水庫(kù)土石壩工程滲漏問(wèn)題及處理初探

【摘 要】本文對(duì)水庫(kù)土石壩工程的滲漏問(wèn)題及其判斷方法和相應(yīng)的處理措施進(jìn)行概述， 以期對(duì)大中型水庫(kù)病險(xiǎn)土石壩工程的除險(xiǎn)加固起到一定的指導(dǎo)和參考作用。

【關(guān)鍵詞】水庫(kù)；土石壩；滲漏處理

1 土石壩工程滲漏的常見(jiàn)類(lèi)型及原因

土石壩的填筑土料和壩基的砂礫都是散粒體結(jié)構(gòu)， 顆粒間存在大量的孔隙， 具有一定的透水性。水庫(kù)蓄水后， 在水頭的作用下， 水流必然會(huì)沿壩身土料、壩基土體和壩端兩岸地基中的孔

隙滲向下游， 形成壩身、壩基和繞壩滲漏。若滲流量較小， 水質(zhì)清澈透明， 不含土壤顆粒， 可說(shuō)這種滲流是在設(shè)計(jì)控制之下， 土體不會(huì)產(chǎn)生滲透破壞， 屬正常滲流； 反之滲流量大且集中， 水質(zhì)渾濁，透明度低， 滲流會(huì)逐漸帶走壩體或壩基的土粒， 使土壤空隙變大，然后滲流又進(jìn)一步帶走更大的顆粒， 最后在壩體內(nèi)形成集中的滲漏通道， 造成水庫(kù)嚴(yán)重漏水， 影響大壩安全， 則為異常滲流。按土石壩滲透破壞發(fā)生的部位， 可分為壩身滲漏、壩基滲漏、繞壩滲漏。

1.1 土石壩壩體滲漏的主要原因

壩體滲漏， 因斜墻、心墻等防滲體裂縫，或者壩體施工質(zhì)量等問(wèn)題形成滲流的集中通道，導(dǎo)致管涌等問(wèn)題的發(fā)生， 滲水逸出點(diǎn)或逸出面在下游壩坡和壩腳。引起壩體滲漏產(chǎn)生的主要原因有：

1.1.1 筑壩質(zhì)量差， 如鋪土過(guò)厚、碾壓不實(shí)或漏壓、粘土心墻或斜墻層面結(jié)合不好等；

1.1.2 壩體單薄或土料透水性大，最大可能引起散浸；

1.1.3 反濾設(shè)施質(zhì)量差，未按要求鋪設(shè)反濾層， 土石混合壩未設(shè)過(guò)渡段，以致破壞心墻、斜墻，最大可能引起管涌塌方；

1.1.4 壩后反濾排水體高度不夠，若下游水位過(guò)高時(shí)，淤泥倒灌淤塞反濾層， 抬高出逸點(diǎn)，可能引起大面積散浸；

1.1.5 壩下涵管、埋管的外壁與土體結(jié)合部回填不密實(shí)， 涵洞未做截流環(huán)，引起接觸滲漏，以及涵管自身質(zhì)量差，涵管斷裂等， 很可能引起大壩滲透破壞，造成大壩塌坑或垮塌；

1.1.6 壩體不均勻沉降引起的橫向或水平裂縫，可能引起壩體集中滲透破壞；

1.1.7 生物洞穴，如獸洞、蟻洞、樹(shù)根洞等。

1.2 土石壩壩基滲漏的主要原因

壩基滲漏通常是由于強(qiáng)透水性的壩基處理不當(dāng)， 或壩基未作防滲處理，或壩基防滲設(shè)施失效而產(chǎn)生的。特別是對(duì)于強(qiáng)透水的砂礫石或砂層的地基，地層的滲流出逸坡降較大，若壩后沒(méi)有采取排水、減壓設(shè)施，出逸坡降往往會(huì)超出表層土的臨界坡降，滲水通過(guò)壩基的透水層，從壩腳或壩腳外的覆蓋層較弱處出逸，使壩后形成沼澤，嚴(yán)重的可產(chǎn)生變形，流出渾水或翻砂。引起壩基滲漏產(chǎn)生的主要原因有:

1.2.1 清基不徹底， 筑壩前未將雜草、樹(shù)根等清除干凈，或者破碎風(fēng)化層未清到新鮮層面， 引起層面、接觸面滲水；

1.2.2 缺少必要的防滲措施，在砂卵石基礎(chǔ)上壩前未做鋪蓋，或厚度不夠、質(zhì)量不好被水壓擊穿，或者對(duì)強(qiáng)透水基礎(chǔ)，壩體與壩基部位未做截水槽、截水墻；

1.2.3 庫(kù)內(nèi)粘土鋪蓋下未設(shè)反濾層， 滲水壓力破壞了鋪蓋；

1.2.4 管理問(wèn)題，臺(tái)施工時(shí)庫(kù)內(nèi)取土破壞了天然鋪蓋，或者空庫(kù)時(shí)形成的鋪蓋裂縫未處理，或者壩后取土、挖魚(yú)池破壞了地基等， 導(dǎo)致壩基滲漏。

1.3 土石壩繞壩滲漏的主要原因

繞壩滲漏是指滲水繞過(guò)壩頭兩端滲向下游并在下游岸坡逸出的現(xiàn)象。繞壩滲漏主要發(fā)生在壩端松散的坡積層和巖石風(fēng)化層、透水層或裂隙發(fā)育的基巖處，建壩時(shí)壩肩未能很好地清基和作防滲處理， 水庫(kù)蓄水后就會(huì)產(chǎn)生繞壩滲漏。這種滲漏隨遠(yuǎn)離壩端逐漸減弱。長(zhǎng)期的繞壩滲漏容易造成兩壩肩或下游壩坡滑動(dòng)，使下游輸水涵管出口和輸水渠等建筑物受到破壞。引起繞壩滲漏產(chǎn)生的主要原因有:

1.3.1 山體單薄， 覆蓋層也單薄，阻水性不好；

1.3.2 巖層破碎，節(jié)理發(fā)育， 傾向不好， 或有巖溶生物洞穴存在，形成透水層或漏水通道。

2 土石壩工程危險(xiǎn)性滲漏的常用判斷方法

當(dāng)土石壩工程蓄水后， 無(wú)論山坡、壩體或壩基， 總有一些滲水出現(xiàn)，有些滲水屬正常現(xiàn)象， 無(wú)需處理。有些則屬發(fā)展性的， 應(yīng)予及時(shí)搶護(hù)。還有某些滲水現(xiàn)象， 雖暫無(wú)問(wèn)題， 但當(dāng)庫(kù)水位繼續(xù)升高后，滲水情況加劇。因此， 對(duì)各種滲水現(xiàn)象必需正確判斷并加以區(qū)別對(duì)待。

在廣東大中型水庫(kù)土石壩工程的運(yùn)行管理中， 常用的危險(xiǎn)性滲漏的主要判斷方法有兩種: 通過(guò)滲漏發(fā)生部位來(lái)判斷， 或者通過(guò)滲水的色、溫、量的變化來(lái)判斷。當(dāng)然在實(shí)際操作中， 還要通過(guò)綜合考慮各有關(guān)情況來(lái)確定滲水是否屬于危害性滲漏。

2.1 通過(guò)滲漏發(fā)生的部位來(lái)判斷

2.1.1 壩基接觸面及壩山接觸面， 有可能發(fā)生滲透變形、接觸沖刷或管涌；

2.1.2 輸水涵（管） 周邊滲漏， 有可能發(fā)生滲透變形、接觸沖刷或管涌；

2.1.3 水平裂縫、橫向裂縫處的滲漏， 有可能發(fā)生滲透變形或管涌；

2.1.4 反濾排水體上部的滲漏， 有可能發(fā)生一種或多種危害性滲漏。

2.2 通過(guò)色、溫、量的變化判斷

2.2.1 色------ 滲水清澈為正常； 滲水水質(zhì)渾濁、透明度低、帶砂，則為有害滲漏；

2.2.2 溫------- 庫(kù)中底層滲出的水體冬暖夏涼， 與氣候相反，山坡滲出的水體冬冷夏熱， 與氣候較一致， 據(jù)此可初步判斷滲水的來(lái)源；

2.2.3 量------- 滲漏量小為正常； 滲漏量大， 或在同一水位下， 滲漏量隨時(shí)間增長(zhǎng)而增大， 則可能為有害滲漏。

3 水庫(kù)土石壩工程滲漏問(wèn)題的常用處理措施

眾多土石壩工程除險(xiǎn)加固的實(shí)踐表明， 滲漏問(wèn)題是土石壩工程中最普遍且難以治愈的心腹之患， 選擇有效、合理、經(jīng)濟(jì)的除險(xiǎn)加固方案是一項(xiàng)技術(shù)性很強(qiáng)的工作， 是存在滲漏問(wèn)題的土石

壩工程除險(xiǎn)加固工作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。土石壩工程出險(xiǎn)大多屬于滲漏破壞， 即使是土石壩滑坡和裂縫， 也多與滲漏有關(guān)， 故在選擇處理土石壩加固方案時(shí)， 關(guān)鍵技術(shù)往往集中在防滲方面。對(duì)滲漏破壞， 一般處理應(yīng)遵循? 前堵后排、反濾料保護(hù)滲流出口?的滲流控制原則， 并根據(jù)工程地質(zhì)條件、出險(xiǎn)情況選擇合理的滲流控制措施。前堵就是在臨水側(cè)采取防滲措施， 如防滲鋪蓋、防滲斜墻和垂直防滲幕等， 后排即在背水側(cè)采取導(dǎo)滲和排水減壓措施， 如導(dǎo)滲溝、排水褥墊、排水減壓溝、減壓井等。

3.1 水庫(kù)土石壩工程滲漏問(wèn)題的常用處理措施

廣東的土石壩基本上是在建國(guó)后30 年內(nèi)建成的，由于設(shè)計(jì)、施工和管理等方面的原因，很多已出現(xiàn)滲流破壞問(wèn)題， 需要防滲加固。對(duì)于滲透破壞的除險(xiǎn)加固，廣東常用雙管齊下的方法：一方面是提高壩體和壩基本身抵抗?jié)B透破壞的能力，如采取提高壩體密實(shí)度、消除壩體壩基隱患、放緩邊坡、貼坡排水、透水后戧或蓋重等措施；另一方面是降低滲流的破壞能力，即降低滲流出口比降和壩后坡的浸潤(rùn)線。在選擇具體加固措施時(shí)， 因滲漏問(wèn)題的起因而異:

3.1.1. 壩體滲漏

（1）均質(zhì)壩在迎水坡鋪土工膜再壓土及防護(hù)層， 或做瀝青斜墻、粘土斜墻， 壩后做排滲體導(dǎo)滲， 如為心墻壩， 則在心墻上灌泥漿充填，或劈裂灌漿防滲，壩后再做排滲體導(dǎo)滲；

（2）內(nèi)部水平或橫向裂縫形成的滲漏，處理方法常用翻筑，套井回填，灌漿充填；

（3）輸水涵管滲漏，周邊漏水的可做截流壞灌漿；涵管裂縫、斷裂的可補(bǔ)砼再襯砌， 或套鋼管灌漿；涵管?chē)?yán)重老損破壞的， 或壩中斷裂錯(cuò)位的小管徑一般采用重建處理；

（4）溢洪道滲漏， 接觸面和山體滲漏分別上做截滲墻、灌漿，下設(shè)濾水溝、排水孔；

（5）庫(kù)內(nèi)溶洞可采用做隔離堤、鋪蓋、封堵等方法處理；

（6）生物洞穴可采用堵洞充填方法處理。

3.1.2 壩基滲漏

均質(zhì)壩可以在壩前做鋪蓋、截滲槽、截滲墻， 也可以作帷幕灌漿， 但心墻壩只能做帷幕， 灌水泥漿形成。壩基鉆孔一般要深入相對(duì)不透水層達(dá)5 m。

3.1.3 繞壩滲漏

均質(zhì)壩和心墻壩的處理方法基本相同， 都是在壩肩處作鋪蓋、截滲槽、截滲墻、灌漿等加以處理。如為心墻壩， 其壩山接觸面漏水， 只能用灌漿的辦法處理。

4 結(jié)語(yǔ)

滲漏問(wèn)題在病險(xiǎn)土石壩最為常見(jiàn)， 形式也很多，如何正確判別滲透破壞的形式對(duì)合理采用相應(yīng)的處理措施較為重要。大量的工程實(shí)踐證明，利用上堵下排的方法解決土石壩滲漏問(wèn)題是必須的、也是非常有效的。

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