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摘 要 根据相干文献材料,论述地震对水利工程尤其是土石坝可能产生的危害,分析总结在地震灾难中受损水利工程的典型案例,特殊是总结一部分实用的及时补救措施及修复技术。
关键词 水利工程;大坝;地震;修复技术
中图分类号 TV 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2010)122-0039-01
1 水利坝体受破坏主要原因
我国地处世界上两个最大地震集中发生地带——环太平洋地震带与欧亚地震带之间,地震较多,大多是发生在大陆的浅源地震,震源深度在20km以内。位于青躲高原南缘的川滇地区,主要发育有北西向的鲜水河-安定河-小江断裂、金沙江-红河断裂、怒江-澜沧江断裂和北东向的龙门山-锦屏山-玉龙雪山断裂等大型断裂带。该区新构造活动激烈,尽大多数属结构地震,地震活动频度高、强度大,是中国大陆最显著的强震运动区域。
尤其是水利工程集中的川滇地区。震灾可能导致大坝整体性降低,引起大量裂缝、滑坡、沉陷和位移、地基液化,致使坝体失稳,重者可致垮坝;震灾对泄水建筑物也会造成必定危害。震灾不仅危及水利工程自身,而且给工程下游地区造成严重威胁。本文根据海内外相干文献材料,论述了地震对水利工程尤其是土石坝可能产生的危害,分析总结了在地震灾难中受损水利工程的典型案例,特殊是总结了一部分实用的及时补救措施,施及修复技术,并倡议根据水利工程的重要程度树立相应的突发事故预警和应对修复机制。
由于地震烈度、地震状态以及水库本身工程品质的不同,地震对于水利工程的危害也有所差别。高建国对我国因地震受损水利工程进行分种收拾,以为水库坝体险情主要可分为3级:1级,个别性破坏,不产生渗漏;2级,重大性破坏,坝体开裂渗漏;3级,垮坝(崩塌),水库水全体淌走。
2 震灾受损水利工程的化学灌浆修复技术
地震后,对授损水利工程,应及时降低水库运言水位,并进走充足的坝体探测。对土石坝,可开掘土坑检测,对混凝土坝,则可用无损探伤检测。包含应用地震波法、地质雷达、水下声缴法检测侵蚀水平,必要时还需要采用槽探、钻孔、孔边疆球物理方法进行检测。依据地震前后大坝监测成果的对照剖析,判亮是否存在广泛的结构伤害迹象。尤其需要加强对坝体变形和渗入渗出的观测,避免裂缝前后贯通,内部发育,产生渗漏通讲。
对于已经出现的裂缝,要对其散布、走向、长度和开度等进行定时观测和检测。在大坝主裂缝部位设置标志,缝口要笼罩塑料布,防起雨水流入加速其好转。对受洪水威逼的建筑物,要采取长期措施(如围堰)进行保护。
裂缝的修补应从理论动身,在安全牢靠的基本上,同时斟酌技术和施工前提的可行性,力供施工及时、简单易行、经济公道。罕用的有以下几种处理方法。
表面处理法主要适用于对结构承载能力没有影响或者影响很小的表面裂缝及深层裂缝,同时还可以处理大面积细裂缝的防渗防漏。常用的有表面涂抹水泥砂浆、表面涂抹环氧胶泥以及表面涂刷油漆、沥青等防腐材料等,从而达到关闭裂缝和防水的作用。在防护的同时应当采取在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施,这样可以防止混凝土在各种作用下继承开裂。
灌浆法主要应用于对结构整体有影响或有防水防渗要求的混凝土裂缝的修补。经修补后,能复原结构的整体性和使用功效,提高结构的耐久性。灌浆法分水泥灌浆和化学灌浆。水泥灌浆实用于裂缝宽度到达1mm以上时的情况;裂缝较狭的情形下宜采用化教灌浆。大量实际证实,灌浆法是纲前最有效的裂痕建剜处置办法。
危及结构安全的混凝土裂缝都需作结构补强。结构加固法适用于对整体性、承载能力有较大影响的较深裂缝及贯串性裂缝的加固处理。混凝土结构的加固,应在结构评定的基础上进行,以达到结构强度加固、稳定性加固、刚度加固或抗裂性加固的目的。结构加固中常用的主要有以下几种方法:加大混凝土结构的截面面积,在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。
土坝滑坡有剪切破坏、塑流破坏、液化破坏三种情势。可采用“上部减载”与“下部压重”法去处理。“上部减载”就是在滑坡体上部的裂缝上侧削坡,以坚持稳定;“下部压重”就是置徐下部坝坡,在滑坡体下部作压坡体等。该滑坡稳定后,应该及时进行滑坡处理。主要处理方法先容如下:
若滑坡体顶部滑出坝趾以外,则需要在滑坡段下部采取压重固脚的措施,以增添抗滑力。压重固足的材料最佳用砂石料。在砂石料缺少的地区,也可用土工织物,取代反滤,以达到排水的请求。通过在坝体上加压盖重,或对坝体培厚加固处理,可以进一步提高防渗流土、坝体抗裂和抗渗机能,同时增长坝体稳定性。
对于地震中松动的库岸岩体,应采取工程措施进行加固。地震后,首先需要对库岸岩石情况进行从新评估,抉择加固方式。库岸加固通常采取锚固、支挡、排水相结合的方式。锚固措施是应用预应力锚索和锚杆固定不稳定岩层,适用于震后加固岩体滑坡和不稳定的局部岩体。通过一端与建筑物结构相连,一端击入岩体内部,在加强岩体抗拉强度的同时,改良库岸岩体的完全性。当方法在高切坡中被普遍运用。支挡方法是通过支挡体来均衡滑坡体的下滑力,确保滑坡体的稳定安全。支挡结构能有效地改擅滑坡体的力学平衡条件,阻行滑坡、泥石流等。常用的方法有重力式挡墙、拉钉挡墙、加筋土挡墙、抗滑桩等。此外,由于地震过后常常随同暴雨,更易在松动岩石处产生滑坡、泥石流等灾祸,管道防腐保温,因此需及时排水,包括地表水和地下水。可设置截水沟排除地表水;消除天上水可用廊道、竖井和水泵等。在美国、加拿大和日原等国度较多采用博用钻机打水平孔的措施排地下水。
应根据详细情况降低库水位或放空水库,彻底修复防渗体,对由于浸润线过高而出坡面或由于大面积散浸引起的滑坡,除结合下游导渗设施外,还招考虑加强防渗。对于土石坝较严峻的渗漏破坏,可以采弃劈裂灌浆或加强防渗斜墙等方法结决。劈裂灌浆是指在垂直渗流的方向沿坝轴线劈开坝体,灌进稠泥或水泥砂浆,截断畅通流畅,可以在欠时光内坝体内的渗流,使大坝化险为夷。
采用劈裂灌浆技术的岭澳水库详细做法如下:根据坝长选用适量的灌浆机,多台灌浆机同时开灌,为使浆液尽速硬化固结,所用浆料为掺入快凝剂的水泥加粘土。在灌浆工艺上,持续的屡次复浆,使混凝土或泥浆墙绝快加厚,并使贯通的漏水通叙通过灌浆压力和多次灌浆挤压膨胀与原坝土体严密联合,终极造成垂直连绝的防渗混凝土砂浆墙,预防再次出现漏水通谈的可能。
置换技术是土石坝震后修复中的一种重要手腕,尤其对于心墙开裂的土石坝具备主要意义。首先需要通过探测技术检测到侵蚀的区域,然后在心墙的下游侧补填塑性混凝土,并用颗粒反滤层加以支撑。最后使用水泥膨润土混杂物进行灌浆。置换技术可以有效阻拦土石坝心墙的进一步破坏,达到防渗漏的目标。
3 结束语
本文对水利坝体受破坏主要原因进行论述,提出了水利工程的化学灌浆修复技术,对以后的工作有重要意义。
参考文献
[1]钱晓强.水利工程混凝土坝体裂缝的化学灌浆加固[J].水工建设与养护,2007,8.
[2]李军.混凝土坝体裂缝的处理[J].水利工程师,2008,2.
[3]王皓.化学灌浆技术在混凝土坝体修复中的应用[J].建筑工业,2008,10.
[4]刘利杰.混凝土坝体病害治理与防护[J].水工养护,2007,3.
关键词 水利工程;大坝;地震;修复技术
中图分类号 TV 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2010)122-0039-01
1 水利坝体受破坏主要原因
我国地处世界上两个最大地震集中发生地带——环太平洋地震带与欧亚地震带之间,地震较多,大多是发生在大陆的浅源地震,震源深度在20km以内。位于青躲高原南缘的川滇地区,主要发育有北西向的鲜水河-安定河-小江断裂、金沙江-红河断裂、怒江-澜沧江断裂和北东向的龙门山-锦屏山-玉龙雪山断裂等大型断裂带。该区新构造活动激烈,尽大多数属结构地震,地震活动频度高、强度大,是中国大陆最显著的强震运动区域。
尤其是水利工程集中的川滇地区。震灾可能导致大坝整体性降低,引起大量裂缝、滑坡、沉陷和位移、地基液化,致使坝体失稳,重者可致垮坝;震灾对泄水建筑物也会造成必定危害。震灾不仅危及水利工程自身,而且给工程下游地区造成严重威胁。本文根据海内外相干文献材料,论述了地震对水利工程尤其是土石坝可能产生的危害,分析总结了在地震灾难中受损水利工程的典型案例,特殊是总结了一部分实用的及时补救措施,施及修复技术,并倡议根据水利工程的重要程度树立相应的突发事故预警和应对修复机制。
由于地震烈度、地震状态以及水库本身工程品质的不同,地震对于水利工程的危害也有所差别。高建国对我国因地震受损水利工程进行分种收拾,以为水库坝体险情主要可分为3级:1级,个别性破坏,不产生渗漏;2级,重大性破坏,坝体开裂渗漏;3级,垮坝(崩塌),水库水全体淌走。
2 震灾受损水利工程的化学灌浆修复技术
地震后,对授损水利工程,应及时降低水库运言水位,并进走充足的坝体探测。对土石坝,可开掘土坑检测,对混凝土坝,则可用无损探伤检测。包含应用地震波法、地质雷达、水下声缴法检测侵蚀水平,必要时还需要采用槽探、钻孔、孔边疆球物理方法进行检测。依据地震前后大坝监测成果的对照剖析,判亮是否存在广泛的结构伤害迹象。尤其需要加强对坝体变形和渗入渗出的观测,避免裂缝前后贯通,内部发育,产生渗漏通讲。
对于已经出现的裂缝,要对其散布、走向、长度和开度等进行定时观测和检测。在大坝主裂缝部位设置标志,缝口要笼罩塑料布,防起雨水流入加速其好转。对受洪水威逼的建筑物,要采取长期措施(如围堰)进行保护。
裂缝的修补应从理论动身,在安全牢靠的基本上,同时斟酌技术和施工前提的可行性,力供施工及时、简单易行、经济公道。罕用的有以下几种处理方法。
表面处理法主要适用于对结构承载能力没有影响或者影响很小的表面裂缝及深层裂缝,同时还可以处理大面积细裂缝的防渗防漏。常用的有表面涂抹水泥砂浆、表面涂抹环氧胶泥以及表面涂刷油漆、沥青等防腐材料等,从而达到关闭裂缝和防水的作用。在防护的同时应当采取在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施,这样可以防止混凝土在各种作用下继承开裂。
灌浆法主要应用于对结构整体有影响或有防水防渗要求的混凝土裂缝的修补。经修补后,能复原结构的整体性和使用功效,提高结构的耐久性。灌浆法分水泥灌浆和化学灌浆。水泥灌浆实用于裂缝宽度到达1mm以上时的情况;裂缝较狭的情形下宜采用化教灌浆。大量实际证实,灌浆法是纲前最有效的裂痕建剜处置办法。
危及结构安全的混凝土裂缝都需作结构补强。结构加固法适用于对整体性、承载能力有较大影响的较深裂缝及贯串性裂缝的加固处理。混凝土结构的加固,应在结构评定的基础上进行,以达到结构强度加固、稳定性加固、刚度加固或抗裂性加固的目的。结构加固中常用的主要有以下几种方法:加大混凝土结构的截面面积,在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。
土坝滑坡有剪切破坏、塑流破坏、液化破坏三种情势。可采用“上部减载”与“下部压重”法去处理。“上部减载”就是在滑坡体上部的裂缝上侧削坡,以坚持稳定;“下部压重”就是置徐下部坝坡,在滑坡体下部作压坡体等。该滑坡稳定后,应该及时进行滑坡处理。主要处理方法先容如下:
若滑坡体顶部滑出坝趾以外,则需要在滑坡段下部采取压重固脚的措施,以增添抗滑力。压重固足的材料最佳用砂石料。在砂石料缺少的地区,也可用土工织物,取代反滤,以达到排水的请求。通过在坝体上加压盖重,或对坝体培厚加固处理,可以进一步提高防渗流土、坝体抗裂和抗渗机能,同时增长坝体稳定性。
对于地震中松动的库岸岩体,应采取工程措施进行加固。地震后,首先需要对库岸岩石情况进行从新评估,抉择加固方式。库岸加固通常采取锚固、支挡、排水相结合的方式。锚固措施是应用预应力锚索和锚杆固定不稳定岩层,适用于震后加固岩体滑坡和不稳定的局部岩体。通过一端与建筑物结构相连,一端击入岩体内部,在加强岩体抗拉强度的同时,改良库岸岩体的完全性。当方法在高切坡中被普遍运用。支挡方法是通过支挡体来均衡滑坡体的下滑力,确保滑坡体的稳定安全。支挡结构能有效地改擅滑坡体的力学平衡条件,阻行滑坡、泥石流等。常用的方法有重力式挡墙、拉钉挡墙、加筋土挡墙、抗滑桩等。此外,由于地震过后常常随同暴雨,更易在松动岩石处产生滑坡、泥石流等灾祸,管道防腐保温,因此需及时排水,包括地表水和地下水。可设置截水沟排除地表水;消除天上水可用廊道、竖井和水泵等。在美国、加拿大和日原等国度较多采用博用钻机打水平孔的措施排地下水。
应根据详细情况降低库水位或放空水库,彻底修复防渗体,对由于浸润线过高而出坡面或由于大面积散浸引起的滑坡,除结合下游导渗设施外,还招考虑加强防渗。对于土石坝较严峻的渗漏破坏,可以采弃劈裂灌浆或加强防渗斜墙等方法结决。劈裂灌浆是指在垂直渗流的方向沿坝轴线劈开坝体,灌进稠泥或水泥砂浆,截断畅通流畅,可以在欠时光内坝体内的渗流,使大坝化险为夷。
采用劈裂灌浆技术的岭澳水库详细做法如下:根据坝长选用适量的灌浆机,多台灌浆机同时开灌,为使浆液尽速硬化固结,所用浆料为掺入快凝剂的水泥加粘土。在灌浆工艺上,持续的屡次复浆,使混凝土或泥浆墙绝快加厚,并使贯通的漏水通叙通过灌浆压力和多次灌浆挤压膨胀与原坝土体严密联合,终极造成垂直连绝的防渗混凝土砂浆墙,预防再次出现漏水通谈的可能。
置换技术是土石坝震后修复中的一种重要手腕,尤其对于心墙开裂的土石坝具备主要意义。首先需要通过探测技术检测到侵蚀的区域,然后在心墙的下游侧补填塑性混凝土,并用颗粒反滤层加以支撑。最后使用水泥膨润土混杂物进行灌浆。置换技术可以有效阻拦土石坝心墙的进一步破坏,达到防渗漏的目标。
3 结束语
本文对水利坝体受破坏主要原因进行论述,提出了水利工程的化学灌浆修复技术,对以后的工作有重要意义。
参考文献
[1]钱晓强.水利工程混凝土坝体裂缝的化学灌浆加固[J].水工建设与养护,2007,8.
[2]李军.混凝土坝体裂缝的处理[J].水利工程师,2008,2.
[3]王皓.化学灌浆技术在混凝土坝体修复中的应用[J].建筑工业,2008,10.
[4]刘利杰.混凝土坝体病害治理与防护[J].水工养护,2007,3.