水利工程中水庫大壩防滲技術的探討

陳金枝

（肇慶市水務技術中心，廣東 肇慶 526000）

水庫作為社會重要的水利工程，是一種廣泛應用的防洪灌溉措施，具有蓄水、防洪、灌溉等眾多作用，還包含有發電以及供水等功能。國內的水庫大壩多數興建于上個世紀，在工程興建的過程中，并沒有進行完善的地質勘測或者工程設計，受到上個世紀我國社會經濟發展水平的制約，許多水庫存在著質量和安全上的隱患，各個方面潛在不安全因素，導致了水庫大壩容易滲漏，并對于大壩的結構安全造成影響。

1 水利工程中水庫大壩防滲技術的相關概述

水庫功能包含有水運、發電、防洪灌溉以及養殖等等，可以有效的提升和推動區域的經濟發展，為人們提供便利。伴隨著國內水庫使用年限的提升，水庫的綜合應用能力逐漸降低，其使用的安全性也降低。還有一些水庫由于滲漏等問題，成為病險水庫，限制了功能發揮，對居民的人身財產安全造成影響。在當前國內水庫大壩興建施工的實踐中，水庫滲流等現象，主要指的是水庫工程在蓄水以后，水通過巖石孔隙、裂隙以及溶洞等向外滲漏，如果水庫工程的蓄水出現滲漏，將會對水庫的功能性和安全性造成直接的影響。主要如下：首先是水庫的滲漏會導致水庫的功能性降低；其次水庫滲流、還會導致水庫出現鹽漬化，以及水庫的沼澤化等，這些問題都會影響到水庫工程的安全運行。

在水庫工程施工的過程中，水利工程堤壩有蓄水以及攔水等功能。在水利工程施工過程中，水庫堤壩具有良好的抗滲防滲技術，可以保證水利工程的攔水以及儲水功能有效發揮。水利工程以及堤壩所具有的抗滲性能，對于水庫的滲漏有著直接的影響。在大型水利工程中，水庫堤壩可以在旱季穩定的供應水分，同時在降水量高的季節能夠良好的存儲相應的水分，對水資源進行合理的調節，降低出現洪澇災害等現象。水利工程防滲施工中，要根據堤壩的實際特點，運用相應的防滲技術，做好技術上的改進與完善工作，在提升水庫防滲性能的過程中，也能夠防止水利工程出現結構失穩等情況。當前階段隨著水利工程與建設規模的擴大，為了確保能夠有效的解決水庫堤壩的滲漏問題，要明確其滲漏工程的流程，并根據防滲施工的流程開展施工，從而提升其防滲的水平。

水庫大壩防滲技術的類別主要包含有：水庫大壩水平防滲、垂直防滲。水平防滲主要指的是從水平方向上處理水庫大壩的滲漏，并降減少平方向上的滲漏問題。在進行水平防滲之前，要全面和細致的對大壩的地基以及壩址進行勘察，根據勘察的結果，明確地基以及壩址的巖層分布狀況，地下水流動以及平面結構等等特性，結合水庫的尺寸、自然環境等做出最終的評定，并要在水壩鋪蓋中設置反濾層。水平加固和鋪蓋的過程中，要結合地址勘察的數據繪制相應的截面圖，根據圖紙，對底層顆粒、滲透系數等加以明確。這就需要滿足如下一些要求，首先是下沖擊層開展滲透坡降的時候，要確保滲透坡降應當小于沖擊層的坡降；另外還要保證地基滲透所具有的穩定性、保證鋪蓋土下滲透所具有的穩定性和保證滲流量要小于損失，從而確保降低其損失。

垂直防滲是從垂直方向上所進行的防滲。結合實際經驗來看，混凝土防滲墻對于水庫大壩防滲具有顯著優勢，防滲墻的主要特征就是具有很強的適應性，能適用于各種材料的大壩中，還可以適應不同的水文條件以及施工條件。在處理壩體以及水庫壩基的過程中，可以在壩頂部設置防滲墻，延伸到壩基的位置，另外大壩和防滲墻的防滲設施在連接起來以后，需要確保防滲墻的底部已經嵌入到巖層中。防滲施工中，要合理控制大壩的質量，只有良好的施工才能夠形成真正有效的防滲效果。混凝土防滲墻的施工過程中，要重視混凝土防滲墻連接部位，對連接部位進行處理和加固，以保證施工的質量。

2 水利工程中水庫大壩出現滲漏的原因分析

砂礫石層導致的滲漏。壩基的滲漏，主要是受到大壩地勢的影響，導致一些河流短小，在河床處沖刷，使得大量的砂礫石層積累，并受到沙礫的沖擊產生了沖蝕洞，令水庫大壩的安全性受到影響，壩腳出現部分滲漏點致其滲漏嚴重。另外，巖石風化也是導致出現壩基滲漏的重要因素之一。巖石在漫長的風化過程中逐漸的崩解，并產生滲漏，是滲漏的其中一個主要形式。這些問題體現在前期勘察過程，由于沒有做好勘察的工作，如在大壩的施工過程中，施工人員也沒有及時的檢查和清理，會對其后續的運營造成負面影響。

施工控制不嚴格。大壩施工的過程中，沒有嚴格的碾壓地基，且壩基材料較差，其中的防滲涂料質量較低，且碎石體量過大，使得含水量增加，導致壩體出現分層，大壩的防滲性能下降，從而產生滲漏。水庫大壩的高度不斷提升，舊土與新土之間并沒有充分的結合，導致出現了一定的分層，這也會造成大壩的滲水、水壩的高度提升以后，大壩與防滲體之間結合部位需要處理，但是沒有處理好，導致大壩內測所接觸的水體高度提升，出現了水流溢出的情況，施工材料控制也影響了大壩。

壩體結構設計不合理。一些大壩的規模大，且施工周期很長，如果在壩體的設計上不能足夠細致，會對后期的抗滲效果造成影響。一些設計人員在進行設計的過程中，過度追求成本控制以及設計的進度，在設計方案中并沒有很好的具有抗滲以及防水等性能，還有一些大壩的防滲體斷面小，大壩也沒有設置相應的反濾裝置，會有滲水的概率。如結構設計的不合理體現在壩體的涵管和壩體的結合不緊密，壩體的涵管出現斷裂等等，導致防滲無法結合，也會造成漏水。

3 水利工程施工中水庫大壩防滲技術的類別

混凝土防滲墻。混凝土防滲墻可以根據槽段施工，槽段在5m左右，槽段可以先進行主孔施工，然后進行副孔施工，利用抓取方法進行施工，根據現場的實際情況選擇與之相適應的施工工藝。槽段連接處要使用質量好的接頭接管法。根據槽孔深度的要求，使用不同規格鋼管，接頭處應當為插接。

帷幕灌漿防滲。帷幕灌漿主要是施工的過程中，一些礫石地基或者巖石地基中存在裂隙、漏水孔隙等，向其中灌注阻水帶，從而實現防滲的施工技術。在施工的過程中，要布置主副灌注漿，位于壩體軸線，孔距設置在3m范圍內，在主孔以及副孔中設置交互，為了達到理想的抗滲效果。帷幕的頂部和底部要與混凝土壩體連接。在基巖不漏水，只需要讓帷幕達到漏水部位2m深度就可以。大壩抗滲施工的過程中，帷幕施工技術應用在加固壩基上，所以多數應用在砂卵石等水庫大壩中。

帷幕灌漿與混凝土防滲墻之間的結合部位，要做好防滲，作為兩種不同形式的防滲結構，帷幕灌漿技術與混凝土防滲墻結構，其施工方法以及使用的部位有所不同，如何處理好二者的銜接，并確保二者構成的基礎防滲體系能夠充分發揮出效果，也不會出現滲漏破壞等不良后果。在施工的過程中，必須要嚴格進行施工操作，先進行灌漿，然后澆筑防滲墻、帷幕灌漿的施工，這樣能夠更加清晰的掌握到巖石面的界限，并為后續的防滲墻提供更加精確的參數。此外兩者之間的搭接長度要超過1m，同時灌漿在這種搭接段的重點接觸部位，可以使用分段灌漿的方式處理，確保這些部位灌漿的質量，防止這些部位受到滲漏和沖擊破壞。帷幕灌漿技術在實際應用的過程中，要充分考慮到現場的實際情況，并充分的勘測好現場的地質環境，確保地質環境能夠滿足項目施工的要求。地質環境決定了相關方案能否正常應用，所以必須要做好現場的勘察工作。

加固排水減壓設施。水庫中的排水減壓主要包含有減壓井、導流溝等，首先要加固減壓井，可以控制井內出現淤塞，一些淤泥需要用水沖洗，并且不能破壞反濾層，防止失去效果。另外要防止小塊石頭落入，如果出現小石塊，要及時的清理，并且做好保護井蓋的工作。其次是加固導滲溝，根據設計方案的要求，明確不同層間的關系，避免導水溝出現淤積。在出現淤積的情況，要及時的清理和翻修。導流溝斷面應當保證滿足排除滲水的使用要求，如果不能滿足要求的話要進一步擴大。導滲溝還應當有排水的縱坡，在遇到積水以后及時對其加固，防止滲透壓力不夠，反濾層出現失效。排水減壓設施是整個防滲工程的重要組成，所以在施工中，要關注到排水減壓設施的設置是否合理，能否真正的產生其應用價值。在工程施工結束后，也要及時的對其進行檢查。

水平防滲鋪蓋。做好壩基工程、地基、水文地質情況的調查，這也是防滲與加固的基本條件。基于前期的勘察，了解到基礎上不同土層的結構狀況，礫石的分布狀況以及規律，地下水滲透的途徑等等，從而對不同的地方應用不同的方案，一些需要鋪蓋的地方，明確鋪蓋的范圍、尺寸，以及下層是否要反濾層，是否存在軟弱地基，另外還要加固涂料等工程。在進行水平鋪蓋加固的過程中，要做好詳細的檢查勘驗資料，并覆蓋沖擊層，明確各個層級的配置，滲透的坡降以及系數等等。

4 水利工程中水庫大壩防滲技術的應用

4.1 加強對于水庫大壩的管理

首要確保水庫大壩的管理具有充足資金保障。資金是影響工程項目的重要因素，如果資金不足，必然會影響到工程的施工進程，水庫加固的周期較長，且需要不斷的維護，這也就意味著對其投入必然需要持續的投入。為了確保工程的固有運行，一方面要依托政府的投入，另外還要建立起多渠道和多層次的投資體系，如加固地方水庫，以地方財政為主導，國家在投入的過程中，適當的引入一些社會資源。大型水庫的建設以及維護需要以政府為主導，只有這樣才能夠確保水庫的大壩運行能夠長期有效。另一方面，引入一些專業機構定期的檢查水庫，水庫的管理以及運行，需要定期的對其進行檢查，其存在的隱患具有很強的隱蔽性，如果缺少專業人士檢查水庫大壩，必然會導致水庫出現潛在的危險，并最終釀成大禍。在日常的維護中能夠及時發現問題，將不安全的因素提前消滅，這也就意味著需要專業化的機構定期檢查水庫大壩，并做好專題調研，快速找到其中的隱患，并提出解決的措施，對于水庫大壩的安全性進行及時的鑒定。專業化的鑒定隊伍，根據嚴格的制度和流程，尋找水庫中的隱患，并合理的鑒別其中的問題，提出科學高效的建議。水庫管理以及防滲加固的過程中，要積極的創新，將創新型的技術手段引入其中，通過技術的方式實現對水庫滲漏問題的管理。

4.2 通過技術手段加強防滲處理

引入高壓噴射灌漿技術，這種技術一般應用在沙礫層、沙土層以及粉土層的防滲中，噴射裝置在鉆孔中，通過高壓水束的方式，沖擊被灌的土地，并且將水泥漿液關入其中，根據設計的深度、結構、方向等形式，與地基結合起來，形成一定的凝結體，從而增強土層的承載能力與防滲能力。高壓噴射灌漿能夠避免壓力灌漿過程中水泥漿流向范圍無法控制的問題，另外施工的速度很快。但是這種施工的速度需要快速的檢驗和確定，對于施工團隊質量的要求較高，在超過一定深度后，防滲體會出現分叉。

土工膜防滲技術。從壩基到壩面上鋪設土工膜，周邊不透水基礎和端頭要與其他防滲體連接緊密，從而形成系統性的全封閉體系。土工膜一般滲透系數很低，且具有造價低、變形能力強、施工便捷等特征。當前復合土工膜進行防水，一方面可以防滲，另外還能夠排水，工程性能較為單一。但是土工膜其抗老化的能力較低，不如混凝土材料，所以在實際鋪設的過程中，還需要防空水庫，在一些水資源較為緊張的地區，需要合理的安排是否使用土工膜，復合土工膜如圖1。

圖1 復合土工膜

劈裂灌漿防滲技術。在水庫防滲中的應用較為廣泛，且具有施工經濟性好，效率高，便捷等效果。在水庫的防滲實踐中，以水庫的中軸線為依據，在灌漿孔洞中合理設置，從而能夠更好的進行灌漿的壓力控制。在這種工程施工中，使用灌漿防滲技術，可以建立更加完善的防滲體系。防滲體系具有系統性，所以在施工的過程中，要在壩體帷幕中設置合理的孔洞。根據水壩的位置不同，采取不同的施工方法，壩基與壩體帷幕灌漿，主要使用縫隙、漏洞灌漿加固的方法形成防滲結構。這種方法一般用于砌筑重力壩。壩體的上游固結灌漿，并填補縫隙和漏洞，加強壩體的強度，并提升壩體的防滲性能，并增強壩體的完整性以及承載力。水壩下游壩面存在漏水的地方，通過灌漿的方式，填補漏水的通道，以及壩體上的空洞、裂隙等，通過加固壩體，并增強壩面的抗沖刷能力以及穩定性。通過反向進行灌漿，能夠對拱壩進行支撐。重力壩使用這種方法的時候，盡量保證壩前沒有水。在壩面勾縫和剔縫以后，使用高標號以及防水標號的水泥漿勾縫，確保壩面防滲的能力，壩體的整體性、穩定性等，通過灌漿治漏的方法確保能夠滿足防滲漏的實際要求。

5 結語

水庫大壩防滲技術作為水庫建設實踐中的重中之重，必須要引起水利工程行業的重視，不僅要排除隱患以及風險，另外一方面還要考慮到經濟性。這也就意味著水庫的所涉及部門要做好風險管理，建立起完善的監督管理機制，管理部門加強自身的學習與警惕，確保水庫的安全運行。