土壩涵洞(管)滲漏、斷裂原因及預(yù)防處理措施

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土壩涵洞(管)滲漏、斷裂原因及預(yù)防處理措施

馮建國，吳吉剛

(鄰水縣水務(wù)局，四川 鄰水，638500)

土壩是水庫工程中最重要的建筑物，水庫放水多采用砌石涵洞和混凝土涵管的形式，并預(yù)埋在土壩的底部。由于涵洞(管)是壩體的組成部分，所以涵洞(管)質(zhì)量的好壞，直接影響到土壩的安全。在實踐中，經(jīng)常出現(xiàn)涵洞(管)的滲漏和斷裂，從而影響水庫的正常蓄水灌溉，嚴(yán)重的甚至?xí)饓误w填土的破壞，最終可能導(dǎo)致跨壩失事。因此，有必要就土壩壩內(nèi)涵洞(管)滲漏斷裂原因及預(yù)防處理措施進(jìn)行分析。

1 涵洞(管)滲漏和斷裂的原因

從多年來各地土壩運行實踐中發(fā)生的問題來看，放水涵洞存在的主要問題是漏水，有少數(shù)則發(fā)生斷裂、堵塞。究其原因，主要有以下五個方面。

1.1 設(shè)計考慮不周到

有些涵洞(管)因砌筑厚度不夠或強(qiáng)度不足，不能承受管頂?shù)耐翂毫?，而引起管身的破壞。特別是壩頂下面的涵管段，填土高度大，承受的土壓力最大，有時壩頂還受車輛等活荷載影響。如果在設(shè)計時沒有考慮最大填土高度和活荷載的作用，則容易引起涵管斷裂。有的涵管是有壓水流，但設(shè)計時卻按無壓水流考慮，涵管承受不住內(nèi)水壓力而發(fā)生斷裂漏水；有的涵管沒有設(shè)計截水環(huán)，很容易引起縱向漏水，即庫水沿涵管外部由上游至下游滲漏；有的放水涵管沒有設(shè)計通氣孔，放水時在管內(nèi)形成局部真空，也可能使管壁產(chǎn)生氣蝕破壞；有的涵管由于地形條件的限制，管路布置不是直線，而是隨彎就彎的弧線，放水進(jìn)口不是圓滑過渡，而是直線，一遇泥砂淤積，堵塞涵管，使有效庫容的水不能放出，從而造成水庫不能正常運行。

1.2 施工質(zhì)量差

對于混凝土涵管，主要是澆筑質(zhì)量不好，夯搗不嚴(yán)，形成蜂窩麻面，或者是水灰比不當(dāng)，骨料不純，養(yǎng)護(hù)不善，都可能引起裂縫而漏水。

在施工過程中，由于涵管的填土質(zhì)量不易保證，也是引起縱向漏水的一個主要原因。普通硅酸鹽水泥要待涵管澆筑14天才能填土，而礦碴硅酸鹽水泥則要21天。有的涵管澆筑后不久，砂漿未干或混凝土強(qiáng)度未達(dá)到要求，就鋪土碾壓，從而引起涵管的破裂。即使混凝土已經(jīng)固結(jié)，洞頂填土也必須達(dá)到一定的厚度(0.8m～1.0m)，施工時要薄土細(xì)夯，從而保證施工質(zhì)量。

1.3 基礎(chǔ)處理不好

不少涵管由于鋪設(shè)在未經(jīng)處理的軟土基礎(chǔ)上，由于地基的不均勻沉陷而造成涵管斷裂、漏水。有的涵管由于一部分鋪設(shè)在巖基上，另一部分鋪設(shè)在土基上，則在交接處更容易引起裂縫。有的涵管設(shè)置在壩坡上，也可因土壩體內(nèi)不均勻沉陷而引起涵管的斷裂漏水。

1.4 管理養(yǎng)護(hù)不差

小型水庫的涵管多數(shù)按無壓水流計算，但有的水庫在涵管出口處任意安置閘門，使無壓水流變成有壓水流。致使涵管承受不住壓力而斷裂，有的涵管本來問題不大，但由于平時缺乏檢查維修，年長日久，灰漿脫落，表層剝蝕而引起漏水。

1.5 其它方面的原因

如因地震而引起的涵管斷裂等。

2 涵洞(管)滲漏、斷裂的預(yù)防和處理

根據(jù)上述分析，可以看出，引起涵洞(管)漏水和斷裂的主要原因是：設(shè)計不周和施工質(zhì)量差，地基處理不好，管理養(yǎng)護(hù)不善。因此要防止涵洞(管)漏水或斷裂的關(guān)鍵是“精心設(shè)計，精心施工”。在運行期間，要加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)管理，做到經(jīng)常檢查及時維修。例如要經(jīng)常查看洞頂壩坡上有無塌坑裂縫，不均勻沉降等；涵洞(管)出口處與壩墻之間有無潮濕、滲水現(xiàn)象；要進(jìn)洞察看洞壁有無灰漿脫落，有無裂縫、漏水，并繪制裂縫的大小和走向位置；要仔細(xì)觀察滲水屬清水或渾水，如果是渾水，說明在壩體內(nèi)已形成了滲漏破壞，表示問題嚴(yán)重；如果是漏清水，雖然短期內(nèi)不會危極大壩安全，但也要加強(qiáng)觀測。根據(jù)檢測觀測結(jié)果，分析原因，及時采取處理措施。

一旦涵洞(管)發(fā)生漏水或斷裂，必須認(rèn)真檢查，及時采取行之有效的措施進(jìn)行綜合治理。處理方法，除處理涵洞(管)本身的缺陷外，對土壩仍本著“上截”、“下排”的原則進(jìn)行處理。但“上截”往往要待水庫放空后才能施工。因此，要先在涵洞(管)出口壩坡濕潤部位，用砂土料做好濾水導(dǎo)滲工程，防止?jié)B水將土料帶走，然后再根據(jù)情況，選用以下措施進(jìn)行處理：

(1)灌漿。在水庫無法放空的情況下，一般采用灌漿辦法處理。灌漿能沿涵洞(管)全線進(jìn)行，如果條件不允許，可根據(jù)情況適當(dāng)減少，有的工程可采用在壩軸線上游1/3范圍內(nèi)灌漿；

(2)開挖回填。當(dāng)土壩不高，根據(jù)漏水情況開挖工程量不大，并能在水庫放空條件下施工時，可采用沿涵管軸線開挖回填；

(3)開挖回填與灌漿相結(jié)合。當(dāng)水庫水位不能放空時，可適當(dāng)降低水庫水位，在涵洞(管)出口處部分開挖，開挖長度為涵管的1/5～1/4，未開挖的管段采用灌漿處理；

(4)局部填漏處理。如果混凝土管壁個別部位漏水，可采用局部堵塞的方法。具體做法是，水庫放干以后，將涵管壁的漏水砂眼鑿開，用玻璃纖維或石棉繩堵塞漏水孔眼，表面抹1∶1.5～1∶2的水泥砂漿。最好采用環(huán)氧砂漿抹面，效果更好；

(5)襯砌加固處理。如果涵洞(管)質(zhì)量差，洞壁單薄，漏水嚴(yán)重或發(fā)生斷裂，可以采用襯砌加固措施，一般有內(nèi)襯和套管兩種方法：內(nèi)襯處理，即在涵管內(nèi)壁襯砌一層漿砌塊石或預(yù)制混凝土塊，襯后再進(jìn)行灌漿；套管處理，將預(yù)制的混凝土管，一節(jié)一節(jié)地套在原涵管中，在新舊涵管之間留有一定間隙，再進(jìn)行灌漿處理；

(6)地基加固。由于基礎(chǔ)不均勻沉陷而斷裂的涵管，要先加固地基，然后進(jìn)行管身結(jié)構(gòu)補強(qiáng)、補漏。如果斷裂部位在涵管進(jìn)口處，可直接開挖壩體處理；如果斷裂部位在涵管中間，開挖處理有困難時，可在管內(nèi)鉆孔進(jìn)行基礎(chǔ)灌漿，或在洞內(nèi)開挖基礎(chǔ)進(jìn)行換土加固；

(7)重做新管。如果開挖處理工作量很大，而涵管管徑又過小，無法在內(nèi)部處理時，則可廢棄舊管，另做新管，有條件的可改做隧洞。

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