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时间:2018-10-27
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1、中小型水库常见病害及其原因分析1 引言 我国现有的中小型水库,多数自建库以来已投入运行数十年。鉴于存在较多安全隐患的现状,近年来,国家对中小型水库除险加固工作高度重视,各项具体、细致地工作有条不紊地落实到各专业部门。文章针对现场安全检测的专业特点,依据近百座中小型水库现场安全检测技术成果,并综合多方面资料,经过归纳总结发现,这些水库存在问题具有普遍性和广泛共性,本文将其称之为“常见病害”。文章重点介绍大坝渗漏、坝体缺损、结构裂缝等五方面的中小型水库常见病害,描述其病害特征,客观分析、查找病害产生原因,对结构安全性作出分析评价,为除险加固工作提供参考。
2、2 大坝渗漏问题 渗漏问题是影响中小型水库大坝安全的主要病害之一,也是人们普遍关注的话题。文章介绍土石坝和拱坝两种常见坝型的渗漏特征及产生原因。 2.1土石坝渗漏 土石坝是中小型水库大坝中最常见的一类坝型。在现场安全检测或日常巡查中,为快速准确地查找、辨别坝体渗漏,往往要先查找渗漏迹象,诸如,存在渗漏(或散浸)的坝段一般存在如下迹象:①坝坡土体常年松软、潮湿,②坝坡面沼泽化、水生植物生长茂盛或有渗漏溢出点,③坝脚后农田不能生长干旱农作物,或坝脚后形成天然鱼塘等。 近年来,从大量土石坝现场安全检测的情况看,多数土石坝存在不同程度渗漏(或散浸),并随库
3、水位上升而愈加明显,给水库大坝带来安全隐患。显然,大坝渗漏(或散浸)现象,已是多数(未曾加固的)土石坝常见病害之一。 为客观、科学、准确地分析众多土石坝的渗漏原因,一般以现场安全检测情况为基础,同时查阅地质勘探及工程历史资料,并咨询部分参与建坝的库区附近群众。经过多方面综合分析不难发现,土石坝渗漏(或散浸)产生原因具有广泛共性,即:多数土石坝建坝年限较久远(尤其上世纪九十年代之前建成的土石坝),在建坝初期就已埋下渗漏隐患,属历史遗留问题,具体表现在两个方面:①建坝初期施工条件差,无重型碾压机械,仅靠人工夯实或滚石碾压等简易方法筑坝,坝体土方填筑压实情况较差;②对
4、于天然地基条件较差的土石坝,因受到施工设备简易及地基处理手段落后等因素限制,常出现大坝清基不彻底,或地基础与坝身底面的结合部处理不到位。 2.2拱坝渗漏 拱坝是一个空间壳体结构,在平面上形成拱向上游的弧形拱圈,在铅直剖面上是直立于河床基础和坝肩岩体上的悬臂梁,是中小型水库大坝中较常见的一类坝型。 渗漏是拱坝较为常见的病害之一,其渗漏点水流多表现为流动状态,一般较容易发现。从大量拱坝现场安全检测的工程实例来看,拱坝渗漏产生原因复杂多样,但较常见的渗漏原因有三种,即:①坝身拱圈与河床基础或坝肩岩体的结合部处理较差;②对于砌石拱坝,砌石缝内的砌筑砂浆常被库水侵
5、蚀、剥落或淘空,造成坝身存在砌石空洞而引起漏水;③坝身拱圈的分缝拉裂或变形而引起渗漏。 3 坝体缺损 坝体缺损亦是中小型水库的常见病害之一,鉴于在各类坝型当中,土石坝出现损毁的现象最为普遍和严重,因此文章对土石坝缺损的产生原因进行介绍。土石坝坝体缺损产生原因可概括为二个方面: ①自然环境因素:受长期库水浸泡或风浪冲刷影响,常造成库区侧坝坡面土体松软、浪坎或滑坡,进而引起坝坡护砌出现沉陷、松散或坍塌现象;背水面坝坡受渗漏(或散浸)影响而被沼泽化,另外坝坡雨淋沟也是土石坝较常见的问题。 ②人畜损毁因素:部分土石坝存在白蚁或其它动物危害;平原和丘陵地带的
6、水库大坝多数地处村镇交通枢纽附近,坝顶往往兼作交通道路,车辆碾压常造成坝顶坑洼不平并积水,同时车辆荷载引起的侧向土压力较易造成坝顶防浪墙(或坝肩石)出现倾斜甚至倒塌;在土石坝上从事开挖、耕种等人类活动,常造成坝坡面不规整或缺土现象,也是一个较为普遍的问题。 4 枢纽建筑物结构裂缝 中小型水库大坝枢纽工程配套建筑物,有放水涵、灌溉涵和泄洪闸等,目前仍有不少建筑物建设年代较早。其梁、板、墙柱等混凝土构件多因早期材料紧缺原因,存在构件尺寸偏小、混凝土强度偏低、钢筋配筋率偏少等问题,造成其自身结构承载力不足而引起裂缝,其中,梁构件出现结构裂缝(主要为弯矩缝和剪
7、切缝)现状最为普遍;墙体、涵洞之类的砌石构件常因自身结构整体性差,当基础不均匀沉降时较易出现结构裂缝,裂缝走向多为竖向或斜向。 5 库水排泄不畅 库水排泄不畅问题是多数水库的共性问题,常给水库大坝带来安全隐患,致使库水排泄不畅的原因多表现在如下四方面:①溢洪道、泄洪涵闸等泄水建筑物(初建时期)设计标准偏低,泄水能力不足;②受到库区附近自然地形限制,水库泄水通道弯折或开凿不到位导致库水排泄不畅;③泄水建筑物进出水口位置,常有土石堆杂物、水生浮游植物造成阻水现象;④下游消能设施不完善或水毁,也是造成库水排泄不畅的常见原因之一。 6 材料设备老化
8、 水库建筑
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