淺談芒市水庫(kù)土壩滲漏成因及防滲處理技術(shù)方案

摘 要：水庫(kù)土壩防滲處理技術(shù)措施較多，但要根據(jù)水庫(kù)的具體情況，如何因地制宜地選擇防滲處理方案以達(dá)到除險(xiǎn)加固工程的功能性，可實(shí)施性，經(jīng)濟(jì)性和安全性的要求，是建設(shè)施工中各方必須重視的問(wèn)題。根據(jù)芒市近幾年來(lái)對(duì)病險(xiǎn)水庫(kù)土壩滲漏處理過(guò)程中歸納總結(jié)了土壩滲漏的成因、處理的技術(shù)方案和處理過(guò)程關(guān)注的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：水庫(kù)；土壩；滲漏；灌漿

1 芒市水庫(kù)的現(xiàn)狀

全市現(xiàn)有水庫(kù)24座，其中：中型水庫(kù)1座，小（一）型水庫(kù)8座，?。ǘ┬退畮?kù)15座?？値?kù)容積4945.48萬(wàn)m3，總灌溉面積11.6萬(wàn)多畝農(nóng)田 占全市水田面積的40.5%，在全市農(nóng)業(yè)糧食生產(chǎn)中起著舉足輕重的作用。根據(jù)2010年《潞西市病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃報(bào)告》和《潞西市病險(xiǎn)水庫(kù)土壩安全鑒定報(bào)告書(shū)》。芒市在24座水庫(kù)中有22座病險(xiǎn)水庫(kù)，占總水庫(kù)的91.6%。多數(shù)水庫(kù)分布在山區(qū)和半山區(qū)，是當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展和群眾生活改善等方面發(fā)揮了巨大的作用，是糧食安全生產(chǎn)的重要基礎(chǔ)設(shè)施。

在芒市24座水庫(kù)中除勐板河、芒別和允門(mén)三座水庫(kù)是90年代后修建的，其余全部是上世紀(jì)50年代至於70年代初期，受益群眾投工投勞以計(jì)工分式修建的“三邊”工程。加上當(dāng)時(shí)受勞力、物質(zhì)、技術(shù)匱乏等客觀條件落后，有的水庫(kù)修修停停、停停修修，2至3年才建成。有的一建成即為病險(xiǎn)水庫(kù)，又經(jīng)過(guò)50、60年的運(yùn)行，日趨老化。加之施工質(zhì)量差，維修、養(yǎng)護(hù)管理跟不上，工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低，經(jīng)多年的運(yùn)行水庫(kù)土壩、輸水設(shè)施、泄洪設(shè)施滲漏嚴(yán)重等原因，水庫(kù)病情嚴(yán)重，帶病運(yùn)行多年，成了險(xiǎn)庫(kù)。致使水庫(kù)土壩工程存在諸多問(wèn)題，其中水庫(kù)土壩、壩基滲漏問(wèn)題最為突出。

2 水庫(kù)壩體滲漏成因及類(lèi)型分析

2.1 壩體滲漏成因

縱觀芒市水庫(kù)壩體滲漏產(chǎn)生的原因主要有以下幾方面：①受當(dāng)時(shí)的土料設(shè)計(jì)技術(shù)限制和施工群眾的筑壩意識(shí)底，幾乎沒(méi)有指定的土料場(chǎng)。上壩的土料大部分防滲能力不能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，這些上壩填筑的不合格土料在水庫(kù)蓄水中自然產(chǎn)生滲漏問(wèn)題。②由于當(dāng)時(shí)施工組織落后，壩體填筑采用群眾齊上陣，分社分組大包干的形式填筑壩體。形成各倉(cāng)面施工上升速度不一，填筑的土層厚薄不同致使相鄰兩塊的結(jié)合面出現(xiàn)少壓或漏壓的松動(dòng)土帶，導(dǎo)致壩體滲漏。③不同料場(chǎng)的土同時(shí)上壩，土料混雜，土料干溶度不同，含水量不一，致使下游壩坡出現(xiàn)大面積滲漏或塌陷。④由于施工機(jī)械落后大多數(shù)采取石碾碾壓，土層厚薄不均，石碾碾壓屬無(wú)震動(dòng)碾壓，致使每層填土上部密實(shí)，下部疏松或?qū)娱g結(jié)合部處理不當(dāng)，形成集中水平漏水帶。⑤輸水涵洞大多數(shù)為壩下砼埋管。管身截水環(huán)不足或未設(shè)置，或涵管沉陷，管身出現(xiàn)斷裂，致使壩體出現(xiàn)異常滲漏。⑥后壩趾沒(méi)有設(shè)置排水和反慮設(shè)施或已經(jīng)失效，導(dǎo)致壩體出現(xiàn)異常滲漏。⑦地震造成土壩出現(xiàn)裂縫、滑坡等震損而使土壩滲漏，如芒別水庫(kù)土壩和涵洞。

2.2 壩基滲漏成因

壩基滲漏的成因有以下幾方面：①壩基存在砂礫石透水層或巖層發(fā)育地層沒(méi)有采取帷幕灌漿等防滲措施體系。②多數(shù)壩基未設(shè)置截水槽或截水槽深度不夠。③由于施工機(jī)械的不足，壩基多數(shù)采用人工清基，河床沖洪積層清基不徹底，致使壩體和壩基結(jié)合帶產(chǎn)生滲漏。

2.3 繞壩滲漏成因

繞壩滲漏有以下幾種成因：①岸坡發(fā)育有通向下游的巖溶系數(shù)，形成嚴(yán)重的繞壩滲漏。。②壩體與岸坡接觸帶清基不徹底或壩土碾壓不到位。③壩肩沿巖層面、裂隙或斷層破碎帶繞壩滲漏?？傊⑹兴畮?kù)壩體、壩基、壩肩的滲漏大多表現(xiàn)為土壩下游壩坡散浸水、浸潤(rùn)線(xiàn)抬高和壩基、壩肩漏水兩種滲漏的類(lèi)型。漏水嚴(yán)重的在土壩下游壩坡及壩腳形成沼澤帶。如：那目、蚌相、小石橋等水庫(kù)，有集中漏水點(diǎn)或發(fā)生管涌，流土等現(xiàn)象。如：放羊路等水庫(kù)。

3 正確選擇防滲處理技術(shù)方案

3.1 水平防滲處理技術(shù)方案

本方案又可分為復(fù)合土工膜水平鋪蓋和弱透水粘土水平鋪蓋兩種措施。由于這兩種防滲措施工程量大，并且存在與壩腳、壩肩的接合面和鋪蓋施工的防滲處理比較困難。目前沒(méi)有理想的處理方案。因此，水平防滲處理的技術(shù)方案在芒市還未采用過(guò)，技術(shù)尚未成熟。

3.2 土壩垂直防滲處理技術(shù)方案

垂直防滲處理的技術(shù)措施與水平防滲技術(shù)措施相比，截流效果更為顯著。此種處理技術(shù)方案按施工方法和使用的材料又可分為以下幾種：①混凝土防滲墻；②振動(dòng)沉模防滲板墻；③高壓噴射灌漿、充填和劈裂灌漿、深層攪拌防滲板墻等方法。

根據(jù)芒市水利局近幾年來(lái)對(duì)水庫(kù)壩體除險(xiǎn)加固防滲處理的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合病險(xiǎn)水庫(kù)壩體不同病情的情況，采用相應(yīng)的防滲處理技術(shù)方案，達(dá)到水庫(kù)壩體除險(xiǎn)加固防滲的目的。芒市22痤病險(xiǎn)水庫(kù)，現(xiàn)已有12痤進(jìn)行了水庫(kù)壩體除險(xiǎn)加固處理，采用方案最多的是高壓噴射帷幕灌漿和充填灌漿，這兩種方法配合應(yīng)用。施工技術(shù)，方法簡(jiǎn)單，投資省而處理效果顯著。以下介紹兩種灌漿的方法：

3.2.1 高壓噴射灌漿（高噴）

在芒市水庫(kù)除險(xiǎn)加固處理的水庫(kù)中在大草壩水庫(kù)、黃連塘水庫(kù)、小白龍水庫(kù)和那目水庫(kù)都采用了壩體高壓擺噴，壩基高壓旋噴防滲處理技術(shù)，從處理后的蓄水效果看，效果顯著。該技術(shù)方案，適用于淤泥質(zhì)土、粘土、粉土、砂土、礫石等松散透水地基或填筑壩體。技術(shù)要求和工程質(zhì)量檢驗(yàn)可以參照《水電水利工程高壓噴射灌漿技術(shù)規(guī)范》（DL/T5200-2004P）和《土壩壩體灌漿技術(shù)規(guī)范》（SD266-88）的規(guī)定執(zhí)行即可。

以大草壩水庫(kù)土壩除險(xiǎn)加固為例：

大草壩水庫(kù)土壩除險(xiǎn)加固采用的技術(shù)方案是壩體采用高壓旋噴灌漿和壩基、兩壩肩采用帷幕灌漿相結(jié)合進(jìn)行防滲的技術(shù)方案。水庫(kù)主、副壩共完成217個(gè)高壓旋噴孔，其中109個(gè)同為帷幕灌漿孔，108個(gè)為高壓旋噴引孔，12個(gè)檢查孔，檢查孔同為帷幕灌漿檢查孔。完成高壓旋噴鉆孔1961.22m，高壓旋噴3422.40m。檢查孔12個(gè)，注水試驗(yàn)35段。

施工經(jīng)過(guò)：高壓旋噴試驗(yàn)施工嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)范及設(shè)計(jì)要求，高壓旋噴有一半的孔利用帷幕灌漿孔，一半新鉆孔，孔距1.0m。分兩序孔施工，先施灌Ⅰ序孔，再施灌Ⅱ序孔。采用“三重管法”進(jìn)行噴射灌漿。墻體結(jié)構(gòu)型式為旋噴套接。

根據(jù)高壓旋噴防滲墻試驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行放樣后，復(fù)核孔位無(wú)誤，按設(shè)計(jì)圖紙編號(hào)，首先把鉆機(jī)對(duì)準(zhǔn)孔位，用水平尺校正機(jī)身水平，墊穩(wěn)、墊牢、墊平機(jī)架，并保證天車(chē)、立軸和孔位三點(diǎn)一線(xiàn)，其中心允許誤差不得大于5cm。

總之，①高噴法對(duì)地層適應(yīng)性強(qiáng)，施工進(jìn)度較快。一般柱墻厚0.1～0.4m。②可靠性和耐久性較好，并且不會(huì)造成環(huán)境污染。③不足之處是施工控制比較復(fù)雜，難于控制，當(dāng)孔深時(shí)其質(zhì)量難于控制和檢查。④造價(jià)高。壩基、壩肩采用帷幕灌漿防滲時(shí)，壩體防滲可采用高噴射灌漿是較好的選擇方案。這樣可以實(shí)現(xiàn)上墻下幕二者的結(jié)合，減少壩基、壩肩的灌漿工程投資，并且施工簡(jiǎn)單方便。

3.2.2 充填灌漿方案

如果壩體只是某一區(qū)域土料填筑質(zhì)量問(wèn)題而產(chǎn)生的局部滲漏，可以采用充填灌漿方法。這樣既可節(jié)省投資，又可滿(mǎn)足壩體的防滲性能和整體性的要求。如芒市小型病險(xiǎn)水庫(kù)出險(xiǎn)加固處理的放羊路水庫(kù)、小石橋水庫(kù)、芒乖水庫(kù)、蚌相水庫(kù)、大崗水庫(kù)和芒別水庫(kù)都是采用壩體充填灌漿，壩基、壩肩帷幕灌漿的方法。從處理后的蓄水情況觀察，防滲效果顯著比較理想。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)芒市近幾年來(lái)對(duì)12座小型病險(xiǎn)水庫(kù)出險(xiǎn)加固灌漿處理得出了一條經(jīng)驗(yàn)，就是對(duì)于每一座水庫(kù)的病害應(yīng)根據(jù)病情的具體情況結(jié)合壩體、壩基和兩壩肩的滲漏情況采取正確的防滲處理措施，對(duì)防滲加固方案進(jìn)行多種技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和施工可行性比較，選擇經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)成熟可靠、施工比較簡(jiǎn)單便于控制的防滲技術(shù)方案，同屬應(yīng)對(duì)施工期間的土壩安全進(jìn)行分析防范，確保施工人員和水庫(kù)土壩的安全。施工期要按設(shè)計(jì)要求做好水土流失和環(huán)境保護(hù)措施。

參考文獻(xiàn)

[1]《水電水利工程高壓噴射灌漿技術(shù)規(guī)范》（DL/T5200-2004P）

[2]《土壩壩體灌漿技術(shù)規(guī)范》（SD266-88）

[3]《芒市大草壩水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)》