如何控制土壩滲漏的原因分析及處理措施

　　摘要：在眾多水庫事故中，因為土壩滲漏造成的事故占比例較多。本文就這幾年的工程實踐結合該問題談談具體的原因及防治措施，希望對病險水庫的加固起到借鑒作用。

　　關鍵詞：土壩滲漏,分析,處理

　　一、引言

　　水庫是水利產業(yè)的重要措施，建國后我國已興建了各類水庫。因為水庫受修建時間較長、當時的技術等因素所限制，現(xiàn)在大部分水庫帶病工作，事故較多，對人民生產和國民經濟產生了一定影響。由于當時歷史條件及技術、經驗不足等原因，很多水庫工程存在著不同程度的質量和防洪標準問題，使水庫事故不斷增加，給國家和人民生命財產造成了重大損失。土壩存在問題，除防洪標準偏低外，主要是工程質量問題，具體表現(xiàn)在滲漏、滑坡和裂縫。概括起來，是一個防滲加固問題，一般處理防滲的原則是“上堵下排”。上堵的措施有垂直防滲和水平防滲。垂直防滲有混凝土防滲墻、高壓噴射灌漿防滲、劈裂灌漿防滲、沖抓套井回填防滲、倒掛井防滲、土工合成材料防滲、射水造孔混凝土墻防滲和巖溶帷幕灌漿防滲等。水平防滲有人工粘土鋪蓋和利用天然鋪蓋等，并結合下排的措施有：在壩體背水坡腳附近開挖導滲溝、減壓井和蓋重壓滲等。

　　二、土壩滲漏表現(xiàn)形式

　　土壩病險問題主要是各種原因引起的滲漏問題，常表現(xiàn)在以下方面：

　　（一）土壩建成蓄水后，由于選取土料物理力學指標不當，致使浸潤線常高于設計的浸潤線水位，導致滲流從壩的下游坡面溢出，使下游坡失穩(wěn)。

　�。ǘ�）壩基和壩身產生危害性滲透變形，導致壩基或壩身淘空破壞。

　�。ㄈ�）地質條件差，往往認為土壩對基礎要求不高，因而忽視工程與水文地質條件及其基礎的防滲處理，造成基礎漏水。

　　三、壩身滲漏分析

　　土壩常因斜墻、心墻等防滲體裂縫形成滲流的集中通道，導致管涌的發(fā)生，甚至引起壩體的失事破壞。

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　　土壩防滲體開裂較常見，尤其是發(fā)生在近年來較普遍的薄心墻土壩中。由于心、斜墻與壩體其他部分的填筑土料不同，因變形模量的差異使變形不一致，導致心、斜墻開裂。在裂縫處產生集中滲漏，滲透水以很大的水力坡降沖刷心、斜墻裂縫，因管涌作用把防滲體土料帶至下游壩體，使心、斜墻喪失防滲作用。

　�。ǘ�）壩體因擴建加高，新老防滲體銜接處理不當漏水

　　壩體因多次擴建，新老防滲體的銜接處理往往不嚴，造成隱患。特別是心墻壩加高時，對原有心墻很難采取補強措施。當蓄水位抬高以后，其防滲體承受的水力梯度明顯加大，增加了被擊穿的危險，有的將心墻改做斜墻，但因庫內死水排干困難，使基礎處理不嚴，造成漏水隱患。

　�。ㄈ�）浸潤線抬高使下游壩坡失穩(wěn)

　　已建的均質土壩中，常存在浸潤線比設計計算的有所抬高，致使壩的下游坡面長期處于濕潤狀態(tài)而影響壩坡的穩(wěn)定。浸潤線的抬高多數(shù)原因是設計時沒有考慮土壩施工時是分層碾壓的，因碾壓使壩體形成許多水平層面，導致水平向滲透系數(shù)大于垂直向滲透系數(shù)，產生各向異性滲流場的結果。

　　（四）土壩滑坡與處理

　　土壩滑坡或沉陷往往是因為填筑的土料差，設計抗剪指標選用不當，壩坡設計不合理以及滲漏等原因造成的。

　　四、滲漏控制方法和措施

　　一）垂直防滲

　　垂直防滲常適用于地基透水層較薄或隔水層較淺的情況，以封閉式防滲帷幕來根治壩基滲透破壞的險情，可以比較徹底地解決壩基和壩身滲漏問題。垂直防滲在工程實際中應用較多我們著重介紹一下混凝土防滲墻、高壓噴射灌漿防滲、劈裂灌漿防滲的原理和施工辦法。

　　1、混凝土防滲墻

　　使用專用鉆機機具，在已建的壩體或覆蓋層透水地基中建造槽型孔，以泥漿固壁，并利用高壓泵將泥漿壓入孔底，攜帶巖渣，再從孔底回流到地面，然后采用直升導管，向槽孔內澆筑混凝土，形成連續(xù)的混凝土墻，起到防滲目的。這種防滲墻可以適應各種不同材料的壩體和復雜的地基水文和工程地質條件，墻的兩端與岸坡防滲設施或岸邊基巖相連接，墻的底部可嵌入弱風化基巖內一定深度，在施工中只要嚴格控制施工質量，是可以達到徹底截斷滲透水流的。

　　2、高壓噴射灌漿防滲

　　按設計布孔，利用鉆機鉆孔，將噴射管置于孔內（內含水管、水泥管和風管），由噴射出高壓射流沖切破壞土體，同時隨噴射流導入水泥漿液與被沖切土體攪拌，噴嘴上提，漿液凝固，在地基中按設計的方向、深度、厚度及結構形式與地基結合成緊密的凝結體，起到防滲作用。

　　3、劈裂灌漿防滲

　　在土壩中采取劈裂灌漿，使用一定壓力，將壩體沿壩軸線小主應力面劈開，灌注泥漿，并使?jié){壩互壓，最后形成10～50cm厚的連續(xù)泥墻，可以起到防滲目的。同時泥漿使壩體濕化，增加壩體的密實度。劈裂灌漿防滲不僅起到防滲作用，也加固了壩體，可以就地取材，施工簡便，投資省、工效高。

　�。ǘ�）水平防滲

　　水平鋪蓋分利用天然粘土和人工填筑粘土兩種，可以就地取材、造價低、施工工作面大、工期短、簡單易行，不需要特殊的施工設備和器材。按設計要求施工，可以滿足滲透穩(wěn)定，但滲透量較大，壩基下游仍有一定的坡降。因此在采用水平鋪蓋防滲時，必須結合下游排水減壓設施。

　　在實際應用中摘要的注意以下幾點：

　　（1）利用天然粘土鋪蓋要慎重，必須了解粘土的分布情況、厚度、干容重以及粘土下面覆蓋層的厚度、粒徑組成和透水性等。

　�。�2）人工填筑粘土鋪蓋長度與壩前設計水頭比，實踐總結7～8倍，最大有超過10倍。

　　（3）鋪蓋粘土滲透系數(shù)應小于1000倍地基的滲透系數(shù)。

　�。�4）粘土鋪蓋要避免與河床覆蓋層滲透系數(shù)K>10-2cm/s透水層接觸。

　　（5）鋪蓋粘土要封閉大壩兩側岸坡，避免發(fā)生饒滲。

　　（6）在壩基表面有較薄的弱透水層或不透水層，且底下的透水層較淺時，宜采用排水溝截穿表層，用以控制滲流，也就是做導滲溝導滲。

　�。�7）如果不透水層較厚，而其下透水層深厚或含水層成層顯著，應該采用減壓井深入下部強透層導滲。

　　（8）做導滲溝和減壓井有困難時，可做壓滲措施。

　　五、施工要求

　　總結以上各項控制措施，在具體施工時應嚴格遵守以下的原則：

　　一）必須對壩基進行詳細的水文地質調查

　　在決定防滲措施之前，要考慮各方面的因素，其中最重要的是壩址的工程和水文地質條件，要對河床沖積層進行詳細的勘探和試驗，以了解河床覆蓋層的總厚度，有無相對不透水層，厚度及其連續(xù)性，砂礫石層平面與空間分布、級配、滲透系數(shù)、允許滲透坡降；土層的成層性，是否是不透水層與透水砂礫石層相互間層；查明鋪蓋土料的料源、級配、最大干容重、最優(yōu)含水量、滲透系數(shù)、允許滲透坡降等，來確定有效而經濟的防滲措施。

　�。ǘ�）垂直防滲處理可以比較徹底的解決土壩滲漏問題

　　垂直防滲加固措施，在實際工程中的應用都取得了顯著的防滲和加密效果。水平防滲結合下游排水減壓導滲，雖然可以做到壩基滲透穩(wěn)定，但仍有一定的滲漏水量損失。在處理時，是采用垂直防滲，還是采用水平防滲與排水相結合，應按技術可靠、經濟合理的原則，根據防滲條件和要求，結合當?shù)鼐唧w情況，通過方案比較，慎重研究確定。

　　五、結語

　　目前，我國的許多大中型水庫病情險情非常嚴重。在這些水庫中90%以上是土石壩，這些壩因各種原因形成滲透現(xiàn)象的較為普遍，有些滲透影響了壩身的整體性，危及大壩安全，應引起我們足夠的重視�！　�