水庫大壩滲漏原因及防治方法

【摘要】水庫大壩滲漏是水利工程較為常見的問題，類型眾多，狀態(tài)多樣，成因復(fù)雜，后果嚴(yán)重，必須高度重視，切實(shí)加強(qiáng)防治。本文分析了大壩滲漏原因，介紹了相應(yīng)的防治措施。

【關(guān)鍵詞】水庫大壩；滲漏原因；防治

小型水庫是以農(nóng)田灌溉為主，兼顧城鎮(zhèn)供水、防洪為一體的綜合性效益的水利工程。壩體作為水庫運(yùn)行和防洪抗汛的主要水工建筑，長時間運(yùn)行使用后，必然會存在防滲體風(fēng)化、細(xì)粒土流失，導(dǎo)致壩身或壩基滲漏的現(xiàn)象，不但直接降低了蓄水功能和效益，也給工程帶來安全隱患，對水庫壩身的整體安全穩(wěn)定和節(jié)能灌排產(chǎn)生影響。

1、大壩滲漏的常見類型和狀況

大壩滲漏的表現(xiàn)相當(dāng)多，而且狀態(tài)復(fù)雜，它的主要危害有：如其滲漏量較大，將使水庫效益顯著降低，使某些巖土或斷裂帶充填物產(chǎn)生滲透變形，治理難度也較大，是水電建設(shè)和使用中的突出問題。

1.1 大壩滲漏的常見類型

從土石料透水性質(zhì)和滲透破壞發(fā)生的機(jī)理看，大壩在水流滲透和外力的作用下，會使壩體的土石料受到?jīng)_擊，土石料的顆?；蝾w粒成分、顆粒結(jié)構(gòu)等，發(fā)生相對移動，此現(xiàn)象稱之為大壩滲漏，也稱滲透破壞。滲透水流作用下的壩體土石料抗剪切強(qiáng)度降低，壩基發(fā)生不均勻沉降、局部沉降和沖剪破壞，即為形變破壞。破壞形式根據(jù)形成原因分為孔隙性滲漏、裂隙性滲漏、管道式滲漏等幾種形式。

1.1.1孔隙性滲漏：水流透過土石料孔隙間隙產(chǎn)生的滲漏，一般是孔隙均勻流態(tài)，滲流量的大小主要取決于土石料的顆粒級配及其滲透系數(shù)。例如黃土、各種粒徑的砂層及礫石等。

1.1.2裂隙性滲漏：水流透過土石料中節(jié)理、裂隙產(chǎn)生的滲漏。當(dāng)節(jié)理、裂隙錯綜復(fù)雜時，裂隙性滲流近似均勻流態(tài)；當(dāng)節(jié)理、裂隙發(fā)育不規(guī)則時，裂隙性滲流呈非均勻流態(tài)。裂隙性滲漏量的大小取決于節(jié)理、裂隙的發(fā)育程度。

1.2 大壩滲漏及其后果

水庫蓄水運(yùn)行以后，開始持續(xù)受到滲流、破壞、沖刷、凍融等作用，還有可能受到非正常頻率洪水和地震的破壞作用，建筑結(jié)構(gòu)逐漸老化，壩體承受水壓力、風(fēng)浪壓力等巨大荷載作用的能力不斷下降，因而必須及時通過安全鑒定評價分析，準(zhǔn)確掌握壩身應(yīng)力變化規(guī)律，找出危及大壩安全的主要原因，并加固補(bǔ)救，以保證大壩的安全運(yùn)行。如果水庫壩身的安全隱患得不到及時鑒定和安全加固，則會影響水電站發(fā)揮其設(shè)計(jì)功能的，并且可能會造成潰壩危險，給人民的生命財產(chǎn)帶來極大的災(zāi)難，威脅國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)，以及生態(tài)環(huán)境和社會穩(wěn)定。

2、大壩滲漏形成原因

根據(jù)大壩滲漏發(fā)生的部位不同，分為壩體滲漏、壩基滲漏、繞壩滲漏三種情況，各種滲漏的原因分析如下。

2.1 壩體滲漏主要原因

大壩在加高培厚過程中，壩體通過很多次規(guī)模的擴(kuò)建，新、舊壩體連接的位置處置不好，筑壩土石料質(zhì)量差，土石料水性大、回填土中塊石及雜物過多，引發(fā)壩體滲漏隱患。如果大壩提高蓄水水位，壩體的防滲體將承擔(dān)更大的水壓力，進(jìn)而導(dǎo)致防滲墻失去其用途，存在潰壩的危險。

2.2 壩基滲漏主要原因

壩基滲漏通常是由于土石壩的地基強(qiáng)度不高所造成，因此基礎(chǔ)與壩身防滲體的銜接程度，關(guān)系到大壩的運(yùn)行安全。例如有些水庫地基基礎(chǔ)覆蓋層很厚，或其地基為透水巖石帶，如：未膠結(jié)或膠結(jié)不好的砂礫石層，巖漿巖，玄武巖、還有巖溶透水帶等。由于水庫建設(shè)過程中對地質(zhì)情況未予探明，或探明后未按施工規(guī)范進(jìn)行加固處理，在水庫后期運(yùn)行多年后，安全隱患慢慢顯現(xiàn)，造成壩基滲漏嚴(yán)重。

2.3 繞壩滲漏主要原因

繞壩滲漏又稱壩肩滲漏，是指水庫蓄水后，由于上下游水頭差，使庫水沿壩兩岸巖石的孔隙、裂隙、溶洞、斷層等向壩下游的滲漏。產(chǎn)生的主要原因是：由于壩端岸坡地質(zhì)條件差，如土石壩兩側(cè)岸坡下有透水的砂礫層；開挖或者風(fēng)浪侵蝕岸坡后，破壞了上游岸坡的鋪蓋防滲體；壩端與岸坡銜接處的防滲體處理措施不當(dāng)，如防滲體暴露，反而加劇了繞壩滲漏；有時施工未根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，造成質(zhì)量缺陷，形成滲漏通道

3、水庫堤壩除險加固的防治方法

如何有效地防止和治理水庫堤壩壩基滲漏現(xiàn)象呢？可以從三個方面去考慮：一方面是減小滲透壓力，以保障地基和水面建筑物保持很強(qiáng)的靜力穩(wěn)固性；另方面最大限度的減少滲漏的程度；第三，減少滲透破壞的程度，使?jié)B透的穩(wěn)定性更強(qiáng)。下面是在水利大壩施工過程中的幾種實(shí)際操作方法：

3.1背水側(cè)壓滲蓋重

在背水坡側(cè)面地形適當(dāng)?shù)那闆r下，使用防滲的垂直幕墻造價又很高，如果使用背水側(cè)壓滲蓋重，能夠有效地防止在壓力蓋承受的范圍有管涌產(chǎn)生。如果后蓋的寬度設(shè)計(jì)過長，為了縮小后蓋過長的寬度，經(jīng)常在后蓋的后部設(shè)計(jì)上減壓槽。在水利工程施工過程中，壓蓋使用非常廣泛，不但有施工方便容易操作，還有施工后的堤壩穩(wěn)定性能好、造價少等優(yōu)點(diǎn)，而且形式多種多樣。在實(shí)際施工過程中，可以根據(jù)工程需要，使用全部自由排水的方法還是不透水的方法，真正達(dá)到滲水不能夠滲入土層的目標(biāo)。有時和排水溝、設(shè)置減壓井等綜合使用，但在設(shè)置排水溝時，要設(shè)計(jì)在蓋重的上部。

3.2迎水側(cè)水平防滲

在壩體迎水面設(shè)置水平防滲鋪蓋，水平鋪蓋分為天然粘土鋪蓋和人工填筑粘土鋪蓋兩種，粘土可以就地取材，不僅造價低，而且簡單易行。也可以結(jié)合鋪設(shè)土工薄膜綜合使用。

4、結(jié)語

水庫大壩如何治理滲漏問題，一直是水利水電工作者長期關(guān)注的重要的工作，任務(wù)艱巨，難度大。必須仔細(xì)分析滲漏原因，高度重視，采取相對應(yīng)的防治措施，有效解決大壩滲漏問題，以使水庫發(fā)揮最大的社會、經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

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