水利水电工程中坝肩边坡抗滑稳定的方法与技术讨论

期刊: 环球探索 DOI: PDF下载

姚红波

河北省保定市满城区水利局 072150

摘要

水利水电工程中坝肩边坡抗滑稳定的方法研究具有重要的工程实践意义。随着大型水电工程的不断兴建,坝体稳定性问题引起了广泛关注。在复杂的地质条件和变化的水文环境下,坝肩边坡容易受到地下水位波动、雨水入渗等影响,导致滑坡风险增加。为此,深入研究坝肩边坡抗滑稳定的方法成为当前工程领域的迫切需求。通过对不同地质特征和气象条件下的抗滑手段进行系统研究,旨在提出可行的工程防护策略,以确保水利水电工程在复杂自然环境中的安全运行和可持续发展。


关键词

坝肩边坡;抗滑稳定;土体防渗;意义;措施

正文


引言:

随着水利水电工程的不断发展,对于坝肩边坡抗滑稳定性的要求越来越高。土体的防渗与渗流控制、坝基稳定性的保障、边坡滑坡与坍塌的防止、坝体变形与沉降的控制等问题日益凸显。因此,有必要深入研究提高水利水电工程中坝肩边坡抗滑稳定性的方法与技术,以确保工程的长期稳定运行。

1.提高水利水电工程中坝肩边坡抗滑稳定的意义

1.1土体防渗与渗流控制

提高水利水电工程中坝肩边坡抗滑稳定的意义主要体现在土体防渗与渗流控制方面坝体作为水利水电工程的核心组成部分,其抗滑稳定性直接关系到工程的安全可靠运行。土体的防渗性是保障坝体稳定的重要因素。通过提高坝肩边坡抗滑稳定性,可以有效减缓土体的渗透速度,减少水分渗漏,降低土体饱和度,从而提高土体的抗渗性。这不仅有助于防止坝体因水分渗透而导致的松软变形和土体失稳现象,还有利于维护工程结构的整体稳定性。在水利水电工程中,坝体经常受到水流的冲击和侵蚀,土体的防渗与渗流控制对于减缓水流的穿透速度、防止土体冲蚀具有关键作用。通过优化坝肩边坡的设计,增强其抗滑性能,可有效减小水流对土体的侵蚀力度,保持坝体结构的完整性和稳定性。此外,加强土体防渗与渗流控制还有助于提高工程的持久性和耐久性,延长工程的使用寿命,降低维护成本,为水利水电工程的可持续发展提供有力支撑。

1.2保障坝基稳定性

提高水利水电工程中坝肩边坡抗滑稳定的意义还在于保障坝基稳定性坝基作为整个水利水电工程的支撑基础,其稳定性对工程的安全运行至关重要通过加强坝肩边坡的抗滑稳定性,能够有效减小坝体与坝基之间的相对位移,降低坝体对坝基的压力和影响,从而维护坝基的稳定性。坝基的稳定性直接关系到整个工程的安全性和长期稳定性坝体在运行过程中受到水压力、地下水位变化等多种力的作用,容易引起坝体和坝基之间的相对位移,进而影响坝基的稳定。通过提高坝肩边坡的抗滑稳定性,可以有效减缓这种相对位移的发生,降低对坝基的不利影响,增强坝基的抗压能力,确保坝体与坝基的协调稳定。保障坝基稳定性不仅有助于防止坝体和坝基之间的裂缝和滑动等安全隐患,还能减轻工程的维护负担,延长工程寿命,提高工程的经济效益。因此,提高水利水电工程中坝肩边坡抗滑稳定的意义在于全面保障工程的稳定性和安全性,为工程的可持续运行提供有力支持。

1.3防止边坡滑坡与坍塌

提高水利水电工程中坝肩边坡抗滑稳定的意义还在于防止边坡滑坡与坍塌坝肩边坡是水利水电工程中的重要组成部分,其抗滑稳定性直接关系到工程的整体安全通过有效提升坝肩边坡的抗滑性能,可以有效预防边坡滑坡与坍塌的发生,保障工程的长期稳定性。边坡滑坡是由于地质条件、水文因素或工程设计等原因导致的坝体边坡失稳现象。提高坝肩边坡的抗滑稳定性,可以降低边坡发生滑坡的概率,减缓滑坡过程,从而有效防止边坡的坍塌。这不仅有助于维护工程的结构完整性,还能减小对周边环境的不良影响,保护生态系统的稳定。在防止边坡滑坡与坍塌的过程中,坝肩边坡的抗滑稳定性是一项关键措施。通过科学合理的工程设计和施工措施,加强边坡的稳定性,可以避免由于边坡失稳引发的灾害性后果,确保水利水电工程在各种自然条件下都能稳定可靠地运行。

1.4坝体变形与沉降控制

提高水利水电工程中坝肩边坡抗滑稳定的意义还在于坝体变形与沉降控制坝体作为工程的主体,其变形与沉降直接关系到工程的稳定性和安全性通过加强坝肩边坡的抗滑稳定性,可以有效控制坝体的变形与沉降,确保工程在使用过程中维持良好的结构状态。坝体在运行过程中受到水压力、温度变化、地下水位等因素的影响,可能发生一定程度的变形与沉降。然而,过大的变形与沉降会影响工程的结构完整性和稳定性,甚至可能引发安全隐患。通过提高坝肩边坡的抗滑稳定性,可以减小坝体受力引起的变形与沉降,限制其在可接受范围内,确保工程结构的长期稳定性。坝体变形与沉降的控制不仅关系到工程自身的安全,还关乎周边土地的稳定性和生态环境的保护。通过科学合理的抗滑设计和监测体系,可以及时发现并控制坝体的变形与沉降,减小对周边环境的影响。因此,提高水利水电工程中坝肩边坡抗滑稳定的意义在于全面控制坝体的变形与沉降,确保工程的可持续运行与周边环境的安全。

2.提高水利水电工程中坝肩边坡抗滑稳定的技术

2.1超声波测定地基密实度技术

超声波测定地基密实度技术在水利水电工程中的应用,尤其在坝肩边坡抗滑稳定性方面,具有显著效益。以某水电站工程为例,该站坐落在地质复杂的山区,面临潜在的滑坡和地震风险。为提高坝体的抗滑稳定性,工程团队采用了超声波测定地基密实度技术进行详尽的地质勘测。通过超声波测定,工程团队成功获取了坝体及其基岩的密实度分布图,发现了地质体中存在的一些非均质性区域。这些信息对于坝体的设计和支护方案起到了关键作用。例如,在超声波检测结果显示存在较低密实度的地段时,工程师通过在设计中增加支护措施,如加固土体、设置护坡等,有效提高了该区域的抗滑性能[1]。此外,超声波测定地基密实度技术的高空间分辨率在工程中也得到了充分应用。在一次深度扫描中,工程团队不仅获得了不同深度的密实度数据,还发现了某个特定位置存在的土体松散带。这个发现在后续的工程设计中引起了高度重视,工程师通过合理调整坡度和增加支护手段,有效地提升了该区域的整体稳定性。

2.2地下水位监测与调控技术

地下水位监测与调控技术在水利水电工程中的应用对于提高坝肩边坡抗滑稳定性至关重要水位的波动直接影响着坝体及其周边地质体的稳定性,因此采用先进的地下水位监测与调控技术,可以有效应对水文因素对工程安全的潜在威胁。地下水位监测技术通过实时数据采集,提供了关键的地下水信息。在水利水电工程中,地下水位的升降变化直接关系到坝肩边坡的稳定性。通过布设水位监测点,可以及时获取地下水位的实时数据。例如在降雨季节,监测到地下水位上升的趋势时,工程管理人员可以采取相应的措施,如加强坝体排水系统,以防止过多水分渗透导致坝肩边坡滑动风险的增加。地下水位调控技术通过灵活的水文工程手段,实现对地下水位的人工调控。在水电工程中,为了最大化水资源的利用,通常会涉及水库蓄水和放水的周期性操作。通过合理控制水库水位,工程管理人员可以在一定程度上调控周边地下水位,降低地下水位对坝体稳定性的不利影响。例如,在干旱季节,适度降低水库水位,有助于减缓地下水位上升的速度,保持坝体的抗滑稳定性。此外,地下水位监测与调控技术还能够发挥对地质体力学性质的影响。通过实时监测地下水位变化,可以深入了解不同季节和气候条件下地质体的渗流规律,为坝肩边坡的抗滑设计提供更为精准的参数。例如,根据水位监测数据,工程师可以精确评估坝肩边坡土体的饱和度,有针对性地制定防滑措施,提高工程的整体抗滑稳定性[2]。通过结合传感器技术、物联网和数据分析,实现地下水位的远程监控和智能调控。这种智能系统可以及时响应不同的水文情况,提高对地下水位变化的敏感性,为工程管理提供更为便捷、高效的手段。

2.3坝体变形监测与控制技术

水利水电工程中,提高坝肩边坡抗滑稳定性是至关重要的问题。坝体变形监测与控制技术在这方面发挥着关键作用,通过现代科技手段对坝体变形进行实时、精准的监测,以及对监测数据进行深度学习和分析,为确保工程的长期稳定性和安全性提供了有效手段。在传感器选择和布置方面,通过应用高精度的传感器,如应变计、位移传感器等,可以实时感知坝体微小的变形,保证监测结果的准确可靠。数据采集和传输技术的应用是坝体变形监测的另一关键环节,建立先进的数据采集系统并采用远程传输技术,实现对坝体变形的实时连续监测,为工程管理提供及时的决策支持。监测数据的分析是变形控制的基础。通过结合实际情况,制定相应的变形控制策略,可以采取调整坝体水位、实施支护措施、进行局部修复等措施,以确保坝体的整体稳定性。此外,智能化技术的引入进一步提升了监测与控制的水平,通过人工智能算法对监测数据进行深度学习和分析,能够更准确地预测潜在的变形趋势,从而提前采取相应的控制措施。坝体变形监测与控制技术在水利水电工程中的应用,通过高精度传感器、先进的数据采集与传输技术以及智能化算法,实现了对坝体变形的及时监测和有效控制。

2.4利用地下排水带消除浸润面技术

为提高水利水电工程中坝肩边坡的抗滑稳定性,利用地下排水带消除浸润面技术成为一项重要的技术手段。这一技术的核心理念是通过合理设计和配置地下排水系统,减小坝体内的浸润水分,降低坝体内部水压,从而提高坝肩边坡的稳定性。首先,地下排水带的设计需要充分考虑坝体内部水文地质条件。通过详细的水文地质勘测,确定浸润面的位置和分布情况,为后续地下排水带的设计提供准确的基础数据。这有助于科学合理地确定地下排水带的布置位置和深度,以最大程度地消除浸润面,提高坝体的稳定性。其次,地下排水带的材料选择和排水系统的设计是关键环节。合适的排水材料和排水系统能够有效地引导浸润水分,减小坝体内部水压。选择高透水性的材料,如细砂、砾石等,建设排水带,有助于提高排水效果。同时,设计合理的排水系统,包括井、管道等结构,以确保排水通畅,防止系统堵塞,提高地下排水带的稳定性和持久性。在地下排水带的施工过程中,需要注意工程质量的控制和监测。合理的施工工艺和严格的质量控制是保障地下排水带效果的重要保障。通过使用先进的施工设备和技术,确保排水带的平整和紧密,防止漏水和渗水的问题,提高排水系统的可靠性[3]。此外,定期的监测与维护也是地下排水带消除浸润面技术的必要环节。通过监测排水系统的运行状况,检测是否存在漏水或渗水情况,及时发现问题并进行维修,以确保地下排水带的长期稳定性和有效性。

2.5综合利用地下材料强化边坡稳定技术

为提高水利水电工程中坝肩边坡的抗滑稳定性,综合利用地下材料强化边坡稳定技术显现了显著的潜力。这一技术的核心在于灵活运用不同地下材料,如粉砂土、土工布等,以提高边坡的整体稳定性。在地下材料选择方面,根据边坡的地质特征和工程环境,选择合适的材料至关重要。例如,对于含水量高的边坡,可采用渗透性良好的粉砂土进行强化,而对于较陡峭的边坡,则可利用土工布或土工格栅等纤维材料来增强土体的抗拉强度,提高边坡整体的稳定性。这种综合利用地下材料的方式不仅在成本上更为经济,而且更具灵活性,适应性强。通过科学处理和现代技术的运用,如机械加固、土工布的铺设等,可以有效提高工程效益。举例而言,在某水电工程中,通过机械加固和土工布的应用,不仅提升了边坡的抗滑稳定性,还减缓了土体的侵蚀和侧向位移。科学的监测和评估也是关键环节,通过引入先进监测技术,如遥感和无人机技术,对边坡进行定期监测,及时发现问题并采取相应措施,确保工程长期的安全稳定。这一技术手段的综合应用为水利水电工程提供了可靠的技术支持,使得坝肩边坡的抗滑稳定性得到有效提升。

结语:

本文通过对水利水电工程中坝肩边坡抗滑稳定性的多方面分析,归纳总结了提高其稳定性的重要意义,并详细讨论了相关的关键技术。在实际工程中,采用这些技术手段能够有效应对土体的各种挑战,提高工程的安全性和稳定性。通过对现有研究的总结,对未来水利水电工程中坝肩边坡抗滑稳定性的研究提供了一定的参考和指导。

参考文献:

[1]许晨晨,何志刚.水利水电工程中坝肩边坡抗滑稳定的研究[J].水利学报, 2020(1): 20-30.

[2]刘晓军,邓小慧.坝肩边坡抗滑稳定性的技术探讨[J].水力发电技术, 2020(2): 45-56.

[3]梁立国,郑芳芳.提高水利水电工程中坝肩边坡抗滑稳定的关键技术[J].岩土力学, 2020(3): 12-25.

 


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