美国克利尔沃特坝坝基渗漏处理.pdf

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1、2015年2月水利水电快报EWRHI第36卷第2期一～r计施与设工～一文章编号：1006-0081(2015)02-0014-04√美国克利尔沃特坝坝基渗漏处理[美国]R．V．克利夫等摘要：克利尔沃特坝为粘土斜心墙土石坝，从大坝最初设计到施工，岩溶的发展与大坝左坝肩严重的渗漏破坏始终受到关注，并于1972年与1978年布设了地下排水系统，以减轻扬压力及防止沿大坝下游左坝肩所形成的地下渗流。2003年1月，在坝坡上游发现一处岩溶。堪萨斯州地质调查局利用表面地球物理研究方法划定岩溶的地下范围，确定地质条件；同时美国垦务局进

2、行了跨孔层析成像研究，美国陆军工程师团(USACE)研究和发展中心(ERDC)进行了自电位、电磁的导电性以及电阻率的研究。聘请岩土力学、渗流力学专家协助工作。在此基础上，决定在岩溶的下游进行局部灌浆以及修建防渗墙。经仪器检测及数据分析，灌浆与防渗墙的修建减少了渗漏，并提高了大坝的安全性。关键词：坝基渗漏；渗漏处理；灌浆；防渗墙；克利尔沃特坝；美国中图法分类号：TV543．8文献标志码：A克利尔沃特(Clearwater)水库位于美国阿肯色径为7m，长为358m。消力池最大宽度为23113，长州和密苏里州的怀特河流域，是

3、以防洪为主兼顾其为58m。他的综合性工程，并为大坝下游布莱克河附近的土大坝为碾压填土防渗斜心墙坝，心墙两侧为透地提供保护。该工程大坝位于密苏里州东南部的布水壳体结构。图1为一个土石坝防渗墙施工的典型莱克河上。尽管该水库是用于防洪，但是坝前区域断面。的永久性水库部分最大深度约12．2In，表面面积约粘土铺盖的延伸(防渗墙完建之后修建)为659hm，主要是用于休闲娱乐、保护鱼类以及野C33混凝土砂石过滤层代替0．9m堆石生动物。在目前条件下，每年平均防洪效益约为防浪墙，680万美元。对于休闲娱乐，在30km的湖中，每年防渗

4、墙对齐线CL粘土心墙堆石e1．582‘约有40万人次游览，游客消费约510万美元。．e1．6O8／透水壳体(最小厚度0．6m)弋～e1．576——j-工作平台1工程概况在水库正常蓄水位为150．5m处时，克利尔沃特水库库容为27×10。m，正常蓄水位与防洪高水位175．5m之间的防洪库容为483×10。In。开敞式溢洪道位于右坝肩366m以上。溢洪道是通过开挖右坝肩岩石和残积土建造而成。图1典型大坝断面(左右坝肩)有闸出水口位于右坝肩，由具有控制塔的进水最初，设计师估计可能会发生地下渗流，因此在建筑物、管道、消力池以及

5、排水渠道构成。管道的内粘土心墙底部增加了帷幕灌浆。这并不是为了完全收稿日期：2014—12—05·14·[美国]R．V．克利夫等美国克利尔沃特坝坝基渗漏处理消除坝基渗流，而是为了限制渗流范围。原设计师2．3主要维修记录和顾问们认为，渗流路径被限制在现有的基岩和上覆剩余材料中，大坝仍会是安全的。同时还认为，由从大坝最初设计到施工，岩溶的发展与渗漏破于是岩溶地基，如果要消除一切理论上的渗流路径，坏始终受到关注。1941年隧道施工期间，在右坝肩则成本会很高昂。施工只是为了避免将来在该地区的大直径管道出口处，由于隧洞开挖，移除

6、了现场的可能会形成的大量渗流。支护结构，致使一个大型空腔坍塌，并形成了一个大凹陷，之后得到修复填充。有趣的是，通过钻孔、各2背景种地下调查检测以及分析数据，右坝肩(自蓄水以来，认为右坝肩是不透水区域，且在过去的60a，没2．1基础地质状况有观察到渗透)存在一个相当大的空腔，而左坝肩(显然是一个渗漏严重的区域)却没有出现岩溶或基础地质由上寒武统白云岩组成，包含薄层硅检测到大空腔。然而，在最近的灌浆工程中，左坝肩质岩。白云岩的化学风化(分解)明显，在坝址区较却存在大量的岩溶。在1948年7月，库水位达到严重，特别是在坝肩。

7、不蚀变基岩与上覆岩土之间152m，即大坝建成前的5个月，第1次使用防洪库的隔层为表层岩溶，出现在坝肩，且由强风化白云容。在这个时段，没有出现渗漏；竣工阶段，库水位岩、漂石、粘土填充物及岩石顶尖风化组成。强烈的被降低到正常蓄水位150．5m。风化过程会导致岩石表面产生巨大变化，而且这种大坝于1948年l2月建成。在1948年1～4月高分解的岩石会形成溶蚀通道。春季多雨期间，库水位上升到164m。在这期间，最初安装的10个渗压计显示有明显的地下水位波动，2．2建设历程与主要问题这是因为强降雨和正常库水位浸润线刚形成的影19

8、39～1940年，首先开始土石坝、溢洪道及出响，但在地面上只有轻微的渗漏发生。在1949年期水口的设计。在1940年5月，第一阶段的施工开始间，随着库水位对地下水系已形成的影响，检测到水于出水口工程，并于1942年3月完成。土石坝和溢库表面有渗透并且在1950年逐渐变得更为明显。洪道的施工开始于1941年7月，由于第二次世界大更重