大壩滲漏的原因與處理措施探析

李洪頂

(仁懷市水利局，貴州仁懷 564500)

大壩滲漏是我國水庫工程里常見的病害問題，大壩常見的滲漏有壩體滲漏、壩基滲漏及繞壩滲漏等類型，大壩存在不同程度滲漏，直接影響了農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展及居民的生產(chǎn)生活用水，如果大壩滲漏問題得不到及時處理加固，一旦發(fā)生事故就會造成無法挽回的損失，因此，加強大壩的防滲處理措施是很重要的，能夠有效保障大壩正常安全使用。

1 大壩滲漏原因

大壩病害通常表現(xiàn)為滲透及變形破壞，當壩基存在滲漏水流，使巖土里一些顆粒移動或者顆粒結(jié)構(gòu)、成分發(fā)生變化，這種現(xiàn)象可稱為滲透變形或者滲透破壞。發(fā)生這種情況的原因是由于滲流的作用，其抗剪強度下降，壩體的某些部位就會發(fā)生不均勻的變形、下滑及裂縫等現(xiàn)象。可分為崩岸及滑坡等形式，當滲漏量較大時，會使軟弱面的強度降低，并使斷裂帶及巖土的填充物發(fā)生滲透變形，緊鄰洼地、低谷及壩基壓力大大增加，滲漏水也會造成下游水位的抬升及有關(guān)建筑物地基的浸沒及失穩(wěn)現(xiàn)象發(fā)生;滲透變形對大壩穩(wěn)定影響也是很大的，美國發(fā)表的資料顯示，40%左右的大壩破壞是因滲透變形造成的，而我國因滲透變形造成的大壩破壞要在60%左右，并且?guī)r溶區(qū)的土層洞穴及地表塌陷，防洪堤與邊坡塌滑，壩基排水孔、供水井及減壓井淤塞，地下工程及開挖基坑工程中所遇到流沙，軟弱夾層、斷層破碎帶、裂縫及洞穴里的松散物質(zhì)帶出均是因滲透變形而引起的。依據(jù)滲流的破壞機理，能夠把滲漏分為壩體滲漏，壩基滲漏、繞壩滲漏、接觸滲漏及壩后地面滲漏幾種，其中，壩體滲漏又能夠分為集中滲漏、裂縫滲漏及侵潤線的壩坡逸出。浸潤線的壩坡逸出通常發(fā)生在混合土料壩或者均質(zhì)壩中，侵潤面太高加大了滑坡可能性，并且由于滲流作用、氣溫和降雨影響，大壩抗剪強度降低，壩體局部遭到滲透破壞，致使滑塌可能性增大;出現(xiàn)集中滲漏原因為壩體分層填筑時，土層比較厚，在施工時，機械功率不夠，導致填土的上部是密實的，可下部較為疏松導致集中滲漏出現(xiàn);有些大壩在施工時，施工方法較為落后，尤其是大規(guī)模人工填筑施工，運用了分段包干填筑法，造成土層厚度不一致，上升的速度也不一致，相鄰兩段接合部位含有漏壓及少壓現(xiàn)象;壩體開裂也是壩體滲漏原因，通常壩殼為強透水土料，經(jīng)過裂縫集中滲漏后，會在壩殼里擴散，對于集中滲漏位置就不容易發(fā)現(xiàn)了，造成大壩滲漏原因是比較多的，針對出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象給予加固處理，能夠有效保障大壩安全運行。

2 大壩滲漏的處理措施

2.1 開挖回填法

對鋪蓋及斜墻等干縮裂縫所引起的滲漏，為確保防滲厚度，可以清除裂縫的表層，并依照設(shè)計土料的干容重來分層填筑壓實，均質(zhì)大壩表面產(chǎn)生裂縫滲漏，也可用開挖回填的方法，把表面填筑厚度在3～5 cm之上砂性的土料保護起來，防止因干縮開裂而滲漏;對于橫向裂縫容易引起上下游的滲漏危險，運用開挖回填嫩鞏固徹底處理，在開挖時要順縫抽槽，其階梯高度保持1.5 m比較適宜，當回填時，再逐步去除臺階，并保持梯形的斷面;一般縱縫的深度及寬度是比較小的，給大壩整體所造成影響亦比較小，一般不用開挖回填，僅把縫口封閉即可，以避免雨水滲漏，如果縱縫寬度＞1 cm，同時深度＞2 m時，則需運用開挖回填法來處理，因不均勻沉陷所引起的縱向裂縫滲漏，如果對大壩安全沒有嚴重威脅，可暫時把縫口封閉，等沉陷穩(wěn)定之后再給予處理，從而有效保障大壩的安全。

2.2 壩體及壩基滲漏處理措施

黏土鋪蓋及斜墻均是滲漏處理的有效措施，其中，黏土鋪蓋為水平滲漏的處理措施，主要是在壩體的上游地面運用黏性土來分層填筑輾壓，鋪蓋長度要滿足防滲漏需要，通常應用在透水層比較淺或者水頭比較小的工程里，鋪蓋長度為4～8 H，H是水頭，如果水頭較大，并且透水層較淺，就可運用8～10 H，其鋪蓋厚度要從上游往下游來加厚，在輾壓施工的時候，前端的厚度為0.5～1 m之間，其末端厚度在1/10～1/6 H之間，如果大壩正在運用，不能夠放空水來鋪蓋設(shè)置，能夠運用水中刨土法來鋪蓋。運用斜墻法來處理滲漏問題時，要先降低水位，并使施工面露出水面，還要對原壩體實施清理，斜墻頂部的厚度要＞2 m，底部厚度應依據(jù)土料的滲透坡降來確定，而斜墻的最小厚度應＞1/8 H，壤土應＞1/5 H。如果壩體局部滲漏很嚴重，并形成了集中滲漏，而其他壩段質(zhì)量還是比較好的，就能夠運用局部填塞的方法來處理。

2.3 灌漿處理措施

如果大壩滲漏比較嚴重，無法運用水中倒土或者斜墻法來處理的話，可運用灌漿法來處理，這種方法是在壩頂鉆孔，由上向下分段灌漿，使壩內(nèi)形成灌漿帷幕，將滲流通道阻斷。依據(jù)灌漿材料不同，能夠分為水泥灌漿、黏土漿和化學灌漿，水泥灌漿主要用在破碎巖基固結(jié)及帷幕灌漿中;黏土漿則運用在非巖性壩基及壩身的截滲堵漏中;化學灌漿則運用在壩基滲漏處理中。一般灌漿方式可分為充填灌漿及劈裂灌漿這兩種方法，充填灌漿主要是運用漿液自重或較小灌漿壓力，把漿液灌入大壩滲漏處，把滲漏裂縫及洞穴給予堵塞，這種方法主要運用在局部滲漏及危害中，像壩體的非滑坡性的裂縫處理，白蟻危害導致漏水處理，壩面塌坑的開挖回填處理之后出現(xiàn)細小裂縫填充，壩下涵洞漏水的處理等。而劈裂灌漿則是沿著壩軸線來布置灌漿孔，運用灌漿壓力使壩體沿著軸線方向來劈裂，并灌注合適的泥漿來堵塞裂縫及漏洞，當漿液析水之后與壩體緊密結(jié)合，從而形成連續(xù)防滲墻，這種處理措施比較適合范圍較大，壩體滲漏病患部位無法確定，如果大壩浸潤線的逸出點較高，而下游坡有較多病害或者大面積散浸，卻沒有滑坡現(xiàn)象，這時也能夠運用劈裂灌漿的方法來處理。

2.4 導滲處理措施

導滲主要是下排措施，把壩基或者壩身滲水能夠排除壩外，使壩體土粒能保持穩(wěn)定，不會被帶走，降低浸潤線，并降低滲壓水頭，加強壩基及壩體滲流穩(wěn)定。大壩原有防滲的排水設(shè)施無法滿足壩基、壩身滲流穩(wěn)定需求時，浸潤線會抬高，壩身出現(xiàn)散浸現(xiàn)象，壩后形成沼澤化，或者出現(xiàn)流土及管涌等滲透的破壞，對壩基造成很大威脅，運用導滲處理措施能夠改善，依照導滲部位能夠分成壩后導滲及壩身導滲兩種，常見的壩身導滲有下列幾種:①I型導滲，適合壩身及岸坡滲漏不嚴重的均質(zhì)土壩，或者是正常條件施工的土石壩;②W型導滲，適合散浸較為嚴重，大面積均質(zhì)土壩或者正常條件下施工的土石壩;③Y型導滲，適合壩坡散浸面積比較廣，并且逸出點高的均質(zhì)土壩或者正常條件施工的土石壩。而導滲砂槽適合散浸嚴重，逸出點高的均質(zhì)土壩，并具有鋪墊式的反濾設(shè)備，含造孔機械，能適當降低水位的大壩。壩后導滲可分為減壓井、排滲溝及壓滲等，排滲溝通常適合壩基是多層地基，無強透水層，表層是弱透水層，并且不是很厚時，就可運用排滲溝處理措施;減壓井則適合表層較厚，其他條件與排滲溝相同的大壩中;壓滲主要是運用透水料當作水平的反濾壓重。

3 結(jié)語

大壩滲漏的原因是較多，所表現(xiàn)出現(xiàn)來的滲漏形式也是多種多樣的，做好防滲漏應視大壩自身實際情況，對滲漏原因給予分析，并采取合理措施進行處理，從而保障大壩的安全正常運行，充分發(fā)揮大壩的社會效益及經(jīng)濟效益。

［1］楊邦柱.水工建筑物［M］.北京:中國水利水電出版社，2009:45.

［2］丁周升.水庫大壩滲漏原因及防治措施［J］.江西建材，2011(03):30－31.

［3］馬丹.水庫大壩滲漏原因及加固處理［J］.水利科技與經(jīng)濟，2010(01):18－19.