保靖縣分析喀斯特巖溶地區水庫防滲處理

張波

【摘要】上世紀70年代烏江渡水電站的建設標志著我國開始在巖溶地區修建大型水電站取得了較好的開端。與普通地區相比較而言，在巖溶地區修建水利水電工程項目存在很大的難度。巖溶地區修建水庫主要問題在于巖溶通道滲漏問題。經過多年的發展，我國在巖溶地區修建水利工程項目積攢了大量的實踐經驗。通常情況下巖溶地區河谷的斷面比較狹窄，巖石的硬度處于中等水平，就這方面來說比較有利于修建水利水電工程。但是巖溶地區也存在一定的問題，最顯著的問題就是巖溶滲漏現象。

【關鍵詞】喀斯特地貌;巖溶滲漏;水庫防滲

隨著我國經濟建設加快和人口增長迅速，對于用水的需求也逐漸加大，要解決這一難題，方法就是多修水庫。隨著水庫修建越來越多，具有良好的筑壩條件選址地越來越少，迫使我們將很多水庫修建在了巖溶地區。巖溶地區巖石多孔多洞，地下水系發達且發育方向無法計算。這種巖溶性質導致水庫壩基難以貼合緊實，壩端兩側山體不穩，加大施工技術難度。另外雨水繼續侵蝕水庫周圍山體和壩體，侵蝕出來的缺口或者縫隙同外界或地下水系連通會導致滲漏。因此，加強喀斯特巖溶地區水庫防滲研究具有重要意義。

1、喀斯特巖溶地區水庫滲漏

1.1滲漏形式分類滲漏形式

按照不同標準有多重分類形式：

按滲漏道標準：①縫隙滲漏;②管道滲漏。

按滲漏時間分類：①永久性滲漏;②暫時性滲漏。

按滲漏區域分類：①庫區滲漏;②壩區滲漏。

由于庫區滲漏和永久性滲漏屬于大工程問題，不在維護范圍以內，因此本文只著重討論壩區滲漏和暫時性滲漏。

1.2壩區滲漏主要原因

（1）筑壩土料透水性強，夯壓不緊實，回填土料中雜質含沙量大導致滲水。

（2）壩體本身較單薄，滲流路徑較短，給滲漏提供了有利條件。

（3）涵管周圍與土方結合不緊密，涵管未做截水環處理，沿管壁縱向滲漏。

（4）千里之堤滲漏于蟻穴或者老鼠洞。

（5）筑壩前壩基清理不徹底，壩基巖溶孔洞未作基本處理。

（6）壩端兩岸巖石透水性大或巖溶孔隙多。

（7）壩端接頭不緊密、施工質量差造成沿壩端滲漏。

2、巖溶地區水庫滲漏處理方式

2.1巖溶區滲漏處理方法

通常將巖溶區滲漏處理方法總結了8個字，即“避、堵、圍、鋪、截、導、觀”。

首先要盡量避開正在發育的巖溶區域，避免壩基和壩端這兩個重中之重被發育的巖溶侵蝕。若無法避開，則需要找到促使巖溶發育的雨水來源，堵住正在發育的孔洞并堵住其雨水來源，阻止其繼續發育。對于無法阻止其發育又會對水庫造成影響的溶洞，需要修建圍欄或者豎井將其包圍，把溶洞的影響降低到最小。對于壩體或岸體滲水的情況，多采取“鋪”和“灌”的方式處理，在滲水嚴重的片區，采用灌漿的方式形成阻水帷幕以降低滲水效率。對于以大口徑通道和裂隙為滲漏通道的集中滲水來說，主要采取“截”的方式，截斷滲水通道，阻止漏水。“觀”即觀察、巡查，在水庫的日常維護中，水庫管理人員要時刻緊繃精神防微杜漸，著重巡查易漏水和滲水的點，將滲漏扼殺在搖籃中?！皩А奔磳畬猓m時導出涵道管中的空氣和積水。

2.2壩基泉水處理

對于壩體基礎不牢的水庫來說，易產生壩基泉水。根據巖土透水性差異，壩基滲漏可分為三種基本類型。

（1）孔隙型滲漏。即通過砂礫石子等雜質的邊緣形成孔隙，多孔隙串聯形成滲漏路徑。一般該類型滲漏流量均勻，滲漏量取決于雜質含量多少和土壤滲透系數。

（2）裂隙型滲漏。壩基底部巖石中含有裂隙，當裂隙串聯形成滲漏路徑，裂隙滲漏便即產生。裂隙較多且互相切割較為雜亂時，該類型滲漏流量均勻，而裂隙發育程度不同或走向不規則時，呈現脈狀流。

（3）管道式滲漏。通過石灰巖等可溶巖中的大口徑孔洞產生的滲漏，滲漏量通常較上述二者為大。但由于其孔壁為巖石，雨水侵蝕被水庫存水阻絕，滲漏量穩定，一般不會擴大。特殊情況可能形成管涌，形成重大安全隱患。

上述三類滲漏可同時存在與不同的部位，也會單獨出現，地質條件、巖土分布情況以及壩基筑造工藝等都對其有影響。為了減少壩基涌泉滲漏量，可以采用多種措施。現下的基礎處理措施有上游水平鋪蓋（粘土或土工膜）、帷幕灌漿、堵塞溶洞、垂直混凝土防滲墻等。為了減少滲透壓力和滲流梯度，一般采用修筑排水孔、排水渠、減壓井等工程措施。根據每個水庫地質水文條件和滲漏情況差異，有機選擇上述防止滲漏方法，多種方式結合，可以取得良好的防滲效果。

2.3對壩基溶洞、豎井和溶蝕裂隙的處理

（1）對溶洞與豎井的處理

將豎井的覆蓋層徹底清除直達基巖，洞內用毛塊石混合漿液塞滿填緊，根據井口直徑不同，選擇使用混凝土或者鋼筋混凝土預制板等材料封口。封口材料要有一定強度，用來承擔壩基壓力，防止沉陷。對于傾斜程度一般的溶洞，也可采用相同辦法處理。洞的喉部用毛塊石填緊，在洞口做反濾層，用黏土填筑防滲。另外，如遇到溶洞與外界聯系緊密，洞口較大，水流通過性較好。也可設置倒濾棱體，防止水流帶走泥沙，形成后壩坡滑坡。

（2）對小溶洞和溶蝕裂隙的處理

一般使用“截”和“鋪”的方式處理?！敖亍钡膬煞N形式是：①當地下水層與壩基相隔較近時，挖開隔水層，開辟截流槽，截流槽底部要埋入地下0.5～1m;②當壩基同地下水層相距較遠，隔水層較厚時，采用灌漿法形成防止滲透的屏障。要注意的是，這兩種方法不是非此即彼，常常結合使用。上游隔水層較厚采用灌漿屏障的方式，下游隔水層逐漸變薄，就采用開挖截流槽的方式。

2.4繞壩滲漏處理

繞壩滲漏值得是通過壩端空隙、小溶洞、構造破碎地帶產生，多采用堵、鋪、導、截等方式。處理這種滲漏，建設壩體時的預防工作做好十分重要，因為由于壩體的覆蓋，難以處理深埋在壩端的孔隙。首先將岸邊大大小小的溶洞和空隙部分清挖，對于坡度較大的山地，將所有孔隙中的雜質清除，大孔隙用水泥砂漿砌毛塊石填塞住，小孔隙用水泥砂漿勾縫，最后覆蓋混凝土層。在平緩地段，將大小孔隙以上述方式填塞住后，再用混凝土和土體鋪筑，做成斜墻式的鋪蓋，方便壩體建設。