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《水库防汛抢险知识》

时间:2021-04-29 10:06:48 浏览次数:

水库防汛抢险 一、基本知识 1、汛、汛期和防汛
汛的含义是指定期涨水,即由于降雨、融雪、融冰,使江河水域在一定的季节或周期性的涨水现象。 
防汛的含义是为防止或减轻洪水灾害,在汛期进行的防御洪水的工作,其目的是保证水库、堤坊和水库下游的安全。

  防汛主要工作内容是:防汛组织,防汛责任制和防汛抢险队伍的建立,防汛物资和经费的筹积存储,江河水库、堤防、水闸等防洪工程的巡查防守,暴雨天气和洪水水情预报,蓄洪、泄洪、分洪、滞洪等防洪设施的调度运用,出现非常情况时采取临时应急措施,发现险情后的紧急抢护和洪灾抢救等  2、险情、抢险和抢险原则 
险情是在大汛期或平时高水位时,水压力、流速和风浪加大,各类水工建筑物均有可能因高度、强度不足,或存在隐患和缺陷而出现危及建筑物安全的现象。抢险是指在高水位期间或退水较快时,水工建筑物突然出现渗漏、滑坡、坍塌、裂缝、淘刷等险情时,为避免险情的扩大以至工程失事,所进行的紧急抢护工作。防汛与抢险两项工作密不可分,相辅相成。只有在做好防汛工作的基础上,才能不出现险情,或少出现险情,即使出现了险情,也能主动、有效地进行抢护,化险为夷。抢险的主要原则是:(1)抢护要及时,防止险情扩大,为此,要加强检查观测,及早发现险情,抢早抢小;
(2)正确识别险情,必须了解工程的设计、施工、管理、运用等各种情况,必须了解工程的设计、施工、管理、运用等各种情况,结合出现的现象,进行综合分析,做出准确判断,拟定正确的抢护方案;
(3)及时供应料物,抢险需要的料物种类多,数量大,直接影响着抢险工作的进展;
(4)加强领导,统一指挥,组织好抢险队伍,必要时还可请部队支援。  3、小型水库防汛抢险的主要特点  (1)小型水库工程数量多。全县共有大中小型水库198座,其中中型1座,小一型25座,小二型172座。由于小型水库面广量大,且工程基础较薄弱,必须分工负责,落实各级行政首长负责制,加强对防汛工作的领导,确保工程安全。  (2)小型水库多为土、石坝,其挡水建筑物绝大多数采用当地土、沙、石等材料筑成。这些材料在高水位长期的作用下容易渗漏,而且不耐冲刷。因此,土石坝的险情要比其他材料坝多,抢险任务大。  (3)小型水库多处于河流的上游。控制流域面积小,河道坡降较大,一旦遇到暴雨集中,洪水迅速猛涨,对工程威胁性很大,再加上库容小,调蓄能力差;
坝内涵管断面小,泄洪能力小,洪水消落慢,高水位持续时间长;
库区洪进库快。以上这些不利因素,加重了小型水库的防汛抢险任务。  (4)小型水库大多是五、六十年代建设的,为边规划、边设计、边施工的“三边”工程,防洪标准和工程质量或多或少都存在一些这样那样的问题。这些问题在汛期就容易暴露出来。成为工程的薄弱环节,给防汛抢险增加了很大的任务。  (5)小型水库由于数量多、规模小,往往难于受到上级的重视。同时,技术管理薄弱,防汛抢险工作条件差,这就增加了防汛工作的难度。  二、查 险 水库防汛抢险中,巡坝查险是一项极为重要的工作。现综合介绍如下:
1. 巡坝查险队的队员,首先必须挑选责任心强,有抢险经验、熟悉坝情的人担任,队员力求固定,全汛期不变。

  2.查险工作要做到统一领导,分项负责。具体确定检查内容、路线及检查时间(或次数),把任务落实到人。

  3. 巡查交接班时,交接班应紧密衔接,以免脱节。接班的巡查队员提前上班,与交班的共同巡查一遍,交代情况。并建立汇报、联络与报警制度。

  4. 当发生暴雨、台风、库水位骤升骤降及持续高水位时,应增加检查次数必要时应对可能出现重大险情的部位实行昼夜连续监视。

  查险是一件细致艰苦的工作,天气越恶劣(狂风、暴雨、黑夜),查险工作越要抓得紧。不仅对重点险工坝段要加倍注意,对一般坝段也决不可放松,根据各地经验,巡坝查险必须做到:
  “四勤”、“五时”、“三清、三快” 四到:
  手勤,主要是用手来探摸和检查,检查坝上绳缆是否有松动拉断,用小锤敲击涵管(洞),听有无异声等情况。

  脚勤,用脚察探发现险情。特别是不易发现险情的水淌地区,更要靠赤脚来试探水温及土壤松软情况。如水温很底有侵骨感觉就要仔细检查,可能是由冒水孔或漏洞来的水;
如土壤松软,深入内层也软如弹簧,说明不是正常的情况。堤外坡有无跌窝崩塌现象,一般也可用脚在水下探摸发现。


眼勤,用眼看清坝面、坝坡脚有无崩挫、裂缝、散浸、管涌等现象,看清坝外水边有无浪坎、崩塌、近坝水面有无旋涡等现象。

  耳勤,用耳探听水声,有无异样的声音。

五时:
  是指吃饭时、换班时、黄昏时、黎明时、刮风下雨时。在这些时候最容易疏忽忙乱,注意力不集中,容易遗漏险情。同时对险情和隐患处理后,还要注意观测,必须提高警惕。

三清、三快:
  巡查前后要三清、三快。三清:即险情查清、信号记清、报告说清:三快:即发现险情快、报告快、处理快。这样才能做到及时发现险情:小险迅速处理,以免发展扩大;
重大险情,上级能及时准确了解,必要时能调集力量支援抢护。

  5.巡查时所带工具,一般常用到几种巡查工具如下:记录本——备记载险情用;
小红旗——供作险情标志;
卷尺——丈量险情对某一显著目标的部位的尺寸;
锯木屑——当堤身浸漏时用来抛于坝外坡水面以发现有小旋涡;
手电筒、马灯——便于黑夜巡查照明。

三、常见的工程险情和抢护方法  1、水库常见险情  水库塘坝坝顶漫溢,土坝渗漏(散浸、漏洞、管涌),裂缝,跌窝;
坝下涵洞(管)断裂,涵洞(管)漏水;
溢洪道泄洪能力不足,闸墩和堰身混凝土裂缝,陡坡底板掀起,消能设施冲毁;
  涵闸与土堤连接处渗漏、闸基渗漏、涵闸洞身渗漏、裂缝、淘刷;
闸门事故;
启闭机螺杆折断、闸门不能关闭等  2、水库塘坝抢险  坝顶漫溢——抢 高 堤 顶 险情说明 根据预报,洪水上涨的趋势,将有超过坝顶高程的危险。应抢高坝顶,以免大坝漫溃。

抢护原则 为了防止大坝漫溃,而在时间上又来不及把坝身全部加高培厚,在这种情况下,只能先在坝顶抢筑子堰,拦住洪水,不使漫溢。

抢护方法 子堰应在堤项外侧抢做,至少要离开外坝肩0.5米,以免滑动。堰后留有余地,俾巡汛抢险时,可以往来奔走,无所阻碍。要根据土方数量及就地可能取得的材料,决定施工方法,并适当组织劳力。要全段同时开工,分层填筑。不能等筑完一段再筑另一段,免得洪水从低处漫进而措手不及。

1.纯土子堰 (图1)
应用范围:用于坝顶宽阔,取土容易,风浪不大之堤段。

施工方法:
图1
1.先将坝顶草根败叶等杂物清除干净,然后刨松堤面并沿子堰中线抽槽宽20厘米,深10-20厘米。

  2.从坝顶的内侧边开始上土,逐渐向临水面推进,每层土厚30厘米,分层夯实。

  3.子堰顶宽约1米,内外坡1:1,高度0.6-1米,可根据实际情况决定。

2.土袋子堰(图2)  应用范围:用于坝顶不宽,附近取土困难,或是风浪冲击较大之处。

施工方法:
图2
1.用麻袋、草袋、或薄包装土约七成,将袋口缝紧。

  2.将麻袋、草袋或薄包土铺砌在坝顶离临水坡肩线约0.5米。袋口向内,互相搭接,用脚踩紧。

  3.第一层上面再加二层,二袋要向内缩进一些。袋缝上下必须错开,不可成为直线。逐层铺砌,到规定高度 为止。

图3
4.袋的后面用土浇戗,土戗高度与袋顶平,顶宽0.3-0.6米,后坡1:1。填筑的方法与纯土子堰相同。

3.扫枕子堰(图3)
应用范围:用于堤顶不宽,风浪较大,水将漫顶之处。

施工方法:

1.用秸料扎成0.6-0.8米直径的扫枕,推滚到临水侧坝顶边线内。

  2.用长约1.0-1.2米的柳橛,将扫枕钉实在堤顶上,柳橛的间距约1米。

  3.扫枕后面用土浇戗、夯实,务使与扫枕紧密结合。

4.单层木板子堰(图4)  应用范围:用于堤较窄,风浪较大,水将平堤,情势危急之处。

图4 施工方法:

1.在堤顶靠江一边,签钉长约2米的木桩一排,桩的中心间距约为0.5米,入土约1米。

  2.排桩内用木板(紧急时用门板亦可)紧贴,再用铅丝或绳索系住。

  3.木板后面浇做土戗,做法与前相同。

5.双层木板子堰 (图5)
应用范围:用于堤顶太窄,且有建筑物阻碍之处 图5 施工方法:
  1.在堤顶外侧,签钉间距0.5米的木桩两排,前后排相隔1.0米,木桩长1.52米,入土深0.7-1米。

  2.木桩内侧附系木板一层。

  3.木板之间分层填土,夯实到顶。

  4.前后排木桩,应用铅丝拉紧。

6.从堤上借土抢做子堰(图6)
图6 应用范围:情况紧急下抢做子堰 ,如附近无土可取,可以暂借用大坝背水坝肩部分的土料,但只允许挖取浸润线以上部分,挖取宽度以不影响汛期坝上交通为原则。借用后应随即补足,在坝顶狭窄或险工堤段不宜借用。

施工方法:同前。

散 浸 险情说明 水位上涨,坝身泡水,水从坝内坡或内坡脚附近渗出,叫做散浸,一般又叫“堤出汗”(图5)。当高水位持续时间过长,散浸范围就将沿坝内坡上升、扩大,如不及时处理,就会发生内脱坡、管漏等险情。

原因分析 土坝挡水后,渗水经过堤身向坝内坡方向渗透,是自然规律。但由于以下一些原因:1.坝身单薄, 内坡过陡;
2.坝身土质砂重,外坡又无透水性小的粘土防渗;
3.坝质太差,筑堤时所取土块没有打碎,留有空隙,蛾夯不实;
4.大坝内有隐患(如蚁侗、獾穴、树根、暗沟等),缩短了渗径。使渗径长度不够,浸润线(渗水在堤身内渗透的上界线叫做浸润线)抬高,渗水就将在堤内坡的坡面或坡脚附近渗出,就形成散浸。

抢护原则 以“临河截渗,背河导渗”,降低浸润线,稳定坝身为原则。临水坡用透水性小的粘土做外帮,可以减少渗到坝体里去的水;
背水坡用透水性大的砂石或柴草做反滤,可以使已经渗到坝体里的水流出,而不带走土粒,这样可以降低浸润线,稳定堤身。

抢护方法 发现散浸险情后,应查明发生原因和险情程度,如坝内坡出现散浸,但坡面只有轻微的窨潮或渗出少量清水,坝身稳定,险情并无发展,可以严密监视,暂不处理。如坝坡渗水严重或发生浸水集中冲刷现象,说明险情在逐渐发展,则需加以抢护。抢护方法以导渗为主。如外滩较宽,附近有黏土可取,险情又很严重,则需兼用外帮防渗,内坡导渗的方法,切忌在坝内坡用粘性土料做压浸台。

  汛前消灭隐患,对防止在汛期中发生散浸、跌窝和漏洞险情,亦是一项及其重要的工作。

1.导渗沟 应用范围:
水位继续上涨,散浸严重坝段,有继续发展趋势。一般可在坝内坡面开沟导渗,让渗水集中沟内流走,使内坡土壤干燥坚实,以稳定险情。

施工方法:
① 从浸润线顶点起至坝脚外止,开若干条与坝身垂直的纵沟或与坝身成45°-60°的斜沟。斜沟比纵沟 好,因为斜沟导渗范围大,收效快。有的地方在浸润线顶开横沟,实践证明,这种方法排水不畅。斜沟、纵沟都要连通,宽深都是一样,或在纵沟两边再开“人”字形支沟(图2)。开挖的数量与深度适当,否则就不能起到应有的作用。

  ② 导渗沟的大小及间距,应根据各地具体情况而定。一般每隔5-8米开一条沟,沟深约0.5-1.0米,宽0.3-0.8米。

  ③ 各沟内填粗砂,卵石、碎石,在缺乏砂石地区,也可采用砖渣、岗柴作为导渗材料。为了防止泥土掉入沟内,阻塞渗水通路,可在导渗材料上面盖草袋或稻草,然后填土。

2. 反滤层 应用范围:散浸严重的堤段,开沟导渗有困难时,也可做砂石反滤层抢护,效果良好。

施工方法:

① 砂石反滤层(图5)——先将散浸部位面层湿土挖除厚约30厘米,再回填粗砂一层,厚15~20厘米,上盖瓜米石一层厚10~15厘米,再盖2厘米粒径的碎石一层,厚约10~15厘米,最后盖上小片石一层,让渗水从片石隙缝流入堤脚下的滤水沟。如果坝身要培厚的话,应在片石上盖上一层草袋,再在上面填土。


② 芦柴反滤层(图6)——在散浸部位的坡面上,先铺稻草一层,实厚5厘米,上铺芦苇厚10~20厘米,盖草袋一层或铺一层稻草,然后填土夯实。所铺芦柴或稻草,一定要露出堤脚外面,以便排出渗水,保持堤身干燥。

4. 外帮:
应用范围:在内坡散浸严重的坝段,如有外滩,附近有黏土可取,可在外坡做外帮,效果良好(图7)。

施工方法:

① 沿外坡倾倒粘土。最好随倒随用脚踩实,要保证质量。如因急流,散土容易流失,可先在水中分层垒土袋筑一隔堤,然后在土袋与坝外坡之间倾倒散黏土分层填筑,直到要求高度,这样,可起隔渗的作用(图8)。

  ② 外帮宽度一般4-5米,长度应超出散浸堤段两端至少5米,高出水面0.5米。

漏 洞 险情说明 漏洞出口一般发生在坝内坡下部或坡脚附近。开始时因漏水量小,坝土很少被冲动,所以漏水较清,叫做清水漏洞。由于洞周土体浸泡时松散崩解,或产生局部滑动,或堤身填土含砂重,土体可能被漏水带出,使漏洞变大。这时,漏水转浑,发展成为浑水漏洞。如不及时抢救,则将迅速发展,导致跨坝。

原因分析 一般说来,是由于堤身内部遗留有屋基、阴沟、暗剅、腐朽树根等物,筑坝时未清除;
填筑质量不好,龙口(交卡)不密实;
或为白蚁、蛇、鼠、獾在坝内打洞。在高水位压力下,将平时的淤塞物冲开;
或因渗水沿隐患、松土串连而成漏洞。尤其在高水位坝身浸泡时久,土体结构变松软,更易促成漏洞的发生,故有“久浸成漏”之说。

抢护原则 由于漏洞一般在迎水坡有洞口,所以抢护应以外堵为主,视情况在堤内出口用倒滤井为辅,或两者兼施的原则。

处理漏洞绝对不能采用在漏洞出口打桩,或填土封压的办法。这样做只会促使险情的扩大恶化。

抢护方法 1. 堤外堵塞(图9)
对漏洞的抢护,直接有效的措施是外堵漏源。但要堵塞洞口,必须先探明洞口的位置和它的大小、多少。寻找洞口的方法可用轻浮物撒在堤外水面,这样可以发现水面漩涡找到洞口。或潜水摸探。但为了安全,潜水摸洞人员必须用绳索系着,以免被水流吸进洞内。找到洞口后,应即堵塞。洞小的可先用铁锅扣住,或用棉衣、棉絮等将洞口堵住;
洞口较大或周围有几个洞的可以用棉被、篷布、土工膜张开顺堤坡拖下盖住 图9 洞口;
如漏洞系漏口或阴沟,可以先用布袋装土,任其吸进,再用木楔包以棉絮塞紧洞口,覆以棉絮。按上面方法将洞口堵住后,然后再压土袋,浇土做外帮,高出水面。

如坝外坡无明显洞口,也可以用含水量较高的粘土顺坡抛填,这样做可以减少渗水浸入。

外堵漏洞切忌乱抛块石土袋,以免架空,增加堵塞漏洞的困难。

2. 做倒滤井 在坝外堵塞的同时,坝内坡漏洞也要做滤井。特别是漏洞发生在坝脚平地,出现浑水兼带有粉砂、细砂之类,一时难于判明是漏洞还是管涌的情况下,更必须按抢护管涌填做倒滤井的办法来处理。只要倒滤层保住坝身的填土不流失,险情也就能稳定下来了。

3. 开巷断截(抽槽翻筑)(图10)
开巷断截是较彻底但也是最危险的办法。只有在万不得已,而且具备充分
图10 和必要的条件(如坝身面宽,堤身大,人力器材足够等)的情况下,才能采取这个办法。最好是能够在水位稍退的汛隙,突击进行,水位过高时不宜进行。施工时必须高度集中力量,加倍注意填筑质量。


开巷是在坝顶挖槽,深到漏洞以下,其抽槽宽度以能适合开挖工作的最低宽度为限,尤以开深槽更要谨慎从事(图13)。

管 涌(潜蚀、流土)
险情说明 管涌是指在汛期高水位情况下,上游水流通过坝基的透水层,从下游坝脚或坝脚以外覆盖层的薄弱部位逸出,造成坝后管涌、流土。

管涌:管涌为在土体渗透水压力的作用下,土体中的细颗粒在粗颗粒孔隙中被渗水推动和带出坝体以外的现象 流土:流土为土体表层所有颗粒同时被渗水顶托而移动流失的现象。流土开始时坝脚下土体隆起,出现泉眼,并进一步发展,土体隆起松动,最后整块土掀翻被抬起 图11 原因分析 一般是双层地基,上面覆盖有弱透水层,下面是砂砾及卵石等强透水层,高水位时渗透坡降变陡,渗透流速加大。当渗透坡降大于地基表层弱透水层允许的渗透坡降时即在坝下游坡脚附近发生渗透破坏,形成管涌、流土,渗水将地层中粉细沙颗粒带出(图11)。

抢护原则 制止涌水带砂,留有渗水出路。这样既可使粉砂、细砂不再被破坏,又可以降低附近渗水压力,使险情得以稳定。

  值得警惕的是,管涌是堤防溃口的极为明显和常见的原因,但对它的危险性仍有认识不足,措施不当,或麻痹蔬忽,贻误时机的。如采取大围井而抢筑不及,或围高井倒塌者都曾造成决堤灾害,给国家和人民带来严重损失。历史的惨痛教训必须牢记。

抢护方法 管涌固然是严重险情,我们只要提高警惕,慎重对等,及时处理,是可以抢护脱险的。

  1. 砂石反滤围井 在冒水孔周围,用土袋围成低堰。孔内填反滤料,最好是按级配先填粗砂,再填瓜米石、碎石,最后填块石(图12)。

图12
这样可以有效地制止砂粒带出,但由于涌水,粗砂往往填不进去,则可先填碎石、块石,以杀涌水之势,再按级配填筑,略高于原在地面。如附近无适用石料,可以砖渣代替。如一次末能达到制止带砂。可以清除部分上层粗填料,再按上述级配填筑直到渗水畅流,无砂粒带出为止。反滤料填好后,仍需注意防守,如发现填料下沉,可以继续填块石料,直到稳定为止(图20)。

  2. 砂石反滤压盖 同上述方法,但不筑围堰,直接填反滤料也可。

  3. 减压围井 无滤层围井、透水压渗台等。

  4. 抢护脱险后仍应加强防守,观测周围的变化和渗水流量与库水位的关系,以供汛后处理作参考。

跌 窝 险情说明 汛期坝身或外坡发生局部塌洞叫做跌窝。

原因分析 发生跌窝的原因有:白蚁、蛇、鼠、獾之类在坝内打洞,或筑坝时土块架空末经夯实,遇江水高涨,江水灌入,或雨水泡浸使洞周土体浸软而形成局部陷落,所以跌窝伴随漏洞而发生。跌窝险情的发生主要由坝身隐患引起,所以在平时应注意加强捕獾、灭蚁工作。

抢护原则 跌窝是局部陷落,以防止水流浸蚀继续扩大,应及时予以翻填。又因它常伴随漏洞而发生,故宜配合漏洞险情进行处理。

图13 抢护方法
1.跌窝发生在堤顶附近内坡,跌窝内没有漏洞,将坑内松土清除,用好土填实还原即可(图13)。

图14
2.跌窝发生在坝内坡,坝外坡有漏洞口,漏水直通跌窝,应配合抢堵坝外坡漏洞以止住漏水,如果必须与外堵漏源同时进行抢救时,可将跌窝内松土清除,回填粗砂、瓜米石、砖渣、卵石等做成倒滤井,以制止漏水带出泥土,稳定险情(图14)。

  (汛后水落应随即翻筑跌窝,窝内漏洞可追赶翻筑的应予追赶翻筑,再将跌窝内松土清除,予以回填夯实。)
图15
3.跌窝发生在坝外坡上,坝内并发生有漏洞的,可先在外滩上筑袋土围堰高出水面,抽干围堰内积水,沿跌窝部分进行翻挖,找出漏源,清除隐患后,予以回填(图15)。

图16 图17
4.如跌窝发生在坝身单薄、坝顶较窄的坝顶上,挖填前应加做外帮,以保证开挖时的安全。开挖时应先清除隐患,有漏洞的,要先将上口堵好,再回填夯实(图16)。

5.如跌窝发生在外坡水下部分,可用袋土、棉絮等物将跌窝填实,再加做外帮(图17)。

裂 缝 裂缝是大坝常见的一种险情,它有时很可能是其他险情(如滑坡等)的前兆。而且由于它的存在,洪水或雨水易于入侵堤身,常会引起其他险情,尤其是横向裂缝,往往会造成坝身土体的渗透破坏,甚至更严重的后果。因此,必须引起重视。

一、险情的分类
(1) 按裂缝产生的成因可分为不均匀沉陷裂缝、滑坡裂缝、干缩裂缝、冰冻裂缝、振动裂缝。其中,滑坡裂缝是比较危险的。

  (2) 按裂缝出现的部位可分为表面裂缝、内部裂缝。表面裂缝容易引起人们的注意,可及时处理。而内部裂缝是隐蔽的,不易发现,往往危害更大。

  (3) 按裂缝走向可分为横向、纵向和龟纹裂缝。其中横向裂缝比较危险,特别是贯穿性横缝,是渗流的通道,属重大险情。即使不是贯穿性横缝,由于它的存在,缩短渗径,易造成渗透破坏,也属较重要险情。

  二、裂缝的成因
引起大坝裂缝的原因是多方面的,归纳起来,产生裂缝的主要原因有以下方面。

  1、不均匀沉降。大坝基础土质条件差别大,有局部软土层;
或坝身填筑厚度相差悬殊,引起不均匀沉陷,产生裂缝。

  2、施工质量差。大坝施工时上坝土料为粘性土且含水量较大,失水后引起干缩或龟裂,这种裂缝多数为表面裂缝或浅层裂缝,;
筑坝时,填筑土料夹有淤土块、冻土块、硬土块;
碾压不实,以及新老堤结合面未处理好,遇水浸泡饱和时,易出现各种裂缝;
大坝与交叉建筑物接合部处理不好,在不均匀沉陷以及渗水作用下,引起裂缝。

  3、水流作用。背水坡在高水位渗流作用下由于抗剪强度降低,临水坡水位骤降或坝脚被掏空,常可能引起弧形滑坡裂缝,特别是背水坡坝脚有塘坑、坝脚发软时,容易发生。

三、险情判别
裂缝抢险,首先要进行险情判别,分析其严重程度,判明裂缝的走向,是横缝还是纵缝,是滑坡性裂缝还是沉降性裂缝,此外还应判断是深层裂缝还是浅层裂缝。必要时还应辅以隐患探测仪进行探测。

  四、抢护的原则
根据裂缝判别,如果是滑动裂缝,应先按处理滑坡进行抢护。待滑坡稳定后,再处理裂缝,否则达不到预期效果。纵向裂缝如果仅是表面裂缝,可暂不处理,但须注意观察其变化和发展,并封堵缝口,以免雨水侵入,引起裂缝扩展。较宽较深的纵缝,即使不是滑坡性裂缝,也会影响大坝强度,降低其抗洪能力,应及时处理,消除裂缝。横向裂缝是最为危险的裂缝。如果已横贯坝身,在水面以下时水流会冲刷扩宽裂缝,导致非常严重的后果。即使不是贯穿性裂缝,也会因缩短渗径,浸润线抬高,造成坝身土体的渗透破坏。因此,对于横向裂缝,不论是否贯穿堤身,均应迅速处理。窄而浅的龟纹裂缝,一般可不进行处理。较宽较深的龟纹裂缝,可用较干的细土填缝,用水洇实。

五、裂缝险情的抢护方法
裂缝险情的抢护方法,一般有开挖回填、横墙隔断、封堵缝口等。

  (一)开挖回填
这种方法适用于经过观察和检查已经稳定,缝宽大于1cm,深度超过1m的非滑坡(或坍塌)性纵向裂缝,施工方法如下。

  1.开挖
沿裂缝开挖一条沟槽,挖到裂缝以下0.3~0.5m深,底宽至少0.5m,边坡的坡度应满足稳定及新旧填土能紧密结合的要求,两侧边坡可开挖成阶梯状,每级台阶高宽控制在20cm左右,以利稳定和新旧填土的结合。沟槽两端应超过裂缝1m,如图18所示。

图18 开挖回填处理裂缝示意图 (尺寸单位:cm) (a)剖面图;
(b)平面图
2.回填 回填土料应和原堤土类相同,含水量相近,并控制含水量在适宜范围内。土料过于时应适当洒水。回填要分层填土夯实,每层厚度约20cm,顶部高出堤面3~5cm,并做成拱弧形,以防雨水入浸。

  需要强调的是,已经趋于稳定并不伴随有滑坡等险情的裂缝,才能用上述方法进行处理。当发现伴随有滑坡险情的裂缝,应先抢护滑坡险情,待脱险并裂缝趋于稳定后,再按上述方法处理裂缝本身。

  (二)横墙隔断
此法适用于横向裂缝,施工方法如下。

  (1) 沿裂缝方向,每隔3~5m开挖一条与裂缝垂直的沟槽,并重新回填夯实,形成梯形横墙,截断裂缝。墙体底边长度可按2.5~3.0m掌握,墙体厚度以便利施工为度,但不应小于50cm。开挖和回填的其他要求与上述开挖回填法相同,如图19所示。

   图19 横墙隔断处理裂缝示意图 (尺寸单位:m) (a)A-A剖面团;
(b)平面图 (2) 沿裂缝作宽5~10cm,高3~5cm的小土埂,压住缝口,以防雨水浸入。

  未堵或已堵的裂缝,均应注意观察、分析,研究其发展趋势,以便及时采取必要的措施。如灌堵以后,又有裂缝出现,说明裂缝仍在发展中,应仔细判明原因,另选适宜方法进行处理。

(2) 如裂缝临水端已与库水相通,或有连通的可能时,开挖沟槽前,应先在大坝临水侧裂缝前筑前战截流。若沿裂缝在堤防背水坡已有水渗出时,还应同时在背水坡修做反滤导渗,以免将坝身土颗粒带出。

  (3) 当裂缝漏水严重,险情紧急,或者在库水猛涨,来不及全面开挖裂缝时,可先沿裂缝每隔3~5m挖竖井,并回填粘土截堵,待险情缓和后,再伺机采取其他处理措施。

  (4) 采用横墙隔断是否需要修筑前战、反滤导渗,或者只修筑前戗和反滤导渗而不做隔断横墙,应当根据险情具体情况进行具体分析。

  (三)封堵缝口 1.灌堵缝口 裂缝宽度小于1cm,深度小于1m,不甚严重的纵向裂缝及不规则纵横交错的龟纹裂缝,经观察已经稳定时,可用灌堵缝口的方法。具体作法如下。

  (1) 用于而细的沙壤土由缝口灌人,再用木条或竹片捣塞密实。

  (2) 沿裂缝作宽5~10cm,高3~5cm的小土埂,压住缝口,以防雨水浸入。


2.裂缝灌浆
缝宽较大、深度较小的裂缝,可以用自流灌浆法处理。即在缝顶开宽、深各0.2m的沟槽,先用清水灌下,再灌水土重量比为1:0.15的稀泥浆,然后再灌水土重量比为1:0.25的稠泥浆,泥浆土料可采用壤土或沙壤土,灌满后封堵沟槽。

  如裂缝较深,采用开挖回填困难时,可采用压力灌浆处理。先逐段封堵缝口,然后将灌浆管直接插入缝内灌浆,或封堵全部缝口,由缝侧打眼灌浆,反复灌实。灌浆压力一般控制在50~120kPa(0.5~1.2kg/cm2),具体取值由灌浆试验确定。

  压力灌浆的方法适用于已稳定的纵横裂缝,效果也较好。但是对于滑动性裂缝,将促使裂缝发展,甚至引发更为严重的险情。因此,要认真分析,采用时须慎重。

滑 坡 一、滑坡产生的原因
大坝的临水面与背水面坝坡均有发生滑坡的可能,因其所处位置不同,产生滑坡的原因也不同,现分述如下。

  1.临水面滑坡的主要原因
(1) 坝脚滩地迎流顶冲坍塌,崩岸逼近坝脚,坝脚失稳引起滑坡。

  (2) 水位消退时,坝身饱水,容重增加,在渗流作用下,使堤坡滑动力加大,抗滑力减小。坝坡失去平衡而滑坡。

  (3) 汛期风浪冲毁护坡,浸蚀坝身引起的局部滑坡。

  2.背水面滑坡的主要原因
(1) 坝身渗水饱和而引起的滑坡。通常在设计水位以下,坝身的渗水是稳定的,然而,在汛期洪水位超过设计水位或接近设计
水位时,坝身的抗滑稳定性降低或达到最低值。再加上其他一些原因,最终导致滑坡。

  (2) 在遭遇暴雨或长期降雨而引起的滑坡。汛期水位较高,坝身的安全系数降低,如遭遇暴雨或长时间连续降雨,坝身饱水程度进一步加大,特别是对于已产生了纵向裂缝(沉降缝)的坝段,雨水沿裂缝很容易地渗透到大坝的深部,裂缝附近的土体因浸水而软化,强度降低,最终导致滑坡。

  (3) 坝脚失去支撑而引起的滑坡。平时不注意坝脚保护,更有甚者,在坝脚下挖塘,或未将紧靠坝脚的水塘及时回填等,这种地方是大坝的薄弱地段,坝脚下的水塘就是将来滑坡的出口。

  二、大坝滑坡的预兆
汛期堤防出现了下列情况时,必须引起注意。

  1.坝顶与坝坡出现纵向裂缝
汛期一旦发现坝顶或堤坡出现了与堤轴线平行而较长的纵向裂缝时,必须引起高度警惕,仔细观察,并做必要的测试,如缝长、缝宽、缝深,缝的走向以及缝隙两侧的高差等,必要时要连续数日进行测试并做详细记录。出现下列情况时,发生滑坡的可能性很大。

图20 滑坡前裂缝两端明显向下弯曲 (1) 裂缝左右两侧出现明显的高差,其中位于离堤中心远的一侧低,而靠近坝中心的一侧高。

  (2) 裂缝开度继续增大。

  (3) 裂缝的尾部走向出现了明显的向下弯曲的趋势,如图20所示。

(4) 从发现第一条裂缝起,在几天之内与该裂缝平行的方向相继出现数道裂缝。

  (5) 发现裂缝两侧土体明显湿润,甚至发现裂缝中渗水。

  2.坝脚处地面变形异常
滑坡发生之前,滑动体沿着滑动面已经产生移动,在滑动体的出口处,滑动体与非滑动体相对变形突然增大,使出口处地面变形出现异常。

  (1) 坝脚下或坝脚下某一范围隆起。可以在坝脚或离坝脚一定距离处打一排或两排木桩,测这些木桩的高程或水平位移来判断坝脚处隆起和水平位移量。

  (2) 坝脚下某一范围内明显潮湿,变软发泡。

三、临水面滑坡的抢护方法 (一)临水面滑坡抢护的基本原则
抢护的基本原则是:尽量增加抗滑力,尽快减小下滑力。具体地说,“上部削坡,下部固坡”,先固脚,后削坡。

  (二)临水面滑坡抢护的基本方法
汛期临水面水位较高,采用的抢护方法,必须考虑水下施工问题。

  1、增加抗滑力的方法     (1)做土石戗台。在滑坡阻滑体部分做土石戗台,滑坡阻滑体部位一时难以精确划定,最简单的办法是,戗台从坝脚往上做,分二级,第一级厚度1.5~2.0m,第二级厚度1.0~1.5m(见图21)。

    土石戗台断面结构,如图22所示。

图21 土石戗台断面示意图 图22 土石戗台断面结构示意图
采用本抢护方案的基本条件是:坝脚前未出现坍塌险情,坝脚前滩地是稳定的。

  (2) 做石撑。当做土石戗台有困难时,比如滑坡段较长,土石料紧缺时,应做石撑临时稳定滑坡。该法适用于滑坡段较长,水位较高。采用此法的基本条件与(1)做土石戗台的基本条件相同。石撑宽度4~6m,坡比1:5,撑顶高度不宜高于滑坡体的中点高度,石撑底脚边线应超出滑坡下口3m以远(见图23)。石撑的间隔不宜大于10m。

  (3) 坝脚压重,保证滑动体稳定,制止滑动进一步发展。滑坡是由于坍塌而引起的,那么,首先要制止坍塌的继续发展,最简单的办法是堤脚抛石块、石笼、编织袋装土石等抗冲压重材料,在极短的时间内制止崩岸与坍塌进一步发展。

图23 石撑断面示意图 图24 背水坡贴坡补地示意图
2.背水坡贴坡补强
当临水面水位较高,风浪大,做土石戗台、石撑等有困难时,应在背水坡及时贴坡补强。贴坡的厚度应视临水面滑坡的严重程度而定,一般应大于滑坡的厚度,贴坡的坡度应比背水坡的设计坡度略缓—些。贴坡材料应选用透水的材料,如沙、沙壤土等。如没有透水材料,必须做好贴坡与原堤坡间的反滤层,以保证堤身在渗透条件不被破坏。背水坡贴坡补强断面参见图24。背水坡贴坡的长度要超过滑坡两端各3m以上。

四、背水面滑坡的抢护方法 险情说明 当坝背水坡发生严重散浸,没有及时处理,时间拖久,则在散浸坝段的坝顶或内肩、内坡,发生向坝脚下挫的弧形裂 缝,随着土壤结构被破坏,内坡就整块的向下滑动,形成滑动部分下挫,坡脚土壤上鼓的险象。有时仅是读破滑动,有时也会推动坡脚土层一起滑动(如右图)。

原因分析 内脱坡与散浸有联带关系,散浸严重的堤段,堤坡浸水饱和,土的抗剪强度降低,坝坡稳定破坏,兼坝脚基础虚软,内临水塘湖沼,阻滑力减弱,当它不能支持堤坡滑动土体时,就产生脱坡。

抢护原则 产生内脱坡的主要原因是渗水降低了坝坡土体的抗剪强度。所以抢护原则是首先消除已滑动的坝坡中的渗水,部分恢复滑动土体的抗剪强度,使堤坡稳定。再进行还坡加固。

抢护方法 抢护脱坡的基本方法是开沟导渗,填塘固基,加土还坡,外帮截渗。同时结合具体情况,因地制宜,分别用不同方法加以处理。


在这里应当指出,有些地方采用打桩方法抢救脱坡,是不妥当的。它不但不能抵抗滑坡土体所产生的巨大推力,反而容易促使滑坡发展。现将几种常用效果显著的抢救方法列述如下:
1. 透水土撑(图25)
应用范围:若脱坡坝段,范围较大,可沿脱坡堤段做若干透水性土撑。具体尺寸可根据具体情况而定。

施工方法:
图25
① 在筑土撑部位,将脱坡松土削成斜坡后挖沟,在沟内放置滤水材料,如砂石、砖渣等。

  ② 若坝基不好,土撑坡脚要抛石或用袋土固脚,但应注意不要将沟内渗水阻塞。

  ③ 土撑宽度要看水情、险情与取土难易而定。一般宽度5~8米,坡比1:5,撑顶高度一般在洪水位以下0.5-1.0米。

  ④ 填土要打碎,夯实。

2. 透水压浸台(图26)
图26 应用范围:
  大坝断面不足,脱坡严重,附近有土可取,缺乏砂石之处。

施工方法:
  ① 做法与透水土撑相同。但在布置上透水压浸台是全面修筑,而透水土撑是分段修筑。


② 同散浸透水压浸台的施工方法。

3. 外帮
内脱坡严重,范围又较广,在堤内抢筑透水压浸台、开沟导渗等工程,需要时间。如有外滩,在抢护内坡的同时,可在外坡加做黏土外帮,以减少渗水,缓和险情,便于争取时间,完成内坡抢护工作。

防 浪 险情说明 在汛期中,水面较宽风浪较大的堤防,被风浪冲击淘刷,坝外坡土粒易被水流冲走,轻则把堤坡冲刷成浪坎,使坝身发生崩塌险情;
重则使坝身完全破坏造成溃口。

抢护原则 为了防止风浪对大坝的破坏,抢护的原则是:削减风浪的力量和加强坝坡的防护。

抢护方法 利用漂浮物破浪,削减波浪的高度和冲击大坝的力量,或在迎浪坝坡面抢做一些防浪工事。

  现将临时抢护方法介绍于下:
图27 1.柳枕(图27)
应用范围:柳枕可以就地取材,采用的范围较广,在河面较窄风浪较小的堤段应用颇有效。

施工方法:
  ① 用柳枝、芦苇或其他梢料,扎成直径0.5~0.8米的枕,长30~50米。枕的中心卷人两根5~7厘米的竹缆做心子(俗称龙筋)。在枕的纵向每隔图27 0.6~1.0米用10~14号铅丝扎两道。在坝顶签钉0.8~1.2米长的木撅,间距3~5米。再用麻绳或竹绳的一头把枕栓牢,另一头系在木撅上。麻绳或竹缆的长度,以枕可以随水面涨落为度。最好能使枕可以防御各种水位的风浪。水位高时,可以把绳缆扣在木撅上,使枕离堤坡约2~3米;
水位低落时,可以把绳缆松开。

  ② 连环枕:若风浪较大或河面较宽,可以扎成两个,或更多的枕相连,各枕间每隔3~5米用木杆连牢,这样叫做连环枕。防浪效果较好,可以防御较宽水面七级以下的风浪。

  ③ 竖枕:把柳苇枕坚立在堤坡上,下端系块石,上端系在坝顶的木桩上。用竖枕时,枕的长度可随水位而定,一般使枕的下端稍低于汛期的低水位,上端可与坝顶相平。

2.防浪排(图29)
施工方法:
图29
① 用10~20厘米的圆木,扎成木排。纵横圆木间的间距为0.5~1.0米,排的长度为2~4米,宽1.5~2.0米。中间填以柳把或苇把,用绳索或铅丝固定在坝顶的小木桩上。排的下端坠以块石,可以随水位上下移动,防御不同水位的风浪。图29
② 用柳枝等梢料,中间裹以碎石,扎成20~25厘米的小枕。柳与石的比例应试验,使扎成枕后能在水中沉下,不使漂浮在水面。再用绳索或铅丝连结成宽1~2米,长5.0~10米的枕排,栓系在堤顶的木桩上。排的下部同样坠以块石,使紧靠在坝坡上。

3.石袋、砂袋、土袋:用草袋装石、砂或土铺放在堤坡上,也是各地经常使用的方法(图30)。

图30 土(砂、石)袋防护剖面示意图 施工方法:
  ① 用草袋装河卵石、砂或土,不要装的太满,约装草袋容积的三分之二,然后用绳缝口。

  ② 根据风浪高低,把石袋或砂士袋放置在风浪影响范围的堤坡面,袋口向里排列,互相叠压。

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