水利工程防汛抢险基本知识课件.pptx
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1、目目 录录n n前前 言言 n n一、水库抢险措施一、水库抢险措施n n(一)土石坝及其特点(一)土石坝及其特点n n1 1、土石坝的特点、土石坝的特点n n2 2、土石坝的病害和失事、土石坝的病害和失事n n(二)水库抢险措施(二)水库抢险措施n n1 1、防止洪水漫顶、防止洪水漫顶n n2 2、散浸、滑坡及漏洞的抢护、散浸、滑坡及漏洞的抢护n n3 3、翻砂漏水(管涌)的抢护、翻砂漏水(管涌)的抢护n n4 4、涵洞(管)、闸门及溢洪道的抢护、涵洞(管)、闸门及溢洪道的抢护n n二、陂坝抢护措施二、陂坝抢护措施n n三、渠道险情抢护修复三、渠道险情抢护修复n n四、防洪堤抢护四、防洪堤抢护
2、前前 言言n n 水是人类和一切生物生存所不可缺少的自然水是人类和一切生物生存所不可缺少的自然资源,没有水就没有生命。中外历史证明,治水资源,没有水就没有生命。中外历史证明,治水与兴国安邦、人类文明进步、社会经济发展密切与兴国安邦、人类文明进步、社会经济发展密切相关。相关。n n 水可载舟,也可覆舟。为了减少自然灾害,水可载舟,也可覆舟。为了减少自然灾害,使水利资源造福人民,必须采取各种工程措施改使水利资源造福人民,必须采取各种工程措施改造天然河流,例如建造大坝壅高水位,形成水库,造天然河流,例如建造大坝壅高水位,形成水库,拦洪蓄水;劈山修渠,开凿隧道,架设渡槽,引拦洪蓄水;劈山修渠,开凿隧道
3、,架设渡槽,引水灌溉;修建水电站,发供用电;修建船闸,以水灌溉;修建水电站,发供用电;修建船闸,以利通航等,这就是水利工程与水工建筑物。利通航等,这就是水利工程与水工建筑物。n n 由于水利工程固有特点:一是水工建筑物工由于水利工程固有特点:一是水工建筑物工作受力复杂。所承受的力除自重外,还受到静水作受力复杂。所承受的力除自重外,还受到静水压力、动水压力,波浪压力、脉动力、地震水压压力、动水压力,波浪压力、脉动力、地震水压力、流动水动量压力;基底承受水浮托力和渗透力、流动水动量压力;基底承受水浮托力和渗透压力;由于温度变化或建筑物内外温度差,将使压力;由于温度变化或建筑物内外温度差,将使建筑物
4、产生温度力等。二是工作条件复杂。例如建筑物产生温度力等。二是工作条件复杂。例如受高速水流除对建筑物和下游流河床产生冲刷外,受高速水流除对建筑物和下游流河床产生冲刷外,还可使建筑物产生振动脉冲力或气蚀现象;建筑还可使建筑物产生振动脉冲力或气蚀现象;建筑物长期外露,受春秋寒暑日晒雨淋循环风化作用,物长期外露,受春秋寒暑日晒雨淋循环风化作用,侵蚀破坏;地基渗漏可冲刷淘空地基与建筑物,侵蚀破坏;地基渗漏可冲刷淘空地基与建筑物,引起毁坏。引起毁坏。n n 鉴于上述原因,水工建筑物易受破坏,特别鉴于上述原因,水工建筑物易受破坏,特别是汛期更易发生破坏,水利工程万一失事,损失是汛期更易发生破坏,水利工程万一
5、失事,损失将是严重的,有的甚至是不可估量的。因此,从将是严重的,有的甚至是不可估量的。因此,从战略上,要思想重视,预防为主,未雨绸缪;从战略上,要思想重视,预防为主,未雨绸缪;从战术上要懂得抢护措施,到时心中有数,抢护得战术上要懂得抢护措施,到时心中有数,抢护得当,确保工程万无一失。下面简单谈谈水库、陂当,确保工程万无一失。下面简单谈谈水库、陂坝、渠道、防洪堤的防汛抢护基本知识,以期达坝、渠道、防洪堤的防汛抢护基本知识,以期达到抛砖引玉的作用。到抛砖引玉的作用。一、水库抢险措施一、水库抢险措施n n 由挡水坝与周边山体形成的蓄水湖称为水库,而95%以上的挡水坝是由土石材料建成的,因此这里所讲的
6、水库抢险措施是指由土石坝所形成的水库抢险措施。(一)土石坝及其特点(一)土石坝及其特点n n 土石坝是指由当地土料、石料或土石混合料,填筑而成的挡水坝。当坝体材料以土和砂砾(d20)为主时,称为土坝;以块石为主时,称为堆石坝;当土料砂、砾和块石均占相当比例时,称为土石混合坝。1、土石坝的特点、土石坝的特点n n土石坝被广泛应用,在于其有以下土石坝被广泛应用,在于其有以下优点:优点:优点:优点:(1)能因地制宜,就地取材,能节约大量水泥、钢材、木材等建设物资;(2)对地基的要求较低;(3)构造简单,施工便利;(4)工作安全可靠,寿命较长,管理便利等。据资料统计,我国建有高15米以上大坝18000
7、多座,土坝占95%以上。我市修建的大中小型水库481座,仅有8座为砼坝或浆砌石坝,其余的均为土坝,占98.3%。土石坝土石坝缺点缺点有:有:n n(1)抗冲蚀能力低,洪水漫顶,即将破坏;n n(2)粘性土在雨季不能施工;n n(3)设计、施工质量控制不好,容易滑坡;n n(4)在湿润地区的土坝,易受白蚁侵害;n n(5)易受渗流冲蚀破坏,特别是易受穿坝涵管断裂漏水冲刷破坏等。2 2、土石坝的病害和失事、土石坝的病害和失事n n 据资料统计,国外过去据资料统计,国外过去800800年间约有年间约有20002000座土座土石坝水库失事,至于失事的原因,有人统计分析:石坝水库失事,至于失事的原因,有
8、人统计分析:洪水漫顶占洪水漫顶占30%30%,漏水管涌占,漏水管涌占25%25%,坝下埋管漏水,坝下埋管漏水占占13%13%,滑坡占,滑坡占15%15%,上游护坡毁坏占,上游护坡毁坏占5%5%,其他,其他占占7%7%,原因不明占,原因不明占5%5%。n n 我国溃坝总数约我国溃坝总数约20002000多座,约占全国土石坝多座,约占全国土石坝总数的总数的2.4%2.4%,其中,其中96%96%是区乡镇自建的小型水库。是区乡镇自建的小型水库。溃坝失事原因百分比为:洪水漫顶占溃坝失事原因百分比为:洪水漫顶占51%51%,渗漏,渗漏管涌占管涌占29.3%29.3%,排洪道破坏占,排洪道破坏占6.6%6
9、.6%,滑坡占,滑坡占2.6%2.6%,工程管理不善占工程管理不善占4.2%4.2%,其他占,其他占5.8%5.8%。n n 综上所述,国外土石坝失事以洪水漫顶居多,其次是漏水管涌;国内以洪水漫顶失事为最多,其次为漏水管涌失事。我国土石坝洪水漫顶失事比率大的原因是,很多小型水库为乡镇自建,未经设计,筑坝搞群众运动,质量难于保证,有的溢洪道断面太小或未设溢洪道。有的溢洪道在土基上开挖未衬砌,一冲即涮深,造成溃决。(1)洪水漫顶失事)洪水漫顶失事 n n 即暴雨洪水漫过坝顶,冲刷大坝而破坏失事。1975年8月河南发生特大暴雨洪水,致使板桥、石漫滩二座大型水库溃坝失事;1995年我市卖酒店乡的江平小
10、(二)型水库溃坝失事等,都是洪水漫顶溃坝失事。(2)渗漏管涌失事)渗漏管涌失事 n n 即为大坝、坝基渗水或涵管断裂渗水,白蚁即为大坝、坝基渗水或涵管断裂渗水,白蚁洞穴漏水等。土体受到渗漏水力的冲蚀带走土粒,洞穴漏水等。土体受到渗漏水力的冲蚀带走土粒,继而久之,形成管涌,淘空大坝而溃坝失事。例继而久之,形成管涌,淘空大坝而溃坝失事。例如美国提堂坝失事;如美国提堂坝失事;19931993年年8 8月月2727日晚日晚9 9点点1515分青分青海沟后水库溃坝失事;甘肃黄羊河水库土坝管涌海沟后水库溃坝失事;甘肃黄羊河水库土坝管涌破坏;博白县的大屋肚水库溃坝失事等,都是渗破坏;博白县的大屋肚水库溃坝失
11、事等,都是渗漏管涌破坏失事。漏管涌破坏失事。(3 3)滑坡)滑坡 n n 大坝外坝或内坝坡由于滑动力大于抗滑力而使大坝外坝或内坝坡由于滑动力大于抗滑力而使部份坝体沿着某一滑裂面而滑动即为滑坡。一般土部份坝体沿着某一滑裂面而滑动即为滑坡。一般土坝,如设计、管理不当,施工和运行中都有发生滑坝,如设计、管理不当,施工和运行中都有发生滑坡的可能和先例。水坠坝在大坝施工中如冲填土上坡的可能和先例。水坠坝在大坝施工中如冲填土上升过快,则大坝容易滑坡。坝内坡发生滑坡主要的升过快,则大坝容易滑坡。坝内坡发生滑坡主要的是由库水位降落时引起的,当库水位降落过快时,是由库水位降落时引起的,当库水位降落过快时,坝体内
12、的渗水来不及排出,形成渗透压力作用,引坝体内的渗水来不及排出,形成渗透压力作用,引起滑坡。当库水位日降落超过起滑坡。当库水位日降落超过3 3米时为骤降,此时米时为骤降,此时容易引起滑坡,当库水位降落速度小于容易引起滑坡,当库水位降落速度小于3m/d3m/d,也有,也有发生滑坡的可能,如何控制库水位降落速度,才不发生滑坡的可能,如何控制库水位降落速度,才不至于滑坡,这要看大坝坡度和土质而定,一般地说,至于滑坡,这要看大坝坡度和土质而定,一般地说,坝坡缓的不容滑坡,砂砾土透水性大,不容易滑坡,坝坡缓的不容滑坡,砂砾土透水性大,不容易滑坡,除此还要具体问题具体分析,不能一概而论。除此还要具体问题具体
13、分析,不能一概而论。(二)水库抢险措施(二)水库抢险措施n n 由于土坝的缺点,造成土坝容易发生洪水漫顶、渗漏管涌、漫渗、滑坡等失事,为防止水库失事,需要采取主要抢护措施为:防止洪水漫顶,漫渗、滑坡、漏洞抢护,管涌流土的抢护,涵洞(管)、闸门及排洪道的抢护等。1、防止洪水漫顶、防止洪水漫顶n n 土坝为散粒体结构,绝对不允许洪水漫顶。如果洪水漫顶,就会迅速冲毁坝坡,造成垮坝事故。n n 防止洪水漫顶的主要措施有:增加水库的调蓄、泄洪能力,减少入库洪水等。(1)增加水库的调蓄洪水能力)增加水库的调蓄洪水能力n n 加强水库的控制运用。加强水库的控制运用,制定合理的防洪调度方案,是确保工程安全,充
14、分发挥水库工程综合效益的重要措施。n n 水库工程管理部门,要根据水文、气象的变化、水库历年运行情况和有关用水要求等,编制水库调度运用计划报上级主管机关审查批准后实施。根据库区雨情预报,预计水库上游可能发生洪水时,在下流河道允许的安全泄量下,水库可以适当预泄,腾空库容,以利拦蓄洪水;如下游需要错峰,而水库又有错峰能力,可适当控制下泄流量;如水库无蓄洪错峰能力,也应在确保大坝的安全的条件下及时泄洪,并应事先通知下游沿河地区,做好防汛抢险和安全转移的准备工作。n n 在坝顶上抢筑子堤,加高坝顶高程,临时增加水库调洪能力,是防止洪水漫顶的有效措施之一。根据坝顶具体情况,临时抢筑子堤的做法有如下几种:
15、a、土料子堤、土料子堤n n 在坝顶宽阔,土料充足,料场距坝近,取土在坝顶宽阔,土料充足,料场距坝近,取土方便,土质好的地区,可采用土料子堤。施工时方便,土质好的地区,可采用土料子堤。施工时先将坝顶上的杂草杂物清除干净。然后沿子堤的先将坝顶上的杂草杂物清除干净。然后沿子堤的中线在坝顶上挖一条深中线在坝顶上挖一条深0.20.2米、宽米、宽0.50.5米的结合槽。米的结合槽。子堤的迎水坡脚应距上游坝肩子堤的迎水坡脚应距上游坝肩0.51.00.51.0米,子堤的米,子堤的背水坡脚要留有余地,便于巡查抢险时往来奔走,背水坡脚要留有余地,便于巡查抢险时往来奔走,子堤的断面,顶宽一般不应小于子堤的断面,顶
16、宽一般不应小于0.60.6米,上、下游米,上、下游坡比不小于坡比不小于1111。子堤顶面高程应超出估算洪水。子堤顶面高程应超出估算洪水位位0.51.00.51.0米。坝顶清基夯实后,即可从子堤背水米。坝顶清基夯实后,即可从子堤背水坡脚开始全线填土,每层厚约坡脚开始全线填土,每层厚约0.30.3米,分层夯实,米,分层夯实,直至达到要求的高度为止。直至达到要求的高度为止。b、利用防浪墙筑子堤利用防浪墙筑子堤 n n 建有防浪墙的土坝,可利用防浪墙作为子堤建有防浪墙的土坝,可利用防浪墙作为子堤的迎水面,在防浪墙后填筑土料。子堤的背水坡的迎水面,在防浪墙后填筑土料。子堤的背水坡应大于应大于1 1 1
17、1,高度应超出估算水位,高度应超出估算水位0.51.00.51.0米。如果米。如果抢筑的子堤高度需超过原防浪墙的高度,要以在抢筑的子堤高度需超过原防浪墙的高度,要以在防浪墙上堆筑土袋,土袋要错缝叠筑,相互挤紧防浪墙上堆筑土袋,土袋要错缝叠筑,相互挤紧密实。密实。n n 有的防浪墙是用浆砌块石做成的,往往坐浆有的防浪墙是用浆砌块石做成的,往往坐浆不严,勾缝不密实,或是混凝土防浪墙的伸缩缝不严,勾缝不密实,或是混凝土防浪墙的伸缩缝未做止水。如果库水位超过坝顶,渗漏水可能从未做止水。如果库水位超过坝顶,渗漏水可能从缝中喷射而出,此时在墙后直接堆土,则难以保缝中喷射而出,此时在墙后直接堆土,则难以保证
18、质量。遇上这种情况,可先在防浪墙迎水面上证质量。遇上这种情况,可先在防浪墙迎水面上用塑料布遮挡,堵塞缝隙,减少渗漏水量,然后用塑料布遮挡,堵塞缝隙,减少渗漏水量,然后在墙后铺土抢筑子堤。在墙后铺土抢筑子堤。c、土袋子堤土袋子堤n n 在坝顶不宽或附近可取的土料的土质差或取在坝顶不宽或附近可取的土料的土质差或取土困难,以及受风浪冲击较大的水库,可用土袋土困难,以及受风浪冲击较大的水库,可用土袋子堤。施工方法用草袋、麻袋或尼龙编织袋装土子堤。施工方法用草袋、麻袋或尼龙编织袋装土地,不宜过满,以七八成为好,并将袋口缝紧,地,不宜过满,以七八成为好,并将袋口缝紧,这样在砌筑时有伸缩余地,可以砌筑得紧密
19、一些。这样在砌筑时有伸缩余地,可以砌筑得紧密一些。土袋铺筑子在子堤的迎水面。在铺第一层土袋前,土袋铺筑子在子堤的迎水面。在铺第一层土袋前,要清除坝顶杂物,并将表土刨松。铺设时袋口向要清除坝顶杂物,并将表土刨松。铺设时袋口向下游,互相搭接,用脚踩紧,逐层加高,形成梯下游,互相搭接,用脚踩紧,逐层加高,形成梯形断面袋与袋之间的空缝上下必须错开,不可成形断面袋与袋之间的空缝上下必须错开,不可成为通缝。土袋叠到规定高度后,再在土袋的后面为通缝。土袋叠到规定高度后,再在土袋的后面逐层填土夯实,高度与袋顶子,顶宽逐层填土夯实,高度与袋顶子,顶宽0.30.60.30.6米,米,培土边坡不宜小于培土边坡不宜小
20、于1111。(2 2)加大水库的泄能力)加大水库的泄能力n n 加大水库的泄洪能力也是防止洪水漫坝,保证大坝安全的一项有力措施。为了充分发挥已有泄洪设施的作用,汛前应对溢洪道、泄洪洞及输水洞(管)等级建筑物进行安全检查,以便畅通无阻地下泄流量。必要时还可以采取如下临时措施,加大泄流量,保证大坝的安全。利用已有放水建筑物泄洪利用已有放水建筑物泄洪 n n 入汛以后,要经常注意天气和水文预报,根据库区的雨情和水情的变化情况,可在必要时,将水库的所有放水建筑物(如泄洪洞、放水管、电站引水洞等)的闸门全部打开,宣泄洪水,提前降低库水位,防止洪水漫坝。加宽或降低溢洪道,加大泄洪能力加宽或降低溢洪道,加大
21、泄洪能力 n n 加宽溢洪道应选择在靠山的一侧,并注意开挖后岸坡的稳定性,不应太陡,以免滑坡。在破碎地区应当砌护。对砌有护底和侧墙的溢泄道,应设法保护墙脚和容易冲坏的部份,溢洪道进口段下挖加深后,最好能采用快干速凝混凝土或浆砌石等护面。用浆砌石护面时,水泥砂浆中应加入速凝剂。采用非常溢洪措施采用非常溢洪措施 n n 当原有泄水建筑物通过扩建或充分利用后,仍不能宣泄可能的最大流量时,在非常紧急的情况下,可采取非常溢泄措施,以确保主坝的安全。但是非在万不得已的情况,不得轻率地采用这种方案。在采取这种方案时,必须报上级主管部门批准,必须预先作好周密计划,做好下游沿岸的安全转移工作。目前常用的非常溢洪
22、措施主要有设置非常溢洪道和临时破副坝泄洪等。2、散浸、滑坡及漏洞的抢护、散浸、滑坡及漏洞的抢护 n n(1)散浸抢护 水库蓄水以后,坝身泡水,水从大坝背水坡或坡脚渗出。当出逸点高出背水坡排水设施顶部时,则出逸点以下的坝坡土体出现潮湿,这种现象叫做散浸。特别是当水库蓄水位很高时,散浸现象更易发生。随着高水位持续时间的延长,散浸范围将沿背水坡上升、扩大,如不及时处理,背水坡就会发生局部滑坡、漏洞等险情。产生的原因产生的原因 n n 产生散浸的原因很多,一般说来,主要是由于坝身单薄,坝坡过陡;坝身防渗体土料含砂太重,渗透系数过大,或无透水性小的粘土斜墙或心墙防渗;坝身施工质量差,填土不均匀,夯压不密
23、实等,未能达到防渗要求。渗径长度不够,浸润线抬高,渗水在土坝背水坡的坡面或坡脚附近渗出,就形成散浸。抢护的方法抢护的方法 n n 应按照“迎水坡堵渗,背水坡导渗”的原则进行处理,以求降低浸润线,稳定坝身。水库蓄水后,在迎水坡堵渗,施工困难,一般只能背水坡采用导渗的办法,把已渗到坝体内的水导出来,而又不带走坝身的土粒。这样可以降低浸润线,有利于坝身的稳定。n n 其具体做法如下:n n 在坝身背水坡有散浸的部位,进行开沟导渗,以便坝内渗水集中在沟内顺利排出,而不带走土粒。导渗沟在平面上可布置垂直坝轴线的纵沟或与坝身成4560的斜沟或人字形沟,也可布置成两者结合的“Y”形沟。斜沟比纵沟好,因为斜沟
24、导渗范围大,收效快。斜沟、纵沟都要连通,宽深都要一样。a a、开沟导渗、开沟导渗n n 导渗沟的顶部高于渗水出逸点,导渗沟的大小及间距,应根据具体情况而定。一般纵沟间距约510米,沟深约1.21.8米,宽0.50.8米,总之以能使两沟之间的坝面保持干燥为原则。沟内分层填筑砂、卵石、块石反滤料,每层厚约0.20.4米。如导渗沟做成暗沟形式,而上部仍用粘性土回填时,则在粘土的底部也应加反滤层,防止雨水下渗所挟土粒堵死导渗沟。如果坝身含水量过多,土质稀软,开沟困难的话,则可采用边开沟、边填导渗材料的办法。不允许有沟开好后,等待滤水材料的现象。b、导渗培厚、导渗培厚 n n 当坝体散浸严重,渗水出逸点
25、很高,且坝身单薄,坝坡较陡,一般要求在处理坝面渗水的同时增加背水坝坡的稳定性,此时可采用导渗培厚的办法。在背水坡加筑透水后戗,或在原坝面上填筑排水砂层后再补强背水坡,应特别注意使新老排水设施相连接,否则非但没有作用,反而会引起不良后果。c、导渗砂槽、导渗砂槽 n n 当散浸严重,但坝坡较缓,采用导渗沟不能当散浸严重,但坝坡较缓,采用导渗沟不能解决问题时可用此法。具体做法是:在渗漏严重解决问题时可用此法。具体做法是:在渗漏严重的坝坡上,用钻机钻成并列的排孔。孔与孔之间的坝坡上,用钻机钻成并列的排孔。孔与孔之间要求相割三分之一孔径。一般孔径越大越好,根要求相割三分之一孔径。一般孔径越大越好,根据设
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