土壩滲漏的原因分析及控制處理措施

張立明

(長江委工程建設監(jiān)理中心，湖北武昌430064)

水利工程中的土壩是用土料堆積而成，具有一定的透水性。因此，水庫蓄水以后總發(fā)生一定程度的滲漏。但是，如果滲漏量超過一定的范圍，或者滲流逸出點太高，壩坡出現臺水散浸，這就不正常了。嚴重的集中滲流，出現管涌及流土都直接地危及大壩安全。近幾年在水庫壩體潰壩事故中，與滲漏有著直接的關系，因此，有關管理部門對土壩滲漏必須引起高度重視，一旦發(fā)現要及時采取有效措施進行處理。

1 土壩滲漏的類型與原因

我國的水庫大部分建于20世紀60年代末、70年代初，用于防洪、蓄水、灌溉等作用，由于當時技術、經驗不足等客觀原因，很多水庫工程存在著不同程度的質量和防洪標準問題。土壩的滲漏問題，除防洪標準偏低外，還有工程質量問題，具體表現在滲漏、滑坡和裂縫等。概括起來，是一個防滲加固問題。土壩滲漏按其發(fā)生部位，可以分為壩體滲漏，壩基滲漏和繞壩滲漏等3種。

1.1 壩體滲漏主要原因

水庫蓄水以后，在水的常年累月作用下，庫水通過壩身，在背水坡面和壩腳附近逸出一定的水流，叫做壩身滲漏。產生的主要原因為壩身填筑質量太差。即:筑①壩土料質量低，如含有雜質，透水性大等，施工過程時碾壓不密實等等，這些情況特別容易出現在分期、分段施工過程中或是分層填筑過程;②壩身單簿承壓能力低導致滲徑過短;③壩下排水施設堵塞失效或根本未設排水渠道，導致浸潤線抬高;④壩下原封堵漏洞漏水;⑤成群白蟻在壩體內筑巢對壩身強度的破壞。

1.2 壩基滲漏主要原因

滲水若通過壩基透水層，從壩腳或壩腳以外覆蓋薄弱的部位逸出的現象。稱作壩基滲漏。一般的滲漏，可使壩后形成沼澤化，嚴重的情況，滲水由清變渾，甚至出現冒水翻砂，影響大壩安全。產生的主要原因為:①當地地質條件差，而主觀又認為土壩對基礎要求不高，導致結構設計時忽視工程與水文地質條件，施工時忽略基礎的防滲處理，造成基礎漏水;②設計中考慮不周全沒有安排截水槽，或截水槽尺寸設計不合理，截水槽在運用中被擊穿;施工時清基不夠徹底或根本未進行清基，使壩身與基礎接合不牢固，水庫建成后，不久便漏水;③施工中處理不妥，如沒有做垂直的防滲墻或防滲墻沒有做到不透水層上，或者是防滲墻質量不好，發(fā)生裂縫而透水;④大壩建成運營后，在壩后任意挖坑取土，修建魚池破壞了地基的滲透穩(wěn)定，而引起滲漏。

1.3 繞壩滲漏主要原因

水庫蓄滿水后，庫水透過土壩兩岸的山體或山坡，從下游岸坡上邊滲出，叫做繞壩滲漏。產生的主要原因為:①地質結構疏松，兩岸巖體破碎，節(jié)理發(fā)育、透水性大;②建筑時，施工時壩端山頭沒有很好處理，碾壓不密實，或是施工中岸坡開挖不符合要求，與岸坡結合不好;③壩體內部設置多數放水設施，沒有壓涵管，內坡截流未處理好。

2 土壩滲漏的處理措施

不論土壩滲漏是什么原因導致的，發(fā)生在什么部位，滲漏處理的總原則是"上截下排"，即出現在壩上游，采取堵截防滲措施·，防止或減少水的滲漏;出現在壩下游，采取導滲排水措施，將壩體(或壩基、岸坡)內的滲透水安全地導出，增加壩坡(壩基、岸坡)的穩(wěn)定。

上堵的措施有垂直防滲和水平防滲;下排的措施有在壩體背水坡腳附近開挖導滲溝、減壓井和蓋重壓滲等。具體的處理方法為:

2.1 上游防滲減滲措施

2.1.1 增做黏土措施:如黏土鋪蓋、黏土防滲墻等

1)黏土鋪蓋通常用在水庫運營過程中，不透水層較深情況下的壩基滲漏黏土鋪蓋長度不得＜3～5倍壩前水深，上游端的厚度＜0.5 m，與壩體接觸處高度≥1～2 m。

2)對防滲體土料差、透水性大的心墻或均質土壩，可以采取在壩上游增補黏土斜墻的措施，加厚防滲體，對于較薄透水層的壩基滲漏，也能結合處理，這樣可達到既處理壩體、壩基涌漏。

2.1.2 灌漿措施

對于工作中無法排空的土壩壩體滲漏，通常采用壩體灌漿的方法來處理。壩體灌漿分為充填式灌漿及劈裂式灌漿。充填式灌漿方法適用于滲漏性質和范圍均比較明確的局部隱患采用;對于隱患部位不能完全確定、處理范圍較大的土壩壩體滲漏，如壩體出逸點過高，散浸等情況，則以采用劈裂式灌漿方法效果為好。

2.1.3 土工合成材料防滲措施

若壩址當地沒有黏土原料也可以使用土工膜防滲，它具有不透水性強、重量輕、抗凍性好，方便施工，節(jié)省費用等特點。對于一般的土壩滲漏，土工膜通可選用復合土工膜，薄膜厚度在0.5 mm左右。薄膜一般以焊接和黏接防滲效果較好。復合土工膜上必須加鋪土料保護層，厚度≥30 cm，保護層的填筑土料中不得含有雜草樹根、石塊等易破壞薄膜的雜質。

2.1.4 套井回填措施

套井回填法是利用簡單的充抓式機械打井機在土壩的滲漏部位鉆孔，然后用黏土分層回填25～30 cm的黏土層，在通過鉆機的動力和卷揚設備帶動重錘進行加實，形成一道連續(xù)垂直密實的截水墻，截斷壩身或壩基的滲流。套井回填法設備簡單，操作方便，處理土壩壩體及壩基滲漏效果顯著，適用于20 m以下的窄心墻壩裂縫滲漏的處理。

2.1.5 漿砌石護面

用石料漿砌而成，應用于上游迎水面，在滲漏區(qū)砌筑防滲面板、防滲墻。漿砌法經濟簡單，施工方便。

2.1.6 消滅壩中生物，填堵洞穴

當壩體被白蟻、老鼠等動物鉆洞造成壩體質地松散漏水時，要及時采取藥殺驅趕、灌漿等方法將動物殺除，并及時找到穴巢，采用開挖回填與灌黏土漿相結合的方法處理。

2.2 下游導滲排水措施

1)開挖導滲溝。導滲溝的形狀主要有V型、W型、T型、I型，溝的尺寸一般寬0.5～0.8 m，深0.8～1.0 m，間距5～15 m，可根據滲漏情況設置。溝內要分層填筑反濾材料，填筑的順序為溝底填砂，然后填礫石或碎石，最頂層填塊石，各層厚約0.2～0.3 m。

2)導滲培厚措施，當發(fā)現壩身滲漏嚴重，周圍散浸面積大，蔓延土壩壩身整個壩坡時，說明浸潤線逸出點高，土壩壩身單薄，這種情況最好采用導滲培厚，即在壩坡貼一層砂殼，再培厚壩身斷面，既導滲又增加壩坡穩(wěn)定性。

3)壩后導滲、壓滲，如果是壩基滲漏，會造成壩后長期積水，形成壩后游泥或沼澤地，破壞了壩基的強度，降低了地基的承載力，影響壩坡穩(wěn)定，出現這種情況，必須采用壩后導滲排水措施。如果壩基滲漏很嚴重，壩后出現翻水冒砂、管涌成流或流土現象，必須進行壓滲處理。工程中常用的是壓滲臺形式，壓滲臺的作用可使地基滲水排出，又給地基以一定的壓重，以抵抗?jié)B水壓力，增加地基的滲透穩(wěn)定。

3 總結

土壩建成后，壩身和壩基都會存不同程度的滲漏，不管嚴重與否都必須嚴肅對待。在處理過程中最好上截和下排結合使用，這樣可取得較好的效果。一般應先考慮"上截"措施，結合上截措施，再考慮是否需要"下排"，以及如何"下排"?？傊鶕B漏情況采取合理的措施，因地制宜，具體分析，從實際情況出發(fā)，盡量不影響水庫的正常運用和效益，不造成大量返工。

［1］ 孫勝利.水庫土壩滲漏的原因與處理措施［J］.中國水運，2008，(05):148－149.

［2］ 蔣秋.淺談小型水庫土壩滲漏問題及處理措施［J］.四川水利，2009，(02):35－36.