水庫(kù)土壩滲漏原因及防滲措施分析

蒙侯申

摘 要：水庫(kù)在運(yùn)行一段時(shí)間后，容易出現(xiàn)滲漏等問(wèn)題。本文結(jié)合工程概況，分析了土壩滲漏的主要類型及原因，并探討了水庫(kù)土壩防滲處理措施。

關(guān)鍵詞：水庫(kù)；土壩；滲漏；防滲

水庫(kù)大壩的滲漏主要表現(xiàn)為水體流向圍護(hù)區(qū)之外漏失的現(xiàn)象，這是水庫(kù)常常出現(xiàn)的病害現(xiàn)象，如果滲漏現(xiàn)象無(wú)法得到有效處理，就會(huì)導(dǎo)致水庫(kù)圍壩和壩基較大程度的滲漏，無(wú)法做到有效蓄水，會(huì)大大減弱結(jié)構(gòu)面的強(qiáng)度，將導(dǎo)致一些巖土的滲透變形，最終將會(huì)導(dǎo)致諸如壩肩和壩體的滑動(dòng)等地質(zhì)問(wèn)題，會(huì)直接破壞到壩后的農(nóng)田村莊，甚至?xí)驗(yàn)闈B透破壞導(dǎo)致水庫(kù)的潰壩。

1 工程概況

大王灘水庫(kù)地處廣西南寧市的南郊，離南寧市中心大約28km，是一座集防洪、灌溉、發(fā)電、養(yǎng)殖、供水和旅游等綜合功能為一體的大（II）型水利工程，屬于準(zhǔn)公益性的水管單位。庫(kù)區(qū)多年平均降雨量1241.10mm，年降雨量集中在5-9月。壩址以上集雨面積1182km2，其中大王灘水庫(kù)控制907.50km2。多年平均來(lái)水量5.85億m3/s，利用水文系列年限40年，設(shè)計(jì)暴雨（P=0.5%）315mm，校核暴雨（P=0.05%）424mm，庫(kù)區(qū)覆蓋為黃土丘陵，巖性為砂頁(yè)巖，部分為黃土山區(qū)，下游地區(qū)以黃土山區(qū)為主，部分有石灰?guī)r。壩首到庫(kù)尾長(zhǎng)度約50Km。樞紐工程始建于1958年，1960年開始發(fā)揮效益，樞紐工程包括主壩一座為均質(zhì)土壩。大王灘水庫(kù)樞紐工程的運(yùn)行安全與否對(duì)南寧市產(chǎn)生著重大的影響。但是因?yàn)橐呀?jīng)經(jīng)過(guò)過(guò)了半個(gè)世紀(jì)的運(yùn)行，土壩出現(xiàn)了部分滲漏的問(wèn)題。

2 土壩滲漏的主要類型與引發(fā)原因

2.1 壩體滲漏

壩體滲漏是一種應(yīng)該重視的問(wèn)題，它會(huì)直接影響到水庫(kù)的正常運(yùn)行。至于滲漏的原因主要包括：一者，是用來(lái)建設(shè)壩體的土料材質(zhì)不佳，其中含有些許雜質(zhì)，透水性不佳，施工碾壓度有待加強(qiáng)；二者，由于壩身過(guò)于單簿，最終使得滲徑不夠長(zhǎng)；三者，因?yàn)閴蜗碌呐潘粫常蛘邲](méi)有設(shè)置排水體；四者，壩下原封堵漏洞出現(xiàn)漏水現(xiàn)象；五者，因?yàn)槭艿桨紫佒Γ紫亯误w中筑巢對(duì)壩體造成了傷害。

2.2 壩基滲漏

壩基的表層是不太厚的弱透水層，而下層則是強(qiáng)透水層，排水減壓處理有所不當(dāng)，導(dǎo)致出現(xiàn)管涌與流土石方；粘土的鋪蓋高出水面，因?yàn)樘?yáng)的暴曬而出現(xiàn)裂縫，大大縮短了鋪蓋的長(zhǎng)度，大大增大了壩基的滲透坡降，在滲流出逸處構(gòu)成了流土或管涌；因?yàn)槭艿綔p壓井、排水溝與其它設(shè)備的影響，就大大減弱了排水壓力的作用，導(dǎo)致下游發(fā)生沼澤化傾向，最終造成管涌。

2.3 接觸滲漏

沒(méi)有對(duì)土壩壩基做到徹底清理；壩和地基接觸面并沒(méi)有進(jìn)行接合槽設(shè)置，或者沒(méi)有根據(jù)槽尺寸進(jìn)行設(shè)置；土壩跟兩邊的連接處岸不夠平坦，基礎(chǔ)清理不徹底；沒(méi)有對(duì)防滲設(shè)備和基巖連接處進(jìn)行截水墻設(shè)置；再有，就是土壩和混凝土建筑的連接位置并沒(méi)有設(shè)置防滲刺墻，或者防滲刺墻沒(méi)有設(shè)置足夠的長(zhǎng)度；壩下的涵管并沒(méi)有設(shè)置截水環(huán)，抑或截水環(huán)不夠高度。

2.4 繞壩滲漏

因?yàn)閮砂兜纳筋^不夠厚實(shí)；基巖節(jié)理發(fā)育，巖石發(fā)生了破碎，里面存在裂隙和斷層；在施工的過(guò)程中，因?yàn)橐恍┩寥朗蔷偷厝〔模∽詢砂叮@些土壤一些是動(dòng)物打洞和植物的腐爛根莖構(gòu)成的孔洞，這些土壤本身的質(zhì)量就不佳，又因受到風(fēng)浪的沖刷，在一定程度上破壞了岸坡的鋪蓋，最終導(dǎo)致出現(xiàn)滲流。

3水庫(kù)土壩防滲處理措施

3.1增設(shè)粘土斜墻

本工程中防滲體土料不佳，并且土壩是均質(zhì)，特別是像本工程這樣的大（II）型水庫(kù)，一旦出現(xiàn)壩體滲漏，倘若本地的土料可以用來(lái)進(jìn)行防滲處理，主要可以通過(guò)在壩上游設(shè)置粘土斜墻的方法，設(shè)置一道全新的防滲體，對(duì)于壩基處透水層較薄位置的滲漏，應(yīng)該結(jié)合多種方法加以處理，以此做到真正有效的處理壩體與壩基的滲漏，又大大節(jié)約了成本投資，應(yīng)該尤其重視下列幾項(xiàng)：應(yīng)該徹底處理基礎(chǔ)與兩岸的結(jié)合面；確保土料的各項(xiàng)指標(biāo)都與相關(guān)要求相符合；土料應(yīng)該一層一層的進(jìn)行碾壓夯實(shí)，以便確保達(dá)到預(yù)期效果。

3.2土壩的壩體灌漿

本水庫(kù)工程適合使用壩體灌漿方法來(lái)解決壩體滲漏的問(wèn)題。土壩的壩體灌漿主要包括充填式灌漿和劈裂式灌漿兩種。普遍而言，處理范圍和性質(zhì)明確的滲漏部位應(yīng)該使用充填式灌漿，但是當(dāng)處理范圍大、無(wú)法完全確定土壩壩體隱患部位的滲漏時(shí)，比方說(shuō)，壩體有較高的出逸點(diǎn)和散浸，而應(yīng)該使用劈裂式灌漿的方法。

3.3套井充抓回填防滲墻

此種回填防滲墻的原理為：充分使用充抓式打井機(jī)鉆孔于壩滲漏的原防滲體，再使用粘土進(jìn)行一層一層的回填，應(yīng)該借助鉆機(jī)動(dòng)力與卷?yè)P(yáng)設(shè)備做好夯實(shí)，構(gòu)成連續(xù)垂直的截水墻，有效處理壩基和壩身的滲漏問(wèn)題，真正修補(bǔ)滲漏，有效防滲。使用這種方法處理的壩體防滲效果好，施工簡(jiǎn)便，投資少，能在短期內(nèi)恢復(fù)使用，還能明確隱患。但是，在使用此法進(jìn)行防滲操作時(shí)，應(yīng)該注意：

第一，這種方法處理土壩滲漏問(wèn)題具有明顯的效果。第二，在制定處理方案時(shí)，必須進(jìn)行細(xì)致分析與論證，通過(guò)多種方法來(lái)調(diào)查工程的主要存在問(wèn)題，并考察本地的粘土場(chǎng)儲(chǔ)存量，分析施工過(guò)程中可能發(fā)生的不利情況，當(dāng)有必要時(shí)，可以先設(shè)置1-3個(gè)試驗(yàn)井，來(lái)檢查原壩體的真正情況，以便開展工程施工，一旦發(fā)現(xiàn)壩體出現(xiàn)滲漏問(wèn)題，或者塌壁情況比較多時(shí)，必須使用其他方法來(lái)處理。第三，沖抓施工前，應(yīng)該降低庫(kù)水位，如果確定了方案確定，并已經(jīng)獲得審批立項(xiàng)，灌溉期后應(yīng)該立即排放庫(kù)水，放完庫(kù)中水，以便避免出現(xiàn)施工塌壁等問(wèn)題，降低施工難度，確保回填的質(zhì)量，以便達(dá)到預(yù)期效果。第四，一旦施工中發(fā)生塌孔，可以使用奇偶孔相間造孔的方法，并結(jié)合二次沖抓回填，但是這樣一來(lái)就增加了工程量，浪費(fèi)了投資。

3.4增設(shè)反濾排水及砂石導(dǎo)滲

對(duì)因?yàn)樵信潘w失效，或者沒(méi)有設(shè)置排水體，最終造成壩體浸潤(rùn)線，出逸點(diǎn)過(guò)高，滲流從壩坡逸出，壩坡面沼澤化的土壩，可以增設(shè)反濾排水體或者翻修原排水體，如果有必要，可以在外皮面進(jìn)行砂石導(dǎo)滲溝（槽）設(shè)置，以便減弱浸潤(rùn)線，有效的穩(wěn)固壩坡，施工的過(guò)程中要尤其重視選擇合適的反濾層級(jí)配，并選擇合適的砂石導(dǎo)滲的型式，并結(jié)合滲漏的具體范圍和輕重，決定最終是選用“I”“ Y”“W”三種中的哪一種，追求最優(yōu)效果。

3.5壓滲與排滲暗管

當(dāng)壩基滲漏較大時(shí)，其滲漏出口易發(fā)生滲透破壞在“上截”方案，由于投資大或難以實(shí)施時(shí)，采取在壩下滲水出露地段的適當(dāng)范圍內(nèi)做反濾壓滲，并且可以在其下部加做排滲暗管以增強(qiáng)排滲能力，從而有效防止發(fā)生滲透變形，保證壩基滲透穩(wěn)定。

3.6強(qiáng)化堤壩的白蟻防滲

堤壩中的白蟻會(huì)嚴(yán)重的危害到土壩，一般的白蟻主巢體表現(xiàn)是壩體的直徑在幾十厘米至數(shù)米之間，并且在主巢體附近還分布有幾十至上百個(gè)大小不等的附巢（菌圃），以及主附巢間縱橫交錯(cuò)的蟻道等。在汛期高水位的情況下，庫(kù)水將通過(guò)這些蟻道及巢腔而造成散浸、管涌、跌窩、滑坡等險(xiǎn)情，嚴(yán)重的將導(dǎo)致潰壩決口，給人民的生產(chǎn)、生活造成損失。應(yīng)采取人工挖巢、藥殺、灌漿等方法，對(duì)存在隱患的水庫(kù)進(jìn)行治理，可取得較好的效果。

綜上所述，上面提到的多種方法，可以部分用于實(shí)際水庫(kù)中的防滲工程中，也可以綜合使用。這些方法不僅省力，還能節(jié)省較多費(fèi)用，能達(dá)到預(yù)期的效果，指的大范圍推廣。

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