加以考虑, 将全部的和浆脉连在一起的裂缝, 洞穴等有危险的部分全部填充, 构造一个垂直的防护墙。对堤身, 堤基进行垂直的防止渗透的工作, 主要就是靠构建一个密闭式的垂直防止漏水的墙面, 阻断漏水的道路, 这是一个能够彻底解决渗透危险的方法。按施工方法分为泥浆槽防渗墙、薄抓斗成槽防渗墙等。

3 防渗加固措施的选择

3.1 堤身防渗加固措施的选择

堤身要是漏水会有很多的麻烦, 比如说背水坡的滑落, 冲刷, 水土的流失, 还有可能造成漏洞和土地的沦陷。如果遇到有危险的水质漏水的话, 就要使用填筑压实, 机械吹填, 以及用淤泥充填的方法将它加宽以及做透水的后堵, 也可以在临水坡外帮增建防渗斜墙, 或采用劈裂灌浆、锥探灌浆、垂直铺塑等。对于那些只是有可能产生堤坡的冲刷, 水土的丢失的渗水, 就可以将贴坡的反复过滤和透水的后堵相互结合。如果要和堤基的防护渗透的方法一起运用, 就可以采用垂直防渗墙的方式。生物洞穴的形成通常是导致堤身的漏洞和跌窝发生的原因, 而且在汛前比较不容易被察觉。但是这种危险在汛期的期间是发展的很迅速的, 而且堤身的断面有限制, 因此对它的破坏就更大了, 我们就可以用酿成溃口的方法去解决。如果要想避免这种危险的发生, 在汛前就应该彻底的检查漏洞和跌窝的漏洞, 采用开挖回填或者是灌浆的方法来处理。要是堤身的建筑物的表面大面积漏水, 就可以用高喷以及静压注浆的办法在临水的边上进行垂直的防止渗透的保护, 或者是在接触的表面采用静压注浆的方法, 必须的时候要做反复的过滤。然而如果出现堤身和穿堤建筑物中间渗水问题, 要使用的就是在接触表面静压注浆的办法。对于那些新旧堤身结合的水面的漏水情况, 就要使用临水侧开挖回填封堵和接触面填充灌浆的方式。然后如果在堤防分段的部分产生渗水, 就要将临水坡的部位进行阻截, 或者是在接合区进行灌浆, 在一些必要时刻, 还要再它的背水坡进行反复的过滤来进行保护。

3.2 堤基防渗加固措施的选择

通过对渗流水量的计算, 如果堤基, 背水坡或者是堤后的地面渗出的数量不能达到正规要求, 或者在汛前期间发生严重的渗漏和水土流失的危险的话, 就应该对它加以稳固。要根据实际的状况进行考虑, 选择将填塘固堤, 临水侧防渗铺盖, 堤基垂直的防止渗透, 背水测压渗盖重, 排水减压沟井, 水平排水褥垫等方法共同结合。

结语

采用何种防渗加固措施, 应根据堤身的土质、建筑层、堤基地质条件、地形条件以及渗透破坏危害程度等进行综合考虑, 然后通过经济技术比较, 选取单一或几种措施来综合治理。

摘要:根据渗透破坏的形式和产生的原因, 分析探讨了渗透破坏的各种加固措施, 为渗透破坏的处理提供了对策。

关键词:渗透破坏,加固措施,垂直防渗

参考文献

[1]聂锦志.堤防防渗加固措施的选用分析[J].中国高新技术企业, 2008 (19) .

[2]常桂芹, 周博, 焦海波.堤防防渗加固办法分析[J].现代商贸工业, 2009 (19) .

堤防工程软基加固的方法 篇2

【关键词】堤防基础;地基基础;软基处理;方法分析

0.前言

由于软土的物理和力学性能相对较差以及它本身包含了大量的水,并且还具有较低的亮度,因此很容易受到干扰。高质量的地方造价非常昂贵,而相关的技术标准都非常高,对于地面变形控制和稳定性的要求是非常严格的。这使得在软土地区路基施工产生了很多的技术问题。本文基于水利工程建设为背景,对水利工程软基的特性、处理原则、堤防失稳的破坏机理以及加固方法等进行着重分析。

1.水利工程软基处理原则

1.1沉降控制的指标

地基沉降控制周期设定完成后一般为15a。对于一般工程在终点区剩余的T结算后不能超过30厘米;而与水利等项目区里较近的路段,其沉降差距不能超过10厘米。

1.2建设时间要求

通常堤防建设所用的总时间为2~3a,而内路基施工的时间一般控制在一个a。因此,我们需要采取一些措施。至尽可能在最短的时间内,完成后的沉降要符合有关规定。

2.软土地基上堤防失稳的破坏机理

软提防滑动根本原因是地基基础薄弱的方面剪切应力超过其剪切强度,稳定平衡遭到破坏。主要有两个因素:第一,因为剪切应力增加,如大坝建设中上部充填重量增加,降雨使土壤容重增加;提高生产原料的渗透力;地震、打桩引起的动态负载。其次,因为软土本身的剪切强度下降。如孔隙水压力增大,气候变化造成的干裂,冻结和解冻,粘土层间因洪水和粘性土的蠕变等。堤防稳定性分析时,通常是将假想滑动面以上的土壤作为刚体,它是受平衡条件的限制的,以其中的各种力量的滑动面、平均剪切强度和剪切应力的平均比率来定义其安全系数,FN>L土处于稳定状态;FN

因此,在滑动状态或有滑动趋势的土壤中达到一个稳定的状态,必须Fn>1(堤在不同的级别,FN值是不同的,一般在1.05和1.30之间),有两种方法:①增加土壤的抗剪强度,从而使孔隙水威力消散,如用于基础的加固;②在减少土壤的剪切应力的作用方面,如减少堤防的横截面面积,以避免对堤防的干扰等。第一个方法被广泛应用于工程。

3.工程软土地基的特性

最常见的软粘土,工程地质性质淤泥或最坏的粉土的数量,通常适用于天然孔隙率大于或等于1.5的土壤,粘土也被称为淤泥,空隙率大于1.0小于1.5的粘土被称为粉质粘土,其主要特点是:

(1)空隙率和自然含水量大。软土的天然孔隙比一般在e=1~2之间,淤泥和淤泥质土的天然水分在W=50~70%,通常大于液限,高的可达200%。

(2)高压缩性。淤泥和淤泥质土的压缩系一般大于0.5MPa,楼建在这种软土上会出现较大的沉降,特别是沉降不均会导致建筑物开裂和损坏。

(3)透水性弱。软土含水量是非常大,另外由于透气性好,渗透系数K≤1(毫米/天)。因为渗透性小,所以土壤受载荷后,常常呈现出高孔隙水压力,影响实地基的固结。

(4)抗剪强度低。软土通常是软塑料-塑料的流动状态,由于外部载荷作用,剪切性能差,根据一些数据统计,中国的软土无侧限剪切强度一般小于30kN/m2(相当于0.3kg/cm2)。不排水抗剪,其内摩擦角几乎为零,剪切强度仅仅依赖于凝聚力,C<30kN/m2,固结快切时,Φ一般是5至150。因此,提高强度的关键是排水。如果土壤有排水出口,会随着压力增加得到有效的逐渐巩固。相反,如果没有良好的排水出口,随着负载的增加,其强度可能被削弱。在这样的建筑物软土上尽可能采取“轻薄”的原则,降低建筑物的荷载。

(5)灵敏度高。软粘土,尤其是海相沉积的软粘土结构中具有一定的剪切强度,但一旦被破坏,剪切强度将显着降低。软粘土扰动后强度降低的特性可用灵敏度(含水量在相同条件下,原状和重塑土无侧限抗压强度比)来表示,软粘土的灵敏度一般是3~4之间,也有更高的情况。因此,应避免使用高灵敏度的软土在堤防的基础上,尽量避免对土壤的扰动。冲填土是水利冲填形成的产物。含砂量较高的填充土,具有巩固情况较好的机械性能;含沙量较高的冲填土强度较低,具有欠凝固性。杂填土大多是由建筑垃圾,生活垃圾和工业垃圾堆填而成,因此具有结构的无规律性。垃圾填充为主的填土,腐殖质含量较高,强度较低,压缩性更大。工业废渣充填为主的填土,可能含有水合物,遇水容易肿胀和崩解,降低了填土强度。

4.进行软基加固处理的方法

在软土地基上填筑路堤时,应该先对路基稳定和沉降这两个问题进行考虑。在一般情况下,对软地面基础的处理方法有很多,常用的有替代法、挤密砂桩、砂垫层、塑料排水板等方法。在软地基加固和处理过程中,施工技术和施工的技术人员使用的控制程序,必须严格按照有关规则和程序操作,而当在施工过程中达到所需的要求。施工过程是:先将表土去掉,然后把水排掉,完成后除去钻井泥浆,在你店层进行分层换填石头,进行泥垫的处理,必须要符合要求,符合要求的分层路基进行填筑压实试验后,进一步进行夯实偏转测试,最后进行堤防的建筑。软基处理前,应该首先进行石头泥的收集、就近堆放以及质量检验,将严格控制石泥中粘土含量小于20%,同时确保石块的直径低于压实厚度的2/3,尽量使用强度<20MPa的软岩或软质岩,防止对透水垫层设置的影响。

在泥石填充时要进行分层填筑,分层夯实。汽车装卸石头要尽可能集中,从地基的中间向两侧扩大;推土机摊铺必须光滑、均匀;推土机在填补底时做到均匀、光滑;对于换填土层要用推土机碾压,前3~4次使用15T左右的光轮压路机碾压,碾压混凝土必须做到开始时缓慢前进,但也注意尽量直来直去,速度应均匀,尽量避免因使用不正确的方式,使软土压实反弹沉降的发生。在碾压时要保证重叠1/2,直到车轮重轮可以将整个匡杜全部压扁,通常需要重新碾压四次。然后:

①石泥在较低的堤下层形成可渗透的垫层,将目标厚度的软土更换下来。

②石头泥可通过块石的骨架作用使得软基达到一定的密集度,确保过程中各部分的压实之后能够密实。下图为加固的基本方法和手段:

在进行挖泥和回填软地基前,必须先将回填的机械,人员和其他相关准备工作,力争清除底部,回填及碾压的一次成功。石泥在分层回填时要将松土层厚度控制在0.5米之内,同时做压实砂研磨和粘土填充石块之间的空隙等工作。准确的将当天的作业段的石泥填到地下水位以上。只有在路基完成处理后,才可以正常进行路基工程建设。必须严格执行监督程序,每一道工序都必须通过监理者的检查和审核批准之后,才可以进行施工;此外,同时还要设置沉降观测点,做好对松软的地面建筑面积沉降的观测。在石灰桩,二灰桩的桩孔灌注新鲜石灰或生石灰混合适量的粉煤灰(通常称为两个灰色),分层夯实。它通过生石灰的高吸水性和膨胀后的离子交换作用以及在空气中二氧化碳具有土挤密桩的作用与水酸化反应,从而加强基础实力。

瓷砖等土工合成材料使的堤基基础表面增加,同时使的堤基负载得到均匀的分散。当地基塑料剪切受到破坏时,土工合成材料将起到防止或减少损害的形成,起到减小破坏发展的作用,从而达到提高承载能力的目的。此外,土工合成材料和地基土之间的摩擦将对地基土的侧向变形起到缓解作用,从而提高了堤防地基的稳定性。

5.施工检查

5.1孔压

一般可采用钢丝孔压计,其性能可满足复杂压力条件的相关需求。钻孔进行埋设时,一个孔埋有一只的压力表,钻孔的埋藏深度在50cm以上时,使用钻杆将压力表压到预定的深度,然后用现场污泥对孔进行封堵。在铺设的时候要对仪器进行保护,要保障电缆的链接,要做好及时的观察,确保该仪器在埋设过程中可以正常的开展工作。

5.2地面沉降

在对沉降的埋设位置膜的位置上进行两层土工布的铺设,是为了防止沉降的底板刺密封膜,然后做好沉降标的安放工作,用沙袋将底板的周围压好,确保沉降标是安全的。地表沉降使用的是水准的测量,在其处理范围以外进行基准点的设置。

6.总结

堤防工程的软基处理关系到堤防建设的速度和质量,所以要处理好软基的相关工作。但在实际施工中,路基软基不仅要按照相关标准和要求并结合经验进行操作,但也需要具体问题具体处理,并最终确保堤防的稳定性。

【参考文献】

[1]邱其达.软弱地基换土垫层法的处理设计及其应用[J].中国西部科技,2006.

[2]杨仲元.软土基处理技术[M].北京:北京中国电力出版社,2009.

堤防加固措施 篇3

水位骤降使得堤防内的水来不及排出, 堤身处于饱和状态, 土体的容重增加, 在渗流的作用下, 造成堤防迎水坡下滑力增大, 抗滑力减小, 失去稳定而产生滑坡。已有学者在研究堤防稳定性时指出, 水位骤降是堤防迎水坡最不稳定情况, 水位下降越快, 边坡越不稳定[1~4]。目前水位骤降情况下堤防的稳定性研究已经比较成熟, 但在水位骤降情况下, 堤防采取不同加固措施的稳定性效果上研究和应用较少, 本文以淮北大堤某段堤防为例, 在此方面展开研究, 来弥补该方面的不足。

1 水位骤降原理和淮北大堤的水位骤降速度

水位骤降一般指水位的降落速度很快, 堤防 (斜坡体) 内的自由面或浸润线滞后于水位降落。Schnitte和Zeller于1975年将饱和渗透系数Ks、给水度μ和库水位下降速度v的比值作为评价降落快慢的依据。毛昶熙[5]分析均质土坝和心墙沙壳坝得出:当k/μv<1/10时为骤降, 此时坝体内的渗流自由面在水位降落后仍占总水头的90%左右, 可以近似认为自由面没有下降;当k/μv>1/10时, 坝体内自由面仅占总水头的10%左右, 不会影响坝坡的稳定性;当k/μv>100时, 渗流自由面将与水位同步下降。

为了工程计算方便, 将“k/μv>1/10”换算成水位下降速度, 即V>10k/时发生骤降, 对于大多数土质堤防来说, 一般认为当V>0.5m/d时, 即算是水位骤降情况[6], 所以对于淮北大堤的水位骤降速度判断以0.5m/d为准, 计算时为保守起见取5m/d。

2 堤防概况和有限元模型

选取的堤防位于淮南市和台风县之间的上、下六坊堤行洪区, 河底高程10.60~13.50m, 宽约150m。堤防以南的滩地, 地面高程一般19.50m左右。研究堤段河道正常水位为18.05m, 20a一遇设计洪水位为23.06m。堤身主要是由粉质粘土组成, 河床为粉质粘土和轻粉质壤土, 基岩为泥粉质砂岩。堤防附近土层从上到下为粉质粘土、轻粉质壤土、粉细砂、轻粉质壤土、粉细砂、粉质粘土。选取大堤某段典型断面, 典型断面土层见图1。

(1) 建模范围。以堤坝为中心, 水平方向上向堤防两侧取两倍的堤高, 垂直方向上由截渗墙底端向下取两倍的堤高。模型左右长度约为52m, 高度约为22m。坐标原点位于左边界高程0.0m处, X轴垂直于堤防向右为正, Z轴向上为正, 稳定计算模型见图2。

(2) 加固措施选择。由于水位骤降致使堤坡失稳的原因既有水流渗透因素又有土体下滑因素, 故根据已有的堤防加固措施资料[7], 选择截渗墙、水平压盖两种加固措施。设计截渗墙厚度为20cm和40cm, 堤顶布置和堤肩布置, 设计深度为深入轻粉质壤土1m, 渗透系数为1×10-6cm/s;设计水平压盖厚度为0.5m和1m, 宽度为均为6m, 沿内河侧布置, 渗透系数为3×10-6cm/s。

(3) 模型边界条件。根据文献[8], 堤内侧为高度随时间变化的变水头边界, 地下水位取14m, 堤防迎水面以上和背水面定义为逸出边界, 堤身后导渗沟定义为逸出边界;不考虑降雨作用, 其他边界为不透水边界。

(4) 原堤岸边坡稳定性。由非饱和土渗流原理和极限平衡法, 利用SEEP/W软件, 以5m/d下降速度为例, 在不同水位下, 对原始堤防边坡进行稳定性分析, 计算结果见表1。由表2可以看出, 当水位降至21.98左右时, 堤岸安全系数降到1.3及其以下, 直至小于1, 说明此时堤岸不稳定, 需要采取加固措施保证堤防的安全性。

3 采取单一加固措施的堤岸边坡稳定性

3.1 采取截渗墙加固的堤岸边坡稳定性

采取不同厚度和位置的截渗墙对堤防进行加固, 通过减小堤身内的渗流量来维护堤坡的稳定性, 对堤岸稳定性计算, 计算结果见表2。由表2可以看出, 布置截渗墙后, 堤防坡体的安全系数均增大, 但幅度并不明显, 只有在堤顶布置的40cm厚截渗墙下, 堤防的安全系数最终满足于规范要求, 可见截渗墙的加固效果并不是很有效。

3.2 采取水平压盖的堤岸边坡稳定性

在堤防迎水坡堤脚处分别布置0.5m、1m厚的水平压盖, 宽度为6m, 通过水平压盖可以给堤脚处增加抗滑力来提高堤坡的安全系数, 稳定计算结果如表3所示。从表3可以看出, 布置水平压盖后, 堤坡的安全系数相对增加较大, 所有数值均大于1.3, 堤坡处于稳定状态。

4 采取联合加固措施的堤岸边坡稳定性

对堤防采取截渗墙和水平压盖联合加固, 原理是“内部防渗、下部增重”。同样选取加固效果最好的单一措施, 选择40cm厚度布置在堤顶的截渗墙和1m厚的水平压盖联合加固, 对堤坡进行稳定计算, 计算结果如表4所示。从表4可以看出, 堤坡的安全系数均有提高, 其加固效果要好于截渗墙和护坡联合加固。

5 不同加固措施的应用效果

为了能够更直接地反映出加固措施的加固效果, 在这里计算出不同水位安全系数大于1.3的堤坡安全系数增率, 单一加固措施的计算结果见表5, 联合加固措施的见表6。从表5可以看出, 增率最大的是1m厚的水平压盖, 为59.3%, 最小的是40cm厚的护坡, 为37.4%。从表6可以看出, 联合加固的效果明显增大, 最大的是截渗墙和护坡联合使用的组合, 为83.9%, 最小的是护坡和水平盖重联合使用的组合, 为76.3%。

6 结束语

(1) 采取单一加固措施时, 1m厚的水平盖重加固效果较好, 平均安全系数增率59.3%, 截渗墙效果其次, 平均安全系数增率为42.8%, 所以若采取单一措施首先考虑水平盖重, 但考虑到截渗墙的施工速度较快, 故在紧急情况下也可以作为首选。

(2) 采取联合加固措施时, 截渗墙和水平压盖的联合加固效果明显比单一加固措施的要好, 安全系数增率为83.9%, 但从经济上来考虑, 联合加固措施造价较高, 所以在选择上需要考虑工程费用。

(3) 从加固效果来看, 采取增加抗滑力的效果比减少堤身渗水的效果好, 但减少堤身渗水可以减小堤身背水侧和堤基有可能产生的险情, 在这一方面还有待进一步研究。

参考文献

[1]刘培青, 张进, 李士军.库水位骤降对库岸滑坡稳定性的影响[J].人民黄河, 2007, 29 (7) :71-72.

[2]时铁城, 阮建飞, 张晓.库水位骤降情况下土石坝坝坡稳定分析[J].人民黄河, 2014, 36 (2) :93-95.

[3]王冬林, 李宗利, 张洪泉.库水位骤降对均质土坝坝坡稳定性的影响分析[J].人民黄河, 2011, 33 (4) :1495-1499.

[4]赵宇坤, 刘汉东, 李庆安.洪水浸泡和水位骤降情况下黄河下游堤防堤岸稳定性分析[J].岩土力学, 2011, 32 (5) :147-149.

[5]毛昶熙.渗流计算分析与控制[M].北京:中国水利水电出版社, 2003.

[6]王冬林, 李宗利, 张洪泉.库水位骤降对均质土坝坝坡稳定性的影响分析[J].人民黄河, 2011, 33 (4) :147-149.

[7]李继业, 刘经强, 葛兆生.河道堤防防渗适用加固技术[M].北京:化学工业出版社, 2013.

堤防加固措施 篇4

【关键词】真空预压固结排水法;水利工程;堤防加固;应用

真空预压固结排水法突出的特点能够使堤防土层更加密实,进而提高其整体性以及增加提防内部粘结性,对延长水利工程寿命有着积极的作用,该种方法中重点的施工工艺如下:平整产地、防线定位、真空抽水设备安装等,每一个施工步骤都值得关注的问题,需要施工人员认真对待。

0.工程概况

某水利工程的堤坝位于软土地基上,尤其是堤坝的上下游交界处的地基更为软弱,在长期的运行使用中,该堤坝的抗压能力和强度都大大降低,存在一定的安全隐患。为了保证堤坝的安全稳定工作,必须要尽快对其进行加固处理。在本工程中,技术人员决定采用真空预压固结排水法来实现堤坝加固,重点的施工范围包括堤坝上下游的护坦、护底和砌石部位等一共8个加固区域。

1.真空预压固结排水法施工工艺

1.1场地平整

从上述工程介绍中,可知本工程使用时间比较长,需要加固的部位也比较多,而且这些部位普遍存在不平整的情况,这种情况并不利于使用真空预压抽水的方法,因此在使用这种方法之前,首先应该做好场地平整的工作。场地平整主要包含两方面,一方面是对施工部位进行平整,另一方面是对周边部位进行平整,有些施工人员忽视了对后者,所以使用真空预压固结排水法效果并不明显。部位的不同,使用的平整方法也有差异,施工人员要视情况而定,比如如果在斜坡护坦的部位上开展场地平整工作,完全可以不必考虑水平平整度,坡面平整度符合工程要求即可。整体上讲,平面与坡面的场地平整,无论采取哪些方法都需要达到相应平整度,方便开展抽压以及覆膜工作。场地平整完成之后,应该在其表面覆盖一层土,主要是为了达到承重要求。通常情况下,砂垫层是素土最好的选择。平整场地时,还需要考虑高差问题,一般而言要求高差保持在50mm以内。

1.2防线定位

防线定位的主要目的是明确施工位置,其要求比较多,第一,充分了解设计图纸及其施工方案,以图纸与方案为准进行防线曾亮;第二,选择精确度比较高测量仪器,选择出集水井等位置,边测量边标记,以免出现遗漏;第三,重点关注塑料排水板的位置,其與真空管网要始终保持平行,不允许出现偏差。

1.3真空抽水设备安装

场地平整以及防线定位等施工完成之后,开始着手安装真空抽水设备,在安装期间,要注重安装重点,尤其是对排水有着直接影响的设备安装。

(1)安装真空集水井, 集水井制作工艺比较并不难,其制作材料主要是预制钢结构。首先将需要加固的所有部位划分为各个单元,每个单元都需要安装集水管;其次,平铺集水井,需要注意的是如果需要使用水平的管道,则需要提前铺设;最后,连接,安装干管时,存在很多衔接位置,该位置需要重点对待,通常情况下,都是选择橡胶软管,因为这种软管密封效果非常好。

(2)井上真空系统安装,该系统涵盖非常多的设备,比如真空表等,其中真空泵以及管道泵是不可缺少的设备,一般情况下,每个系统需要2台真空泵,而且通常都会选择使用5.5Kw,而管道泵只需一台即可。正常情况下,真空泵与固定平台连接,而清水泵则与真空集水井相连。井上真空系统安装之前,需要做好水平管网施工工作。真空泵需要与耐压软管连接,而耐压软管则需要与缓冲罐连接。气其他设备的连接方法比较固定,只要按照正规程序即可。

(3)真空机械系统的安装,该系统最重要的设备就是真空泵以及水气分离设备,每个真空泵都应该与水气分离设备进行有效的连接,通常情况下,选择使用胶管来连接。

1.4铺设真空膜

在水平管网系统完成后,即可以铺设真空膜。真空膜采用14丝的PVC 薄膜三层。铺设密封膜之前,把出膜弯管与真空滤管连接好,出口压盘与地层表面齐平,并放好下橡胶垫圈;铺设时顺风向伸展,加固区四周余留量基本—致;施工人员穿软底鞋上膜,严禁穿带钉鞋上膜;封膜铺设层数满足设计要求,每铺一层均由专人检查,若有孔洞,及时粘补;在密封沟内侧把膜铺平,薄膜过长时,可将其折于沟底,不可外铺于外侧坡上。

1.5真空负压操作

密封膜铺设完工后,各单元的机泵系统进入真空操作阶段。密封膜上覆水前,应进行试抽真空,同时检查每台真空泵的运转情况及薄膜的密封性;试抽真空时间为10天,要求密封膜下真空压力达到0.08MPa以上。试抽真空达到要求后,可进行覆水转入正常抽真空,正常抽真空时间应满足设计要求;覆水厚度应为300mm,覆水后,膜下真空压力应逐渐稳定在0.08MPa。真空操作要求有水必排。随着压力的逐渐上升,排水量越来越小,软基的固结程度也逐渐加大,80天左右即可达到加固要求。

1.6卸载

终止真空预压的标准:连续四昼夜实测地面沉降量小于2mm/d或地基固结度大于实测地基沉降曲线的80%。

2.加固过程中的监督

无论采用哪种堤防加固的方法都需要进行监督检测,以此确保加固效果。主要监督一下内容:第一,对真空度进行监督检测,抽真空施工结束之后,马上检测其真空程度,以此来明确真空损失程度,施工人员正是根据这个真空程度数据来选择使用的措施,以此保证该位置的内部压强符合要求,通常情况下,检测频度为6小时一次;第二,监督检测孔隙水压力,之所以要对其进行检测主要是为了了解固结力度,当相关设备埋入到一定深度时,设备会显示出数据,马上读取数据,以便掌握初始数据,其检测频度为1天一次,检测时,需要注意是否是每天的相同时刻。第三,要对地表的沉降量进行监测,这样可以掌握并推测地基的加固效果,所以对沉降的观测是必要的。沉降观测的密度不小于每3天1次。第四,要对加固部位的水平位移程度进行随时监测,以便能及时采取措施。观测的密度不小于每3天1次。

3.结语

总之,在水利工程的堤防加固工程施工中,除了可以采取帷幕灌浆、增设桩基等传统的加固施工技术以外,还可以采取不影响其整体结构和性能的其他加固施工方式。本文中所介绍的真空预压固结排水法就是这样一种具有良好加固效果的施工技术新方法。本工程中通过采用这种加固施工技术对堤防进行加固后,其强度和稳定性都得到了很大的提升。本文是笔者多年施工经验的总结,希望水利工程堤防加固有所帮助。 [科]

【参考文献】

[1]葛安定.真空预压法软基加固技术研究[J].科技创新导报,2011(29).

[2]武占军,王巍.对软土地基用塑料排水板施工工艺的探讨[J].价值工程,2010(06).

[3]赵友云,闵木林.真空预压法在市政道路软土路基处理中的应用[J].中国高新技术企业,2009(21).

水库堤防工程加固处理技术 篇5

1.1 基础垂直防渗

垂直防渗技术被应用在地基透水层相对较薄的位置或是处在隔水层较浅的位置下,然后将其制作成为封闭式的防渗帷幕以此去对所出现的险情予以处理,这能够很好的并且非常彻底的对堤坝和堤身出现渗漏的问题加以处理。基础垂直的防渗在堤防除险加固的工程可以说负责的主要是对堤坝地基还有其堤身里出现的渗漏做出处置,其技术的主要原理是使用链条式的开槽机在堤脚和坝脚的前方设置土槽,在其中建立连续的土工膜,并且还应该在里面假如一些相对松散的壤土,使其可以形成一种非常完善的防渗体系,这种体系是一种属于封闭式的防渗的帷幕,其主要是要达到防渗的目的,使用这样的一种方式去对堤防的自身的稳定和安全性给予充分的保障。

堤防除险加固工程施工里所用到的基础的垂直防渗技术进行使用的时候还应该对土槽的尺寸与土工膜铺设的方式,还有孔槽回填等问题加以控制。在对土槽质量做出控制的时候,其对于施工技术有着非常严格的要求,孔槽纵向还有横向进行偏移的位置不能不大于10cm,孔槽的长宽还有其自身的高度需要严格的遵照施工所涉及到的距离去完成切割,使用这样的方式去将其施工的误差降到低点。孔槽的内壁需要具有一定的坚固性,其最好选择泥浆对孔槽的内壁完成加固的处置,并且泥浆的密度给予控制,使其能够平整的铺设在孔槽的内壁上,并且在开始施工的过程中还应该对孔槽的平衡的等问题进行保证。预防因泥浆的重力在分配分配上出现的不匀称的问题,使得孔槽出现偏移而产生偏差。土工膜在铺设的时候应该对以下的几点加以注重。

(1)土工膜铺设主要是对塑模的质量给予充分的保障,在塑模施工的时候对其厚度以及幅宽进行检测以此对其自身的抗冲击性加以保障,检查出其中出现的问题,进行对其进行处置。

(2)塑模搭接相对要更加的准确一些,对于搭接的宽度如果想要进行砂袋需要安装相关搭接的方式去进行紧密的搭接。

(3)对塑模上端是超出槽口给予充分的保证,塑模超出槽口的部分便于和复合膜完成搭接,预防因为搭接长度出现的问题而使得质量上出现问题。

1.2 斜坡铺塑

斜坡铺塑主要是伴随着堤防的斜坡去完成铺塑的,主要是防止坝身产生渗透的问题。在堤防除险加固工程施工的过程中挑选的斜坡铺塑技术其关键是使用PE复合的土工膜当做施工的原料,然后将排放实现融合,进行一步一模或者是两步一模的铺塑方式,将铺塑建立在已经设计好的防渗水位半米以上,以此去对堤基本身的防渗性能加以提升,合理的对其渗透的问题加以提升。对基础垂直的防渗方法,斜坡铺塑相对单一,可是两种方法都可以非常好地对堤防出现的渗透问题进行控制。

2 水库堤防加固处理技术分析

2.1 砌石与抛石施工技术

在准备砌筑的时候,应该进行相关的放线,对其基础的范围进行确定,将其进出进行夯实,并且还应该对其高程给予复核,经过监理机构的相关验收完成后,才可以完成垫层的铺设,在铺设垫层的时候应该使用分层铺设的方式去进行。进行砌筑的时候,需要仔细挂线,从上到下,错缝进行竖砌。砌筑挑选座浆法,施工步骤是事先将石块进行科学的试放,然后试着挪开,铺浆同时再进行砌石,最后小石需要填紧并且卡稳,同时将灰浆挤满。进行砌筑的过程中,应该选择分层砌筑的方式,底浆应该铺满,同时石块彼此之间应该靠紧,其表面的平整度不可以超出3cm。隐蔽石砌缝应该刮平,并且对于处在外面的的部分应该另外的去进行勾缝,并且留出一定的砌缝,砌缝的标准应该是宽2cm,深2.5cm,勾缝的过程中,应该使用中细砂料去完成拌制,在灰浆凝固之后还应该掏净润湿再选择1:2的水泥砂浆选择凹缝去进行勾缝,其一定要填满且压实,并且还需要抹光,缝面要保持平整干净。

2.2 高喷灌浆防渗相关施工技术

近几年经常被使用到的堤坝的防渗技术就是高喷灌浆防渗技术,其进行使用的效果非常好,并且还能够十分全面的对其出现渗透的问题给予处置。我们所理解的高喷灌浆防渗技术主要是选择工程钻机的钻孔去将堤防产生渗透的位置完成深度钻孔,再选择高喷技术去对钻孔进行喷浆,从而适合加强土体自身的密实度,防止产生渗透的现象。高喷灌浆防渗技术主要就是在堤防土体里添加防护层,能够很好地对水流的渗透进行阻碍。在堤防除险加固工程里选择高喷地灌浆防渗的技术,在喷射灌浆环节里通常会用到水泥浆去当做主要的喷灌材料,按照实际的施工需要去选择定喷以及旋喷或摆喷中的一种喷射方法去实现施工。高喷灌浆防渗技术使用的时候应该对施工质量的控制加以注重,在钻孔深度还有灌浆压力等环节使其可以与标准的需要相互吻合,按照堤防具体的渗漏状况做出相对科学的处置。高喷灌浆防渗技术可以说其自身有着极好的发展空间,其主要的特点是施工的速度相对较快,并且施工的成本并不是很高,同时施工的性能还非常的强大,以及进行施工的时候能够符合相关的施工标准,其中高压喷射法可以非常好的使用到高压,主要是运用高压的方式去把水泥浆,喷射到施工的土体里,这种施工方式可以防止喷射材料在进行施工中的浪费,同时还避免了对环境的污染。工程钻机的钻孔技术在进行施工的时候造成的噪声小,并且操作也比较简单,而且效率也非常高,能够以后对堤防渗透问题进行处理的过程中发挥非常关键的作用。

2.3 切实进行好堤防工程的险情清理工作

在险情排除过程中,事先应该对堤顶的高程实现复核,在不满足有关规定的时候应该其进行筑高和加固。并且一定在并未设防护段的堤段实现防护与加固。在对堤顶进行防护的时候,可以使用修筑混凝土和沥青混凝土,或者选择防浪墙对风浪进行抵御。在堤防工程产生渗透损坏问题的情况下,所使用的除险加固手段一定要从这样的两点去入手:第一,提升堤身本身的抗渗透破坏的能力,例如,强化堤身的密实度,或者是清除堤身和堤基产生的隐患,并且把边坡放缓等方式;第二,使用降低渗流破坏能力的方式去对防渗透破坏加以实现。基于前堵后排和反滤料保护渗流出口的原则,按照相对应的地质条件和险情实际状况,挑选合理的渗流的控制方式。

2.4 水库加固工程在后期应该进行的防护

在后期的处理的时候应该注重对其的保护,强化对现场作业人员的职业的教育,并且对其职业素质加以保障,防止其对已完工的建筑产品造成人为的损坏,对于已完工的土建工程要派出专门的人员进行管理。在后期进行养护的时候,混凝土浇筑之后应该要保障在混凝土的强度达符合相关的标准,在完成之前需要禁止人员在上面进行踩踏,以预防产生意外的情况。其中还需要注意的是,在整个工程进行施工的时候都应该注意对工程整体质量的掌握。在进行施工之前需要进行好对施工材料自身质量的监督和控制,组织好有关的技术人员去对材料和半成品等的订货计划进行严格的实施。总的来讲,通过对以上的所有材料和产品严格的监控,施工过程的严格监控去对整体工程的施工质量加以保障。

3 结束语

总的来讲,最近几年我国遇到了多次规模比较大的洪涝灾害,在这过程中也得到了很多的堤防除险加固技术的经验,有关的技术也获得了非常大的提升。本文根据我国的具体堤防状况对这些经验技术给予了归纳,希望可以给日后的防汛工作提供一些理论上的参照,可提高我国人民群众的生命财产安全的保障。

参考文献

[1]张健.探究建筑工程加固处理技术[J].门窗,2013(8):100.

[2]王亚军,吴昌瑜,任大春.堤防工程风险评价体系研究[J].岩土工程技术,2011(1):1-8.

堤防工程裂缝成因及加固方法探究 篇6

1.1 原材料质量不合格引起的裂缝

(1) 水泥。水泥如果安定性不合格会引起裂缝, 此类裂缝表现为龟裂。

(2) 砂石骨料。 (1) 砂石含泥量超标。 (2) 砂石级配差。 (3) 碱骨料反应。

(3) 拌和水及外加剂。拌和水或外加剂中氯化物等杂质含量过高时引起钢筋锈蚀而造成混凝土裂缝。

1.2 收缩裂缝

混凝土的收缩引起收缩裂缝。收缩的主要影响因素是混凝土中的用水量和水泥用量, 混凝土中的用水量和水泥用量越高, 混凝土的收缩就越大。选用水泥品种的不同, 干缩、收缩的量也不同。

1.3 温差裂缝

混凝土内部和外部的温差过大会产生裂缝。温差裂缝的主要影响因素是水泥水化热引起的混凝土内部和混凝土表面的温差过大。堤防工程混凝土因其体积大更易发生此类裂缝。

2 堤防工程混凝土的裂缝预防控制措施

2.1 控制水泥品种与用量

理论研究和工程实践证明大体积混凝土产生裂缝的主要原因就是水泥水化过程中释放了大量的热量。因此, 在大体积混凝土施工过程中, 我们要合理的选择水泥的品种, 不同品种水泥的水化热是不同的。水泥水化热的大小及速度取决于水泥内矿物成分的不同。水泥矿物中发热速率最快和发热量最大的是铝酸三钙, 其他成分依次为硅酸三钙、硅酸二钙和铁铝酸四钙。另外, 水泥水化热的大小与水泥颗粒的粗细程度有关, 水泥越细发热速率越快, 水化热对裂缝的影响也越大。因此, 我们在大体积混凝土施工中应尽量使用矿渣硅酸盐水泥、火山灰水泥。水泥品种是一个方面, 同时我们要尽量的减少混凝土中水泥的实际用量, 这样能直接减少水化热产生的热量, 但要在合理范围内, 避免由于水泥用量过低, 造成构件的设计强度减小, 造成结构安全隐患。

2.2 优化大体积混凝土设计

大体积混凝土一般用于建筑物或构筑物基础等, 主要利用混凝土的抗压性能, 因此大体积混凝土不布置钢筋或者布筋较少, 为了增强混凝土的抗拉性能, 减少裂缝的出现。在裂缝易发生部位如孔洞周围以及转角处布置一些钢筋, 让钢筋代替混凝土承担拉应力, 这样会使工程成本稍微加大, 但是这样对工程的施工质量和构件的强度会有大大的提高, 可以有效的控制裂缝的产生与发展。

其次, 结合大体积混凝土在整个工程的部位和起到的作用, 在力学、结构安全能满足使用要求的前提下, 合理安排和布置变形缝, 这样可以非常有效的防止伸缩裂缝, 减小大体积混凝土的个体体积, 从总体上减小了个体的水泥水化热的热量。同时, 减少混凝土保护层厚度等也可以在一定程度上减少裂缝的产生。

2.3 掺加外加料和外加剂

众所周知, 我们平常使用的商品混凝土中, 生产厂家会掺加一定的粉煤灰, 粉煤灰的掺加会对混凝土质量进行改善。在大体积混凝土中掺入一定量的粉煤灰后, 不仅可以提高混凝土的和易性, 还可以增加混凝土的密实度, 提高抗渗能力, 减少混凝土的收缩变形, 减少水泥用量。要降低大体积混凝土的水泥水化热引起的内部温升, 防止结构出现温度裂缝, 利用粉煤灰作混凝土的掺合料是最有效的方法之一, 而且该方法经济实惠, 材料来源广泛。

2.4 骨料的选择与控制

如果施工部位或者构件允许, 在骨料的选择上应该选取颗粒比较大的碎石, 碎石的强度要高, 同时要合理搭配, 使碎石骨料有科学合理的连续级配。使大体积混凝土达到较小的空隙率及表面积, 从而减少水泥的用量, 降低水化热, 减少大体积混凝土凝结过程中的干缩变形, 达到预防混凝土裂缝的目的。

2.5 混凝土裂缝检查与处理

对于表面裂缝因为其对结构应力、耐久性和安全基本没有影响, 一般不作处理。对深层裂缝和贯穿裂缝可以采取凿除裂缝, 可以用风镐、风钻或人工将裂缝部位凿除, 直到看不见裂缝为止, 凿槽断面为梯形再在上面浇筑混凝土。加设钢筋网片, 在处理较深的裂缝时, 一般是在混凝土已充分冷却后, 在裂缝上铺设1~2层的钢筋后再继续浇筑混凝土。对比较严重的裂缝可以采取水泥灌浆和化学灌浆。水泥灌浆适用于裂缝宽度在0.5 mm以上时, 对于裂缝宽度小于0.5 mm时应采取化学灌浆。化学灌浆材料一般使用环氧-糠醛丙酮系等浆材。

3 结语

综上所述, 通过坝体混凝土裂缝形成原因的分析, 裂缝是堤防工程混凝土中普遍存在的问题, 不仅影响结构功能, 承载能力, 而且还可能造成质量事故。因此, 不仅要在施工中采取有效的措施预防控制裂缝的产生, 而且要对已经出现的裂缝认真分析, 采取合理的修补措施进行处理。

摘要:水利工程混凝土堤防工程在众多影响因素中, 坝体的开裂在实际工程中是一个较为普遍的现象。裂缝的存在, 会影响其强度和耐久性, 对结构产生有害的影响;有的甚至引起严重的渗漏, 导致工程不能正常使用, 影响工程寿命和经济效益。

关键词:堤防工程,裂缝成因,加固方法

参考文献

[1]金峰.分布式光纤测温系统在大坝混凝土安全监控中的设计和应用研究[C]//.Proceedings of 2012 (Shenyang) International Colloquium on Safety Science and Technology.2012.

[2]Markus Aufleger, Matthias Goltz, Sebastian Perzlmaier, Jrgen Dornstdter.混凝土面板堆石坝的分布式纤维光学温度监控——技术误导还是有用的补充性监控系统[C]//现代堆石坝技术进展:2009——第一届堆石坝国际研讨会论文集.2009.

[3]φyvind E lier, Ingvar Ekstr m, Yngvar Larsen, Tom R Lauknes.INSAR在基于卫星的大坝监测中的应用[C]//水电2013大会——中国大坝协会2013学术年会暨第三届堆石坝国际研讨会论文集.2013.

堤防加固措施 篇7

1.1堤防工程的特点

(1) 通常, 堤防都是傍河而建的, 因此, 不仅在堤线的选择上存在一定的局限, 而且堤基大部分都没用经过处理, 是由砂石和卵砾石组成; (2) 堤身的质量相对差, 而且有许多的堤防都是在原来老堤防的基础上逐渐加高增厚而成的, 所以, 堤身的质量不高; (3) 堤后的坑塘较多。在筑堤的施工中, 通常培填的土料不足时, 都会在堤后进行取土来筑堤, 而对这些取土坑、塘基本都没用进行后期的处理。当遇到洪水时, 就容易引发各种险情。

1.2堤坝中常见的病险

(1) 渗透破坏。渗透问题一直都是困恼水库质量的普遍问题。通常, 引起堤防渗透问题主要有以下因素, 首先, 当穿堤的建筑物跟堤防的接触带出现冲刷时, 就容易出现渗透问题。其次, 当堤坝里面存在阴沟以及腐朽树根等不明物时, 会引起堤身的散浸、漏洞等情况产生。最后, 当堤基土是为黏土或壤土时, 由于层厚的不均匀分布, 导致局部的夹层有较强的透水性而出现堤基渗透破坏问题。

(2) 裂缝破坏。裂缝问题是影响堤坝施工建设质量的重要问题, 裂缝的出现对堤坝整体结构的安全性影响很大, 特别是在混凝土堤坝施工中影响更为大。所以, 在堤坝施工中需要从不同方面对堤坝裂缝的诱因、位置、程度等问题进行详细研究, 然后在通过采用科学有效的对策进行裂缝问题的处理。

(3) 变形破坏。通常, 引起水库堤坝的变形主要分为渗透破坏变形和土体破坏变形。渗透破坏变形, 是由上述诱因产生的, 而土体破坏变形则是由于水库坝体在土坝坝体和坝基的荷载作用下引发的变形, 或者是在水压的作用下由于坝体的填土厚度不同, 导致在土体固结中造成坝面土体出现位移而变形。

1.3病险的原因分析

(1) 设计防洪标准过低。由于, 我国中小型水库基本都是建于20世纪60年代, 那个时期水利工程制定的防洪标准较低, 随着时间的变迁, 这些水库的防洪能力越来越不能满足要求了。 (2) 设计缺陷。在早期的水库建设过程中, 由于缺乏科学的方法, 在对工程洪水计算时主要采用查图法或参考其他水利的资料, 进而导致计算成果的误差很容易引起水库设计布局问题。 (3) 施工填土质量问题。尽管当前我国水利施工技术越来越完善, 但是在水库施工中对土体的处理依然无法达到设计的要求, 在长年累月的影响下容易引发水库坝体的险情出现。 (4) 泄水建筑物的施工质量问题。在早期水库坝体建设中寄本都是采用的砌体结构, 其结构强度和抗腐蚀的强度都无法与现在的混凝土结构相比, 因此, 在长年累月的腐蚀影响容易产生裂缝, 甚至出现失稳坍塌。 (5) 地基处理不彻底。在过往的水库建设中, 施工前对项目地质的勘察不全面, 就进行对坝体设计以及施工, 很容易造成在基础施工过程中时忽略对地基的处理, 基础会发生不均匀沉降。 (6) 后期维护力度不够。由于水库堤坝中大部分坝体都是土坝, 如果没有进行一定的维护, 就很容易出现白蚁和鼠害问题, 对水库堤坝的安全构成危害。

2堤坝施工中的除险加固技术

2.1堤坝的除险加固的前期工作

由于堤坝的除险加固是一项艰巨的工作, 因此, 要想做好除险加固工作就需要收集掌握其各项基本资料: (1) 项目的检查和隐患探测的资料, 主要内容包括观测堤防沉降及水平位移;堤身的变形、裂缝、渗漏等问题以及水下的地形、裂缝监测等; (2) 堤坝建设的历史资料, 主要包括改建、扩建、复堤、加固等方面的资料以及历史的险情类型、处理对策等材料。

2.2崩岸险情治理

引起崩岸问题主要受地质条件、水流条件、水浪冲刷以及河床边界条件的影响。因此, 在治理堤坝崩岸工程中, 主要采用的治理技术包括抛石护岸、四面六边透水框架、混凝土块铰链排、模袋混凝土、压载土工织物软体排护岸等。

2.3滑坡险情处理

堤防滑坡主要分为临水坡的滑坡和背水坡的滑坡。因此, 对于临水面的滑坡主要采用土石驻台等加大抗滑或者采用背水坡贴补强法等处理的方法;而对于背水面滑坡主要采用加大抗滑力法、降低滑动力法、滤水还坡法等措施进行处理。

2.4堤防管涌的处理

堤防管涌是堤坝中最常见的问题。通常, 在处理堤防管涌问题时, 主要采用反滤围井法、蓄水反压法等方法进行处理, 其中反滤围井法是常用的方法, 主要在把装好泥土的编织袋铺设在堤坝的管涌口处, 围成井状并填充适当的反滤料, 此时管涌口的流水与反滤料相互作用, 以此避免险情的产生。

2.5堤坝地基险情处理技术

(1) 换土垫层法。挖除浅层软弱土及不良土, 对土层进行分层碾压夯实, 并适当的采用砂 (石) 垫层、碎石垫层、粉煤灰垫层、干渣垫层、土垫层等回填的材料进行回填。 (2) 深层密实法。利用强大的夯击能, 迫使深层土液化和动力固结, 使土体密实, 用以提高地基承载力, 减小沉降, 消除土的湿陷性、胀缩性和液化性。 (3) 排水固结法。通过布置垂直排水井, 改善地基的排水条件, 及采取加压、抽气、抽水和电渗等措施, 以加速地基土的固结和强度增长, 提高地基土的稳定性, 并使沉降提前完成。

3加强堤坝除险加固施工质量控制的措施

3.1施工前的质量控制

(1) 工程设计的质量控制。在堤坝工程施工前, 施工、设计、管理等相关部门要对水库堤坝的除险加固情况进行详细探查, 进行合理的设计。 (2) 加强施工设备、材料的质量控制。使用设备和材料时, 需要提供检测合格报告给监理工程师和质量监督员, 以便其查证。未经现场鉴定认可的材料在水库除险加固工程中禁止使用。以此从源头上实现施工设备和材料的合格等等。

3.2施工中的质量控制

(1) 严格执行工序检查验收制度。首先, 严格实施施工工序的检查与验收政策, 合理的设立现场监理人员进行全面控制、步步把关。其次, 严格把控施工过程中每一道工序, 确保其符合相关标准, 对于那些不符合标准的工序, 坚决拒绝签字验收, 并督促返工直至符合验收标准;最后, 加强对关键部位和隐蔽工程的重要工序的质量控制。 (2) 把握施工进度, 提高工作效率。对于常驻现场的监理工程师, 首先需要其有相关的专业资质, 并且在施工监理中, 需要根据施工设计的要求, 督促施工步骤的规范性, 做好施工进度的控制工作, 当施工过程中出现问题时, 及时上报处理, 避免问题的继续扩大。此外, 作为监理人员还需要掌握施工现场的施工材料的应用状况, 根据施工进度来补给生产设备和材料, 提高工程施工效率。

3.3事后质量控制

(1) 项目质量检验。在水库堤坝除险加固工程竣工后, 相关监理人员要根据施工的标准以及相关的要求进行工程质量的检验, 对于不满足项目要求的, 坚决签证过关, 并要求施工单位及时采取相关措施解决, 知道符合项目质量标准和要求。 (2) 竣工资料的审核。当水库堤坝除险加固竣工后, 监理人员需要对承发包合同、设计图纸、竣工图纸、原材料质量保证书、技术认定报告书, 单元工程和分部工程质量评定资料、相关参建企业的建设管理的原始资料、竣工决算报告及有关资料等进行检查审核。

4结束语

综上所述, 水库堤坝的除险加固是一项长期且艰巨的工作, 加强堤坝工程的施工质量的控制, 是水利建设过程中的重要工作, 其施工质量的好坏在保障人们生命财产安全和提升生活质量方面都发挥着不可忽视的重要作用。因此, 在施工过程中我们要加强完善建设监管措施, 只有提高堤防工程的质量, 确保施工质量满足设计要求, 才能更好地推动堤坝工程的发展。

参考文献

[1]赵春艳.浅谈堤防消险加固技术[J].水利论文, 2010 (6) .

堤防加固措施 篇8

1 工程概况

本工程位于湖南澧水流域津市境内, 由于多年汛期洪水, 长期受水浸泡, 多处堤防出现挡水面板剥落, 部分堤基渗水现象严重。早在20世纪80年代已按20年一遇防洪标准修建了堤路结合的土石混合结构防洪堤, 防洪水位25.00m, 堤顶高程25.80m, 迎水侧为浆砌石挡土墙, 墙背填土岸坡采用干砌石、草皮护坡, 坡比1:2, 坡脚设置浆砌石齿墙和抛石压脚等工程措施。提高到50年一遇防洪标准的堤防结构后, 有3.5km长的堤防是在原旧堤基础上以不增加外部水平荷载为原则扩建加高, 采用空箱式结构, 箱内设置砼防渗面板, 另有约1km新建堤采用衡重式浆砌石结构。虽然近年来防洪堤经受洪水了考验, 未发生堤防明显的变形、位移、沉陷和垮塌, 但全长堤防大部分堤段则出现不同程度渗漏, 局部岸坡发生淘蚀、冲坑, 严重威胁着堤防今后的安全运行。为此, 堤防的防渗处理和除险加固刻不容缓。

2 江堤渗漏原因分析及渗漏形式

2.1 江堤渗漏原因分析

防洪大堤在洪水期间除沿穿堤地下排水涵管发生洪水倒灌外, 其渗漏方式主要表现为直接渗水和管涌。直接渗水的表现形式是:在洪水位与堤后路面高程相当时, 外江水沿堤基和堤防挡土墙中与外江连通的孔洞直接渗入, 开始表现为浸水、漏水, 随着洪水位超过堤后路面高程, 渗漏水量增大, 表现为流水、冒水、涌水, 有的呈喷流的形式。管涌主要在洪水位超过堤后路面高程后形成, 往往发生在堤内墙跟、空箱结构的底板、堤后路面表现为冒泡、冒浑水和翻砂现象, 出水处堆积颗粒状细砂。防洪堤沿江一级阶地北岸修建, 沿堤岸坡不少地段属人工改造河岸, 岸坡坡度25°~35°。据地质勘探资料, 江岸分布的地质土层自上而下为:人工填土、新近沉积粉质粘土、河床冲积褐黄~灰色粉质粘土和砂卵石层。其中, 人工填土主要为杂填土, 部分为素填土。杂填土一般分布河岸顶部和中部, 厚度0.7~6m, 土的密实性较差, 渗透系数大于10-3cm/s, 属透水层。素填土厚度2~7m, 属中透水层, 渗透系数在10-4cm/s左右。新近沉积粉质粘土分布于整个河岸, 厚度2~4m, 呈湿可塑状、欠固结, 较为松软, 渗透系数在10-4cm/s以下, 为弱透水层。褐黄~灰色粉质粘土分布岸坡的中部和中下部, 厚度0.8~14m, 呈可塑、硬塑状, 渗透系数10-4cm/s以下, 为良好隔水层和堤基持力层。

20年一遇防洪标准防洪堤修建时不少地段的堤基基础置于人工填土层中, 堤防迎水侧浆砌石挡土墙均没有采取防渗措施, 墙背回填土多数为杂填土, 这是造成堤防渗漏的主要原因。其次, 沿堤向外江排水的穿堤地下涵管, 均为无压管, 其封堵闸门有的设在向外江排放的出口, 有的设在堤内离堤较远的各自工厂内, 且设施陈旧老化, 封堵不易密实, 使得高洪水位时封堵闸未能有效阻止洪水灌入, 形成倒灌, 并沿着无压涵管的砌缝、孔洞、管缝透过上覆人工填土层, 以管涌或直接渗水的方式产生堤内渗漏。此外, 衡重式浆砌石堤型新建堤, 其沉降分缝有的采用沥青木板和沥青油膏麻丝填缝, 有的采用沥青井防渗、沥青木板填缝的处理方式, 且墙面不批灰仅勾平缝。由于分缝填充材料易老化, 填缝不密实, 墙体砌筑砂浆不饱满存在孔洞, 墙面勾缝浆体脱落, 因此极易给洪水形成渗漏通道。

2.2 江堤主要渗漏类型

根据渗漏方式和渗漏原因及其渗漏途径的不同, 防洪堤在洪水期间的渗漏类型具体归纳为以下5种:

⑴渗漏类型一:防洪堤外有较宽的平台, 这些平台是砌筑20年一遇防洪堤浆砌石挡土墙回填杂填土时填筑形成的, 浆砌石挡土墙的基础置于杂填土层中。洪水期间, 外江水主要沿堤防迎水侧挡土墙孔洞、砌缝、沉降缝、排水孔以及杂填土地基和杂填土填筑的堤外平台渗入, 造成防洪堤渗漏。

⑵渗漏类型二:原20年一遇浆砌石旧堤的基础置于素填土或新近沉积的粉质粘土层中, 浆砌石墙背回填杂填土。素填土地基属中等透水层, 经设计部门计算复核, 在洪水中其水力坡降不足以抵抗管涌的产生。堤防渗漏主要沿浆砌石堤墙身孔洞、砌缝、沉降缝、排水孔和新旧堤接触部位以及堤基渗水和产生管涌。部分堤段管涌现象较严重, 堤内侧条基和店铺堤底板与土的接触面多处被淘空。

⑶渗漏类型三:原20年一遇浆砌石旧堤的基础置于杂填土中, 浆砌石墙背均为杂填土填筑。洪水主要沿堤基杂填土的透水通道和浆砌石堤身的孔洞、砌缝、沉降缝、排水孔渗入堤内, 渗漏较严重的堤段堤内侧的柱下条基多处被淘空形成涌水通道, 部分堤段的底板也多处淘空。

⑷渗漏类型四:外江水沿穿堤地下排水涵管倒灌堤内。这些穿堤地下排水涵管均为浆砌石或砖结构以及混凝土预制管结构, 为无压涵管。据统计, 防洪堤共有大小穿堤地下排水涵管达13处之多。穿堤地下排水涵管倒灌的洪水, 造成d堤内了重大险情。

⑸渗漏类型五:沿新建堤浆砌石挡水堤的沉降缝、砌缝、施工缝、裂缝、墙体中孔洞等直接渗水, 该类型均属施工质量缺陷问题引起。发生渗漏较严的地段, 主要集中在桩号 (1+173~2+100) , 洪水期间, 外江水沿浆砌石堤墙体的沉降分缝、砌缝孔洞渗漏, 渗漏水流有的呈喷射状态。

3 江堤渗漏除险加固施工处理措施

3.1 防渗加固处理原则

为消除安全隐患、加固堤防, 该段防洪江堤渗漏除险加固处理的基本原则是:

⑴采取综合治理方法, 通过堤身和堤基的防渗处理措施避免外江水大量渗入堤内;

⑵通过完善堤内截排水系统配套工程将少量渗水和堤内生产、生活弃水以及大气降水、地下水有序地截排流入排涝泵站;通过充填灌浆和设置阻滑桩措施进一步加固堤基;通过护岸修复水毁险工, 提高岸坡防冲防塌能力。

3.2 防渗加固处理方案设计

堤身堤基防渗处理方案通过技术、经济、效果的对比论证, 适宜采取混凝土面板、混凝土铺盖加帷幕灌浆的处理方式, 详见图1。

⑴混凝土面板即在浆砌石墙迎水侧墙面浇筑厚度20cm的C20混凝土, 为使其与墙面连接牢固, 采用钢筋网, 并设置间距@50cm的16锚筋, 沉降缝或伸缩缝位置原则上与原挡墙分缝一致, 采用橡胶止水。

⑵混凝土铺盖即从浆砌石墙迎水侧墙跟的平台顺岸坡浇筑厚度20cm的混凝土, 一般为素混凝土, 有的设置钢筋网, 伸缩缝采用橡胶止水。根据岸坡分布土层和渗径延长情况, 混凝土铺盖浇筑16~20m高程。帷幕灌浆主要设计在堤外岸坡平台上, 一般设计一排孔, 少数地段两排孔, 孔距1.5~2m, 排距1.50m, 孔径110mm, 孔深穿过人工填土层进入褐黄~灰色粉质粘土弱透水层以2m, 采用水泥粘土浆液, 灌浆压力0.05~0.15MPa。

⑶江堤堤身堤基防渗, 我们针对不同堤段渗漏原因及渗漏类型, 分别采取不同的防渗处理方式:

(1) 首先将堤外平台杂填土挖除1.2m深, 找平回填粘土0.2m, 铺不透水土工布, 再分层填筑厚0.8m粘土 (分层夯实) , 然后在平台上浇筑C20混凝土铺盖。其次, 对堤外构筑平台的浆砌石挡土墙采用混凝土防渗面板, 再在浆砌石挡土墙脚沿岸坡浇筑砼铺盖至16m高程, 以延长堤基渗径。

(2) 在原20年一遇浆砌石旧堤的迎水侧设置C20混凝土防渗面板, 然后再在浆砌石堤挡土墙脚沿平台和岸坡浇筑C20混凝土铺盖至16m高程, 同时在堤内对地基土层进行充填灌浆。

(3) 由于原20年一遇浆砌石旧堤的基础置于杂填土之中, 防渗处理措施除按类型2设置混凝土面板, 混凝土铺盖以及在堤内进行充填灌浆外, 并在堤外岸坡平台上增加堤基防渗帷幕灌浆处理。

(4) 堤身堤基的防渗处理除按类型三的措施进行外, 对穿堤地下排水涵管主要采取封堵措施, 尽可能减少穿堤地下排水涵管数量。旧穿堤地下排水涵管封堵, 涵洞直径不大的主要采用C25膨胀混凝土填塞, 直径较大的采用钢筋混凝土封堵出水口, 然后洞身回填粘土, 并结合充填灌浆处理。

(5) 一律在浆砌石堤迎水面采用C20混凝土防渗面板, 背水面采用水泥砂浆抹面, 并在浆砌石堤迎水面墙脚沿平台和岸坡浇筑C20混凝土铺盖至20m高程。

3.3 堤防防渗加固施工

渗漏严重的堤段出现堤内柱下条基和底板与土接触面被淘空现象, 挡土墙后土体以及堤基土层产生较多通道、空洞部分堤段的岸坡因洪水冲刷, 造成局部淘蚀严重, 坡脚出现较大冲坑。

根据设计部门对防洪堤防浆砌石挡土墙以及岸坡稳定进行三种设计工况的计算分析: (1) 浆砌石挡土墙抗滑稳定安全系数Kc略大于1, 但小于规范值1.25; (2) 抗倾稳定系数K0大于规范值1.50; (3) 岸坡稳定安全系数在1.1~1.2之间, 约小于规范允许值, 认为堤防及其岸坡处于基本稳定状态。但鉴于江堤在洪水下运行遭到不同程度的影响破坏, 有必要对江堤堤防及其岸坡采取加固处理。

3.3.1 堤身堤基充填灌浆加固施工

主要针对堤内柱下条基底部和堤底板淘空以及堤防地基杂填土层孔洞、浆砌石挡土墙空洞进行充填式灌浆密实, 对大的涌水空洞采用水泥砂浆或混凝土进行填塞。充填灌浆具体布置在堤内侧柱下条基和浆砌石挡土墙附近, 视渗漏的严重性设计一排或两排孔, 孔距1.8~2.0m, 灌浆压力0.05 Mpa, 采用水泥灌浆, 水泥浆液容重14k N/m3, 水灰比1:1, 孔深应穿过杂填土以下2m。

3.3.2 堤基阻滑施工

沿堤防迎水侧每隔5m, 在浆砌石挡墙基础大脚外设置抗滑桩, 桩径1.0m, 采用钢筋混凝土人工挖孔桩, 桩长10~12m, 深入持力层褐黄~灰色粉质粘土以下3m, 桩顶设钢筋混凝土承台, 与浆砌石挡墙钢筋混凝土防渗面板连成一体, 共同作用, 以提高堤基的抗滑能力。

3.3.3 岸坡修复加固施工

对岸坡淘蚀严重地段设置干砌石护坡, 并每隔20m设一道浆砌石肋墙;坡脚冲刷严重的冲坑, 采用钢筋石笼护岸;岸坡淤积较厚的地段, 进行削坡减载, 然后干砌石护坡。同时, 为有效地使岸坡体内地下水排出, 在岸坡下级边坡设置排水盲沟, 盲沟间距15~20m, 沟宽1.0m, 深1.5m, 沟内铺设反滤土工布和堆填砂砾石反滤料, 盲沟在坡面呈“YY”形布置。

3.4 堤内截排水系统配套施工

按照“堵、截、排”的指导思想, 首先对沿堤分布的大部分穿堤地下排水涵管进行封堵, 尽量减少穿堤建筑物, 并对分布在排涝泵站的穿堤自流涵进行改造, 采用钢筋混凝土结构压力涵洞, 采取钢结构闸门, 使防洪堤原来13处穿堤地下排水涵管减少为4处。同时, 在堤内侧沿线设置一条纵向截水盲沟和修建堤后主干排水渠, 并完善修复堤后道路排水旁渠。堤内侧沿线纵向截水盲沟的作用主要是将降水及其影响形成的地下水截入盲沟内, 以减少地下水对挡土墙的渗透压力。堤内侧纵向截水盲沟设计宽度0.4m, 埋深1.5~2.0m, 纵向坡降1‰, 于一定距离设置沉砂井和横向排水盲沟, 统一将截水排入堤后主干渠。截水盲沟铺设反滤土工布, 沟内铺填碎石反滤料.堤后主干排水渠采用直径1.50~1.80m钢筋混凝土预制管铺设, 与市政排水渠道形成系统, 将工厂废水、居民生活弃水以及大气降水统一引排到排涝泵站前池, 然后集中排向外江。

4 结语

综上所述, 通过对防洪堤渗漏除险加固处理措施, 完成了沿堤共计长1.5km堤身堤基防渗处理、堤基加固、岸坡加固以及堤内截排水系统配套工程等项目, 消除了安全隐患。近二年, 该堤防高水位运行, 并成功抵御了高水位洪水袭击, 堤防未发生渗漏险情, 安全度汛, 防渗除险加固施工处理效果显著。

参考文献

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[3]水利电力部水利管理司《土坝坝体灌浆技术规范》 (S D66-88) [S].北京:中国水利电力出版社, 1988

堤防加固措施 篇9

水工结构有限元分析系统Auto Bank软件是由河海大学工程力学研究所开发的二维平面渗流稳定分析程序, 可对土坝、堤防、涵洞、水闸等水工建筑物进行详尽的分析计算, 笔者在多个项目中使用了Auto Bank程序进行堤防渗流稳定的计算, 均取得了很好的计算效果。

1 系统功能与特点

水工结构有限元分析系统Auto Bank采用有限单元技术编制, 程序依托Auto CAD软件界面, 可直接使用地质勘探得到的土层实际断面, 在用户输入有关的工程数据后进行有限元分析计算, 生成的各种计算结果可采用直观且具有工程意义的数值、图表等形式输出。用户只须提供堤身断面尺寸、堤身及地基土层渗透系数、水头 (水位) 、进出流边界条件等基础数据即可, 且数据输入可在图形界面中操作完成, 具有简单、方便和快捷的特点, 用户不必关心程序的中间处理过程。

2 系统应用实例分析

蒙洼蓄洪区位于安徽省阜南县境内, 淮河干流洪河口以下至颍上县南照集之间, 于1953年建成, 以淮河左堤、蒙河分洪道右堤、王家坝进洪闸和曹台子退水闸构成蓄洪区圈堤, 总长94.3km, 其中淮堤长50.5km, 蒙堤长43.8km。下面通过在蒙洼蓄洪区圈堤加固工程中的计算实例, 介绍使用Auto Bank进行渗流稳定计算的主要过程、注意事项和结果输出。

2.1 断面选择与结构分析

根据堤基地质结构和存在的主要工程地质问题, 在淮堤D类堤基上选择LH517 (H30+182) 作为计算断面 (见图1) , 地层主要是第四系全新统 (Q4al) 和第四系上更新统 (Q3al) 河流相沉积物, 土层的名称及渗透性自上而下分别叙述如下。

(1) 0层。中至轻粉质壤土, 灰黄色为主, 中等压缩性, 垂直渗透系数1.1×10-5~8.9×10-5cm/s, 属弱透水性。

(2) 1层。粉质黏土至重粉质壤土, 灰黄或棕黄、褐黄色, 多夹有薄层中至轻粉质壤土, 中等压缩性, 室内渗透系数1.0×10-7~810.0×10-7cm/s, 属弱偏微透水性。

(3) 3-2层。含淤泥质中至轻粉质壤土, 夹薄层粉细砂, 青灰色, 中等压缩性, 垂直渗透系数1.2×10-5~92.0×10-5cm/s, 水平渗透系数2.0×10-5~86.0×10-5cm/s, 属中等偏弱透水性。

(4) 4层。细至中砂, 青灰或灰黄, 局部夹薄层轻粉质壤土, 松散至稍密状为主, 局部为中密状, 属中至低压缩性, 室内渗透系数8.1×10-4~28.0×10-4cm/s, 属中等透水性。

(5) 5层。重粉质壤土, 灰绿或青灰色, 局部夹较多轻粉质壤土, 中等压缩性, 垂直渗透系数1.0×10-6~90.0×10-6cm/s, 属微至弱透水性。

2.2 计算过程与注意事项

(1) 打开计算断面。计算断面确定后, 启动Auto Bank (与之关联的Auto CAD也相应启动) , 按浏览找到计算断面即可。此步骤中应注意1个CAD文件里只能有1个计算断面, 可以在图中的任意位置, 图形比例需调整成1∶1 000, 尺寸以米为单位。

(2) 单元划分。有限元计算中的各种计算数据是通过单元的顶点进行传递的, 因此单元间要点对点、线对线, 且同一条土层线上划分的单元数量相同。划分单元前应首先检查计算断面中各种土层线的拐点位置, 并适当对其进行调整, 使土层线的形状有利于单元的划分。此步骤中应注意若采用自动划分三角形单元的方式, 单元数量会增加, 但计算精度高、计算速度慢, 而半自动划分四边形单元的方式则刚好相反。如果土层分布比较规则、简单, 则采用四边形单元较好。在土层变化剧烈的地方可对已划分好的单元内部进行单向或双向的单元加密, 其他土层单元则根据情况作相应调整。

(3) 土层信息输入。根据地质勘探资料定义好各土层的水平向、垂直向渗透系数后, 即可对相应的土层赋值, 单元显示颜色也相应改变。此步骤中应注意对于非稳定渗流计算情况, 还需要输入给水度 (可根据孔隙比使用系统中提供的经验公式计算) 。在实际操作中, 第2、3两个步骤是在同一个界面上一次性完成的。

(4) 水位信息输入。在确定设计水位和水位与上游边坡的交点后, 从此点开始向上游方向画出1条水位线, 由此, 即可将水位信息输入。此步骤中应注意将距离此交点最近的2个单元的顶点同步变形至交点处, 以保证单元间点的数据传递。

(5) 渗入及渗出边界线设置。水位线画出后, 从水位线与上游边坡的交点开始, 沿与水的接触面将各个拐点连接起来的线即为渗入边界线。沿下游边坡将各个拐点连接起来的线则为可能渗出边界线。此步骤中应注意边界线要涵盖所有拐点, 以保证等势线准确分布。

(6) 数据更新。上述5个步骤结束后, 有关的计算数据实际上已经保存在CAD图中, 但在进行渗流场求解前还需要通过Auto Bank进行数据更新, 数据错误由相应的错误代码和颜色进行提示。在修改后重新进行数据更新, 直到数据文件全部正确。

(7) 渗流场求解。在完成有关计算问题类型、计算精度、计算时段等项目的选择后, Auto Bank程序开始分时段进行计算, 计算结果中除了渗流量是直接给出的, 浸润线、等势线、流速矢量图、流速等值线图、水力坡降等值线图等都需通过菜单查看和显示。

以上7个步骤在实际操作时系统还有对应的说明和提示, 简单明了。

2.3 计算结果输出及分析

断面现状及2种加固方案的渗流场计算成果图, 分别如图2、图3和图4所示。此断面所在位置的砂层厚度较大, 且在堤前出露, 堤后深塘内的砂层覆盖层较薄, 现状断面在设计水位作用下, 塘脚的渗透坡降值J=0.78, 超过规范允许值J允=0.5, 存在管涌的危险。加固方案采用多头小直径垂直截渗墙方案, 墙底深入砂层下土层1m。方案1中截渗墙位于堤顶靠近上游侧, 墙顶高于设计水位0.5m。方案2中截渗墙位于上游坡脚, 墙顶深入上游边坡斜墙铺塑的坡脚深槽内, 下游边坡进行加培, 边坡1∶3。

2个加固方案在方案经济性、施工工艺的复杂性、工期安排等各方面差异较大, 无法应用规范推荐公式来进行加固效果比较。但通过图2、图3、图4可知, 2个方案的渗流场分布差别不大, 截渗墙对于水头的消降效果显著, 塘脚的渗透坡降值分别为J=0.09和J=0.19, 均满足规范要求, 从而最终选定方案1作为加固方案。

3 结语

通过以上实例分析, Auto Bank可较好地模拟堤防断面实际土层和处理介质的分布, 其计算精度高, 可为堤防加固设计提供可靠计算依据, 从而确定合理的加固设计方案。目前该系统正在淮北大堤加固工程、沙颍河近期治理工程等多个治淮骨干工程的设计中大规模应用。

摘要:介绍了AutoBank的功能与特点, 通过分析其在蒙洼蓄洪区圈堤加固工程中的应用实例, 说明了其计算过程、注意事项与应用效果, 以供水利工程设计者参考。

关键词:堤防,渗流稳定,AutoBank,蒙洼蓄洪区

参考文献

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