略論土質(zhì)堤壩滲漏冶理措施

摘要：堤壩滲漏問題一直都是水利工程建設(shè)無法回避的問題，只有依據(jù)堤壩滲漏的成因擬定相應(yīng)的冶理措施，才能有效的增強(qiáng)堤壩的質(zhì)量，延長堤壩的使用壽命。本文僅以土質(zhì)堤壩堤壩為例，對(duì)導(dǎo)致土壩滲漏的成因進(jìn)行分析，并提出了冶理措施。

關(guān)鍵詞：土質(zhì)堤壩；滲漏成因；冶理措施

1 滲漏成因分析

造成土質(zhì)水庫堤壩滲漏的原因錯(cuò)綜復(fù)雜，但概括起來，無非有以下幾種原因：

1.1 設(shè)計(jì)上的缺陷

早期許多小型水利工程一般都采取“邊勘測(cè)、邊設(shè)計(jì)、邊施工”的方法倉促上馬，致使許多工程缺乏規(guī)范的圖紙。并盲目照搬蘇聯(lián)經(jīng)驗(yàn)，大量采用了壩下涵管、經(jīng)濟(jì)管徑和經(jīng)濟(jì)邊坡而未認(rèn)真考慮放水、檢修、泄洪和電站擴(kuò)容等需求，致使溢洪道和放水涵管尺寸偏小，壩身過于單薄或壩坡偏陡，部分水庫防滲體斷面偏小。少數(shù)小（二）型水庫甚至未在壩后設(shè)置反濾措施，從而導(dǎo)致出逸點(diǎn)偏高和大面積散浸及漏水。

1.2 施工上的缺陷

主要是早期水利建設(shè)中，缺少必要的質(zhì)量監(jiān)測(cè)和控制手段，致使輾壓強(qiáng)度不夠；在大壩加高時(shí)新老土結(jié)合部往往未作有效處理，從而出現(xiàn)結(jié)合層面上的分層現(xiàn)象并導(dǎo)致水平向滲水；三是大壩加高時(shí)，防滲體（心墻、斜墻等）與壩體和兩側(cè)山坡結(jié)合部未筑嵌槽或作妥善處理；四是溢洪道與壩體、山體的連接部分以及導(dǎo)水墻等，未作有效的防滲或截滲處理；壩后排水反濾體質(zhì)量差或失效，從而造成浸潤線和出逸點(diǎn)抬高，滲水從坡面上逸出；五是壩下涵管未設(shè)截水環(huán)或設(shè)置過少，加上基礎(chǔ)軟硬不一，導(dǎo)致涵管變形折斷和漏水等。

1.3 地質(zhì)上的缺陷

由于受經(jīng)費(fèi)和開工期限制約，絕大部分?。ǘ┬退畮旒爸匾教猎跔I建前均未作地質(zhì)勘探，部分水庫由于建于溶巖或復(fù)蓋層很深的地區(qū)，施工時(shí)又未很好開挖或無法挖到新鮮基巖；發(fā)現(xiàn)問題后也未修筑防滲鋪蓋或?qū)嵤┽∧还酀{，最后導(dǎo)致壩基滲漏和壩后沼澤化。還有些水庫堤防為了減少填筑方量和節(jié)約投資，常將嚴(yán)重風(fēng)化或節(jié)理發(fā)育破碎的部分山包、崗垅未作處理或略作處理后，即作為壩體的一部分，從而造成壩體滲漏。

1.4 材料上的缺陷

在早期興建水庫時(shí)由于“三材”十分匱乏，為趕進(jìn)度部分圬工建筑物被迫采用地產(chǎn)“土水泥”和石灰作膠結(jié)材料，結(jié)果留下了漏水和剝蝕的隱患；部分水庫由于缺乏優(yōu)質(zhì)土料，甚至采用含水量及腐植質(zhì)極多的水稻土、淤泥質(zhì)粘土、腐質(zhì)土或砂壤土作為壩體填筑材料，從而造成壩體不均勻沉陷和漏水。

1.5 運(yùn)行管理上的缺陷

實(shí)行聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制后，不少?。ǘ┬退畮旌蜕教灵L期處于無人管理的狀態(tài)，致使啟閉設(shè)施、涵閘、拉桿嚴(yán)重失修和銹蝕，結(jié)果在汛期或干旱季節(jié)無法正常啟閉，從而造成無益棄水或大量漏水。

1.6 蟻害、獸害早在2300多年前，韓非子就提出了“千里金堤，潰于蟻穴”的著名論斷。

2 冶理堤壩滲漏原則

解決堤壩壩體滲透破壞的原則是，必須形成連續(xù)的防滲帷幕。帷幕的厚度和密實(shí)度，必須滿足設(shè)計(jì)提出的允許抗?jié)B坡降的要求。劈裂灌漿是堤壩體加固的最好方法之一，在我國已運(yùn)用了20多年，處理病險(xiǎn)水庫已達(dá)200余座，堤防2000余km。實(shí)踐證明，這一方法不僅能夠形成垂直連續(xù)的防滲帷幕，解決壩體的滲透穩(wěn)定問題，而且還能夠通過漿壩互壓和濕化變形，調(diào)整壩體內(nèi)部的應(yīng)力，使?jié){脈兩邊3～5m土體得到密實(shí)，擴(kuò)大了防滲帷幕帶。近年來土壩壩體劈裂灌漿已由原來的中低土壩向高土壩發(fā)展。在某些地基條件下還可以使壩體和地基同時(shí)劈裂，形成壩體和地基統(tǒng)一的防滲帷幕。在大壩滲透破壞嚴(yán)重的情況下，配合其他應(yīng)急措施，利用特殊工藝，可以實(shí)現(xiàn)快速劈裂，10～13d就可形成帷幕，初步解決土壩壩體的滲透穩(wěn)定，以后再逐步加固。

振動(dòng)沉模防滲板墻技術(shù)是治理江河、湖泊堤防普遍存在的滲漏隱患的一項(xiàng)垂直防滲新型施工技術(shù)。采用先進(jìn)的雙模板沉模灌漿新工藝，形成的板墻具有連續(xù)無接縫、無開叉等優(yōu)點(diǎn)。它除形成一道防滲板墻帷幕外，對(duì)板墻兩側(cè)一定范圍內(nèi)的土體還有擠壓密實(shí)作用。同時(shí)，由于模板的振動(dòng)使堤身土體得到振密加固。該法適用于黏性土、砂性土、流砂、砂礫、淤泥質(zhì)土的地質(zhì)條件，目前處理深度可達(dá)20m左右。如防滲墻深度超過20m，可以在20m以上部分采用“振板”，下部采用高壓噴射灌漿的綜合技術(shù)處理。如此，既可保證工程質(zhì)量，又能節(jié)約工程成本。

3 堤壩防滲處理技術(shù)

3．1 覆蓋層處理技術(shù)

壩下覆蓋層多是洪水沖積形成，一般顆粒比較粗，筑壩以前必須做防滲處理。我國有些土壩建壩時(shí)對(duì)覆蓋層處理不徹底或未處理，蓄水后出現(xiàn)滲透破壞。對(duì)此，可利用傳統(tǒng)的槽孔式混凝土連續(xù)墻處理。槽孔自壩頂穿過壩體、覆蓋層至基層不透水層，或者放空庫水自壩前腳造孔深至基巖不透水層。第一種方法通常將混凝土連續(xù)墻一直澆至壩頂，混凝土澆筑量較大；第二種，需放空庫水。而利用高壓噴射灌漿技術(shù)重做覆蓋層防滲體系是一較好的方法。它的優(yōu)點(diǎn)是工程造價(jià)低，施工速度快，不需要開挖，不破壞壩體，不需要放空庫水，只要根據(jù)設(shè)計(jì)的防滲體范圍鉆孔噴漿營造防滲體即可。該技術(shù)要求：深度大于20m的深孔，孔斜率必須控制在3‰以內(nèi)；根據(jù)鉆孔不同的深度計(jì)算出高噴板墻出現(xiàn)不連續(xù)的程度，確定鉆孔孔距；根據(jù)覆蓋層的結(jié)構(gòu)，顆粒粗細(xì)、地下水流速大小，采用不同工藝，如滲透系數(shù)大于10-3cm/s，可采用單管或雙管，水泥漿比重應(yīng)不小于1.7g/cm3，還應(yīng)摻入一定比例的速凝劑。

3．2 接觸帶處理技術(shù)

壩下接觸帶包括河槽段、岸坡段截水槽與基巖的接觸帶、壩體內(nèi)防滲土體和剛性建筑物的接觸帶等。一些擋水建筑物，因?yàn)榻佑|帶處理不好，主要是清基不徹底或基巖的裂隙、破碎帶等未做封堵處理，形成集中滲流、漏水通道，容易出現(xiàn)管涌等險(xiǎn)情。

處理辦法：多采用壓力灌入水泥漿的辦法。但有的情況，尤其是在小裂隙比較發(fā)育的花崗巖或一些火成巖地基時(shí)，此辦法效果并不好。原因是注漿時(shí)用套管封孔，阻漿面積太小，壓力水泥漿的流竄方向和數(shù)量不好控制。

接觸帶滲漏處理的最好辦法之一是高壓噴射灌漿技術(shù)。因?yàn)楦邍姽酀{所噴出的水泥漿是定向的、局部的。在某一設(shè)定的局部，用高壓水破壞原地層的結(jié)構(gòu)，同時(shí)摻入水泥漿，形成一定幾何形狀的凝結(jié)體，避免了一般壓力灌漿工藝中水泥漿流向和灌漿范圍不好控制的弊端。采用擺噴和旋噴工藝，在接觸帶上營造防滲帷幕，隔開壩體軟土和基巖的接觸。對(duì)一些壩內(nèi)堤設(shè)的剛性建筑物，可以用高噴水泥漿等防滲材料與原剛性建筑物牢固地焊接在一起，使高噴板墻插入土體，增加滲流路徑，滿足滲流穩(wěn)定的要求。

壩內(nèi)埋設(shè)圓形剛性建筑物接觸帶的處理：可根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在圓環(huán)的外周邊重造若干個(gè)防滲環(huán)。防滲環(huán)的直徑、厚度、個(gè)數(shù)可根據(jù)防滲要求計(jì)算求得。

3．3 壩下基巖巖溶的處理技術(shù)

有些土壩因種種原因，壩趾下基巖的漏水通道沒有封死。尤其在巖溶地區(qū)溶洞、裂隙發(fā)育，水庫建成蓄水后，由于高水頭的壓力，漏水大量增加，在與壩內(nèi)防滲體接觸部位極易發(fā)生沖蝕，危及大壩安全。對(duì)于這種隱患，采取壩前做鋪蓋，壩后減壓或做壓重、開導(dǎo)流洞等措施，均有臨時(shí)效果，但不持久。在潛水流速比較大的情況下，采用正常灌注水泥漿的辦法，也很難灌得住。

近年采用的級(jí)配料灌漿技術(shù)，對(duì)一些裂隙和溶洞比較大的地層，是一項(xiàng)科學(xué)、有效、經(jīng)濟(jì)的處理辦法。該方法是利用不同粒徑的塊石、碎石、粗砂等組成級(jí)配材料，顆粒大小可根據(jù)溶洞裂隙和流速的大小確定。放入溶洞、裂隙中的塊石能夠存得住，不被沖走，起到充填巖溶空隙、減小水流速度的作用。在注入的級(jí)配料中灌注壓力水泥漿，使級(jí)配料膠結(jié)在一起并和巖溶、裂隙的孔壁牢固結(jié)合，把洞穴堵死。