水库工程大坝渗漏成因治理措施论文

浅谈水库工程大坝渗漏成因及治理措施研究

【摘 要】文章针对水库大坝渗漏的原因，提出防治措施，以保证水库的安全运行。

【关键词】水库；渗漏；防治

我国河流面积广阔，水库数目众多，水库运行期间，发挥了巨大的灌溉、防洪作用，取得了显著的社会效益和经济效益。但是许多水库建设时因陋就简，技术落后，工程质量不高，现已老化失修，加之水库维修保护跟不上，工程老化速度加快，导致了水库防洪标准低、工程质量差、病险隐患多等不利局面，水库渗漏是水库工程经常发生的病害之一。 1.渗漏原因分析

首先，水库本身冲击力大，洪涝灾害严重，加之水利设施的兴建实践短，研究少，关注度不够，大坝及堤防等设施受到经济、社会和技术等方面的影响，先天设计有缺陷，抗险御险能力差，检测和控制效果不佳，备有安全隐患。虽然，大坝及堤防建设工程规模大、建设工期长、建设工序多，在环境极为恶劣和严峻的条件下进行建设的确也引致了质量控制不严、安全没保障等负面影响，若是工程监理检测手段落后。就直接给大坝及堤防的安全使用和防御埋下了隐患。因而，水库自身安全性差、大坝及堤防工程建设失控、建设工程监管不严、技术开发落后、违章施工等不利因素，是造成大坝及堤防渗漏的最明显的原因。

其次，大坝及堤防工程监控失误，是造成渗漏的最主要的原因。

如果说，水库本身冲击和抗洪设施欠佳是防洪的制约因素，那么，水利工程检测失误，则是水库渗漏的催化剂和辅助剂。常见的防洪隐患主要表现在防洪侧段表现不一，干扰性不一致，背景复杂、堤身均匀性差、隐患潜在性强等各种情形，因此无法准确鉴定，检测手段不够灵活，偏差较大，自动化检测能力整体不够，检测收据不能用于分析和改进，起不到检测的作用，长效监测不能达到，安全监控和技术防洪，就因为这种不确定的随机性、堤岸的大规模性、环境条件的恶劣性而不能真正实现。

最后，因为大坝及堤防的建设材料，会从水库的实际情况和水利工程建设成本出发考虑，也在一定程度上受到了不利的冲击和安全隐患。

2.除险加固的防治方法 2.1背水侧压渗盖重

当背水侧地型条件允许时，采用封闭式垂直防渗幕墙，其造价高时，采用背水侧压渗盖重，可以避免在压盖范围内出现管涌。计算出的后盖宽度很长时，可在后盖末端设减压沟（井)以缩短后盖宽度。压盖在实际应用上比较广，施工简单，堤防稳同性好，工程投资少。压渗盖重的形式很多，可以由不透水的变换刮完全自由排水的，实践中应根据各自情况，采取不同型式，以达到渗水不渗土的目的。一般要与排水沟联合使用，此时排水沟应布置在盖重的端部。

2.2垂直防渗处理

2.2.1帷幕灌浆

一般适用于岩石坝的防渗。帷幕灌浆的设计应根据水文地质条件和现场灌浆试验来决定钻孔的排、孔距深度，防渗帷幕一般采用水泥灌浆。如果土石坝建在软基上，采用灌浆帷幕防渗，取决于地层的可灌性；因地层的颗粒组成级配决定浆液渗入和扩散范围，决定地层的可灌程度。

一般我们用下式可灌比值m来判别沙砾石坝基的可灌性。 m=dl5／d85(1)

式中：dl5——受灌地层土料的特征粒径，mm；d85——灌浆材料的控制粒径，mm。

根据反滤原理，一般认为：m小于5为不可灌；m等于5～10，可灌性差：m大于10，可灌水泥粘土浆液：这种灌浆的缺点是工艺复杂，费用偏高，地表需加压重，否则难保证灌浆质量要求。如水泥灌浆达不到防渗要求时，可采用化学材料灌浆。化学灌浆可灌件好，抗渗性强，但较昂贵，且污染地下水质，使用时需慎重。 2.2.2土工合成材料

一般适用于坝体的防渗，或水库岸坡的防渗治理。土工合成材料是以聚合物为原料制成的土工织物和土工膜产品。土工膜主要应用于土石坝体的防渗。即将土工合成材料铺设在坝的上游面，其上以土、砂或砂砾料做过渡垫层，再在其上加盖重和护坡。坝坡坡度受垫层和土工膜间的摩擦系数所控制，一般比较平缓，用料较多，但铺设和检修更新则比较方便。也可将土工膜直立铺设于坝体中

部，此时坝坡坡度可不受其影响，薄膜也不易损坏，但以后的维修更新不便。对土工膜与坝体间的垫层和膜上的保护材料选用厚度，对防渗效果、保护层稳定十分重要，因此在材料选择上，采用的办法有：

a、用细砂土作垫层，一般厚5～10cm左右。膜上用0．5m厚的砂质粘土夯实保护层，其上再用混凝土板或块石护面。

b、用土工织物作垫层和保护层，即“二布一膜”的形式，一般用200g／m2或300g／m2重的土工织物；将坝面平整，先铺一层土工织物然后铺土工膜，膜上再铺一层土工织物，然后再回填土料，最后护砌混凝土板或砌石。

c、土工膜与坝体直接接触，膜上用土工织物作保护层，保护层以上作法同上；也有将土工膜与土工织物制成复合材料，效果比较好。

2.2.3混凝土防渗墙

对地基透水层较深，如用修建粘土截水槽处理坝基渗漏需开挖断面过大而不经济时，可采用混凝土防渗墙法。此法是利用冲击钻造孔，然后向孔内灌注混凝土，使之形成一道封闭防渗墙以阻止坝基渗漏。如果土坝水头较低，也可不用混凝土而改用泥结卵砾石作防渗墙。

2.2.4劈裂灌浆

劈裂式帷幕灌浆法对于加固堤身，防止堤身渗漏有较好效果，比较适合施工土质差，碾压不密实的堤防防渗加固。劈裂灌浆是运

用坝体应力分布规律，用一定的灌浆压力，将坝体沿坝轴线方向劈裂，同时灌注合适的泥浆，形成铅直连续的防渗泥墙，并堵塞漏洞裂缝或切断软弱层，以提高坝体的防渗能力，同时通过浆、坝互压和湿陷，使坝体内部应力重新分布，提高坝体的稳定性。造孔深度应大于隐患深度2-3m。泥墙的设计厚度一般可采用5-20cm，应根据堤坝土质、碾压质量、隐患性质和坝高等情况合理确定。劈裂灌浆这一方法不仅可形成垂直连续的防渗帷幕，解决坝体的渗透问题，而且还能够通过浆坝互压和温化变形，调整坝体内部的应力，使浆脉两边3-5m土体得到密实，加大了防渗帷幕带，近几年来土坝坝体劈裂灌浆已由原来的中低土坝向高土坝发展，在某些地基条件下还可以使坝体和地基同时劈裂，形成坝体和地基同一的防渗帷幕。劈裂式灌浆对解决以下6种隐患有较明显效果：坝体碾压不实，密实度普遍较差的松堆土坝；坝体内有渗漏通道，软弱层，坝体浸润线过高，坝坡发生湿润区或“牛皮胀”或渗透破坏(管涌、流土)现象；坝体由于不均匀沉陷而产生的裂缝(不包括滑坡裂缝)；分期施工的土坝，分层和接头有软弱带和透水层；坝体和其他建筑物(如放水涵管、闸墙等)接合不好，存在空隙和接触冲刷；坝体内存在生物洞穴和腐烂树根等隐患。 2.2.5高压喷射灌浆

高压喷射灌浆是在静压灌浆和高压旋喷灌浆的基础上发展起来的。它是利用置于钻孔中的喷射装置射出高压水束冲击破坏被灌地层结构，同时将浆液灌入，形成按设计方向、深度、厚度和结构形

式与地基紧密结合，构成连续的防渗帷幕体。高压射流与速度和压力有关，流速越大，动压力越高，则破坏力越大，冲切掺搅地层的范围也越大。浆液是随高压射流，在低压条件下掺搅进入地层，形成冲填粘结体。高喷灌浆防渗体能与基岩以及建筑物牢固结合。凡风化破碎、裂隙发育的基岩，在水、气射流冲切剥离和升扬置换作用下，其强风化的吸附充填物被冲洗掉，使浆液能有效地充填裂隙，与岩石界面紧密结合。但在接触面处应采取摆喷或旋喷，并放慢提升速度，增加接触面喷射时间，以利紧密结合。高压喷射灌浆不仅可用于细砂、壤土、淤泥等细颗粒地层，还可用于强透水的卵石、卵漂石和堆石渣层在内的第四系覆盖层。 2.2.6土质防渗体

在土石坝中，土质防渗体是应用最为广泛的防渗结构。防渗体一般为粘性土填筑，这部分土体比坝壳料具有更小的渗透系数，其作用是降低坝体渗漏量，控制坝体内浸润线的位置，保持渗流稳定。防渗体的主要结构形式为心墙和斜墙，心墙和斜墙的厚度，决定于坝的设计水头和土料的容许水力坡降，通过土料试验和计算决定。 总之，我们要对水库渗漏现象要进行必要的勘探及取样试验，在此基础上，进行综合分析产生渗漏的原因及危害，并根据渗漏的不同原因，综合考虑，以达到防渗的最佳效果。 【参考文献】

［１］马丹.水库大坝渗漏原因及加固处理.水利科技与经济，2010（1）.