对土石坝进行渗流量观测显得尤为重要。过大的渗透流量,将会对最害怕冲刷的地基软土和坝体本身产生冲刷破坏;发展到严重程度时,将会无法控制,最后导致大坝溃决。及时发现较大的渗流量,便于分析原因,进而采取有效的补救措施,可以大大降低土石坝失事的几率。
土石坝渗流量的量测大多是利用在下游坝趾集水沟内设置的量水堰上进行的。用这种办法量测的总渗流量将包括:①坝体渗流;②坝基渗流;③岸外地下渗流;④地面雨水径流等四方面的来水,很难把它们截然分开,因而短时间内不能判断出大坝是否将会发生问题。为了克服这种缺点,可将流经坝体、进入到排水垫层或排水沟内的渗流,引入到专设的管道或集水坑槽内,然后在那里测定流量。对来自两岸的渗水,可在两岸坝肩连接处设置水坑槽,并测定流量。对来自地基的渗水,可在大坝底部帷幕下游设置廊道,测定排水孔的流量。
日本大雪坝就设有底部观测廊道和基岩灌浆帷幕与排水孔。排水孔平时关闭,只在量测时启开。同时,在心墙下游,沿坝轴线方向分6个区段汇集坝体渗流,通过涵管把水引至坝体下游或廊道进行量测。测定的结果表明,河床部分的渗流量最大,达100L/min,其它部分只测到很小的流量。通过该坝的实践,他们认识到,在土石坝上设置底部廊道,布置测点,分几个区段观测坝体和基岩渗流,能对大坝进行极为有效的安全监测〔21〕。
在感到必要时,与量测渗流量的同时可采取水样,以便进行化学分析和水的含泥量分析。根据化学分析结果,可以判断坝体或坝基中某些可溶性物质是否发生了化学侵蚀。根据含泥量的分析,可判断是否产生了机械管涌。(www.xing528.com)
单纯渗流量大一点,并不表明大坝安全一定会出危险。重要的是它是否继续发展,是否引起了对坝体或坝基的持续发展的冲刷和管涌问题。一旦有问题出现,就应当立即停止蓄水,放空水库,进而采取补救措施。
在水库刚开始蓄水的阶段,当水位达到某一高度后,土石坝的防渗体产生某种形式的缝隙,是不可避免的〔22〕,坝基岩石由于水压力的劈裂作用,也会产生一些新的缝隙。这时,会出现渗流量突然增大的现象,甚至会对缝隙产生冲刷。如果在渗流出口处所设置的反滤层做得好,它就能使土颗粒不被带走,促使裂缝自行愈合,渗流量就会趋向于逐步减小,而后达到正常状态。因此,对于这时出现的渗流量增大,不必急于采取补救措施,也不必惊慌,只需放慢蓄水的速度,留下一段时间,观察其发展动向。
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