淺談水庫堤壩的滲漏及防治

曾抗抗

【摘要】：水庫本是為給人們提供更好的生活條件而改造水流，促進(jìn)人與自然和諧相處的工程，若其堤壩出現(xiàn)滲漏，不僅影響自然環(huán)境，更會對人民的生命財產(chǎn)構(gòu)成嚴(yán)重威脅。本文對水庫堤壩滲漏的成因分析，提出了一些治理措施，以供參考。

【關(guān)鍵詞】：水庫堤壩；滲漏形式；防治措施

水利工程堤壩在汛期水位持續(xù)保持較高的情況下，由于堤壩體浸潤線較高，堤壩的背水坡及壩腳附近較易出現(xiàn)土壤潮濕或發(fā)軟的情況，如果有水滲出的話就是通常所說的堤壩滲漏現(xiàn)象了。堤壩滲漏如果不能及時處理的話，可能發(fā)展成為管涌、流土、滑坡等堤壩險情。明確堤壩滲漏成因，加強(qiáng)水庫堤壩滲漏研究，切實提升水庫堤壩的安全水平具有重要的現(xiàn)實意義。

1、水庫堤壩病害的類型

常見的壩體的病害分為滲透破壞和變形破壞兩種。滲透變形極大影響土石壩穩(wěn)定。

1.1水庫堤壩的滲透破壞。壩基下的滲透水流，使巖土體中的某些顆粒移動或顆粒成分、結(jié)構(gòu)發(fā)生改變的現(xiàn)象稱為滲透變形或滲透破壞。水庫堤防滲透通常是指水體向圍護(hù)區(qū)（庫盆、堤防保護(hù)區(qū)）以外滲流而產(chǎn)生水量漏失的現(xiàn)象。

1.2水庫堤壩的變形破壞。變形破壞是由于滲流作用下，抗剪強(qiáng)度降低，某些部位產(chǎn)生不均勻變形、裂縫、下滑、產(chǎn)生變形，分為滑坡、崩岸幾種形式。

2水庫堤壩滲漏的表現(xiàn)形式

水庫堤防滲漏通常是指水體向圍護(hù)區(qū)以外滲流而產(chǎn)生水量漏失的現(xiàn)象。滲漏的主要表現(xiàn)形式有涵閘滲漏、壩體滲漏、壩基滲漏和接觸滲漏等幾種形式。

2.1 涵閘滲漏

水體通過涵閘破損斷裂部位或因周邊止水失效，或因閘身不均勻沉陷導(dǎo)致閘體變形并在其周邊接觸處發(fā)生的水體流失現(xiàn)象。

2.2 壩體滲漏

水體透過壩身滲流而造成水量流失的現(xiàn)象，由于土質(zhì)堤壩是由土料構(gòu)筑的，而土料具有一定程度的透水性，在持續(xù)高水位下，如果填筑的土料選擇不當(dāng)或夯壓不實，滲透到壩體內(nèi)部的水分即會相應(yīng)增加，浸潤線和出逸點(diǎn)也會明顯抬高，如不及時處理，就可能發(fā)生滑坡、漏洞、塌坑等，因而對土質(zhì)堤壩的安全和穩(wěn)定危害很大。

2.3 壩基滲漏

水體沿壩基和壩肩透水巖土帶滲流而發(fā)生漏失水量的現(xiàn)象。由于土石壩對地基強(qiáng)度的要求不高，因此基礎(chǔ)的防滲處理好壞直接關(guān)系到土石壩的運(yùn)行安全。

2.4接觸滲漏

水體沿壩體與山體結(jié)合部或風(fēng)化巖層處向下游地區(qū)滲流的現(xiàn)象，水庫右壩頭與山體結(jié)合部位為強(qiáng)風(fēng)化帶，由于建庫時未做防滲處理而且?guī)r層又傾向下游，從而形成集中滲漏。

3 水庫堤壩滲漏的成因探討

造成水庫堤壩滲漏的原因錯綜復(fù)雜，但概括起來，無非有以下幾種原因：

3.1 設(shè)計上的缺陷

許多早期建設(shè)的小型水利工程，通常是采用“邊勘測、邊設(shè)計、邊施工”的方法倉促上馬，這致使許多工程缺乏規(guī)范的圖紙，且對水庫使用中可能面臨的問題考慮不周，這為水庫堤壩使用中出現(xiàn)滲漏埋下了隱患。

3.2 施工上的缺陷

在水利建設(shè)過程中，如果必要的質(zhì)量控制和監(jiān)測手段缺失或不到位，必然會導(dǎo)致水利工程堤壩在施工中出現(xiàn)質(zhì)量問題。

3.3 地質(zhì)上的缺陷

由于受經(jīng)費(fèi)或是開工期限的制約，部分小型水庫在建設(shè)前沒有進(jìn)行必須要的地質(zhì)勘探，施工時又沒有很好地開挖或無法挖到新鮮基巖；發(fā)現(xiàn)問題后防滲處理措施也不到位，這就導(dǎo)致壩基滲漏的出現(xiàn)。

3.4 運(yùn)行管理上的缺陷

部分小型水庫由于經(jīng)費(fèi)的緊張和人員的短缺，使其長期處于無人管理，或管理不到位的狀態(tài)，使得堤壩養(yǎng)護(hù)不及時，為水庫堤壩出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象提供了可乘之機(jī)。

3.5 生物災(zāi)害導(dǎo)致堤壩滲漏

在水庫堤壩管理中對蟻害、獸害的管理尤為重要，這是導(dǎo)致堤壩滲漏的重要原因之一。土棲白蟻具有廣布性、隱蔽性、漸進(jìn)性和再生性，從其入侵、滋生、繁衍、擴(kuò)展并產(chǎn)生危害一般需8-9年，不及時加以殺滅、挖除或采取灌漿充填和毒土處理，可能在持續(xù)高水位時發(fā)生滲漏。

4 水庫堤壩滲漏防治的具體措施

水庫堤壩除險加固就要控制壩基及地基的滲流，其主要任務(wù)可歸結(jié)為三點(diǎn)：一是盡量減少滲漏量；二是提早釋放滲透壓力，保證地基與水工建筑物有足夠的靜力穩(wěn)定性；三是防止?jié)B透破壞，保證滲透穩(wěn)定性。在工作實踐中應(yīng)采取以下具體措施：

4.1 背水側(cè)壓滲蓋重

當(dāng)背水側(cè)地型條件允許時，采用封閉式垂直防滲幕墻，其造價高時，采用背水側(cè)壓滲蓋重，可以避免在壓蓋范圍內(nèi)出現(xiàn)管涌。壓蓋在實際應(yīng)用上比較廣，施工簡單，堤防穩(wěn)固性好，工程投資少。壓滲蓋重的形式很多，可以由不透水的變換到完全自由排水的，實踐中應(yīng)根據(jù)各自情況，采取不同型式，以達(dá)到滲水不滲土的目的。

4.2 垂直防滲處理地基

垂直防滲特別適用于地基透水層較薄、隔水層較淺的情況，此時可以做成封閉式防滲幕墻，堤基的滲流量和揚(yáng)壓力可以得到有效控制，從而可以達(dá)到根治堤基滲透的目的。封閉式防滲墻，由于墻體截斷了滲流途徑，除險效果非常明顯，應(yīng)布置在臨水堤腳或堤頂靠臨水側(cè)。垂直防滲幕墻可以采用射水法、鋸槽法、輪銑法、高噴灌漿等成墻技術(shù)進(jìn)行施工。

4.3 減壓井

壓井系統(tǒng)應(yīng)盡量布置在背水堤腳附近，以便有效控制堤基滲流。但從堤防搶險的安全性考慮，減壓井一般是布置在背水側(cè)壓滲蓋重端部，并與明溝相通，滲水通過明溝排走。減壓井的間距一般為15～20m。減壓井的透水管段應(yīng)設(shè)在主要的透水層，在堤基為分層結(jié)構(gòu)時更是如此。透水段的長度應(yīng)大于主要透水層厚度的25%，一般多采用50～75%。井口高程越低，減壓效果越好，但井口高程應(yīng)高于井不排水時排水溝中可能出現(xiàn)的最高水位，以防泥水倒灌。

4.4 劈裂灌漿

劈裂式帷幕灌漿法對于加固堤身，防止堤身滲漏有較好效果，比較適合施工土質(zhì)差，碾壓不密實的堤防防滲加固。劈裂灌漿是運(yùn)用壩體應(yīng)力分布規(guī)律，用一定的灌漿壓力，將壩體沿壩軸線方向劈裂，同時灌注合適的泥漿，形成鉛直連續(xù)的防滲泥墻，并堵塞漏洞裂縫或切斷軟弱層，以提高壩體的防滲能力，同時通過漿、壩互壓和濕陷，使壩體內(nèi)部應(yīng)力重新分布，提高壩體的穩(wěn)定性。

總之，滲漏是水庫堤壩面臨的主要問題之一，明確堤壩滲漏的成因，采取切實可行的措施加強(qiáng)堤壩的防滲處理，提高堤壩的安全性，這是堤壩工程發(fā)揮最佳經(jīng)濟(jì)效益的必要措施。

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