水庫大壩滲漏原因及防治措施

[摘 要] 水庫大壩滲漏是水利工程較為常見的問題，類型眾多，狀態(tài)多樣，成因復雜，后果嚴重，必須高度重視，切實加強防治。本文分析了大壩滲漏原因，介紹了相應(yīng)的防治措施。

[關(guān)鍵詞] 水庫大壩 滲漏 原因 對策

Abstract： Reservoir dam seepage is a common problem in water conservancy projects，which is characterized by numerous types，status diversity，complex causes and serious consequences. It should be paid high attention and prevented. In the paper， the dam seepage reasons are analyzed， and corresponding prevention measures are introduced.

Key words： reservoir dam； seepage； reasons； countermeasures

[中圖分類號] TV697.32 [文獻標識碼] A [文章編號] 1003-1650 （2016）04-0288-02

小型水庫是以農(nóng)田灌溉為主，兼顧城鎮(zhèn)供水、養(yǎng)殖為一體的綜合性效益的水利工程。壩體作為水庫運行和防洪抗汛的主要水工建筑，長時間運行使用后，必然會存在防滲體風化、壩身滲漏的現(xiàn)象，不但直接降低了蓄水功能和效益，也給工程帶來隱患，對水庫壩身的整體性產(chǎn)生影響[1]。因此，本文分析、研究了水庫壩體滲漏的狀況和原因，提出準確的防治措施，有效杜絕水壩滲漏，對提高水庫建設(shè)質(zhì)量，更好地為農(nóng)業(yè)服務(wù)，意義重大[2]。

1 大壩滲漏的常見類型和狀況

大壩滲漏的表現(xiàn)相當多，而且狀態(tài)復雜，它的主要危害有：如其滲漏量較大，將使水庫效益顯著降低，使某些巖土或斷裂帶充填物產(chǎn)生滲透變形，治理難度也較大，是水電建設(shè)和使用中的突出問題。

1.1 大壩滲漏的常見類型

從土石料透水性質(zhì)和滲透破壞發(fā)生的機理看，大壩在水流滲透和外力的作用下，會使壩體的土石料受到?jīng)_擊，土石料的顆粒或顆粒成分、顆粒結(jié)構(gòu)等，發(fā)生相對移動，此現(xiàn)象稱之為大壩滲漏，也稱滲透破壞。滲透水流作用下的壩體土石料抗剪切強度降低，壩基發(fā)生不均勻沉降、局部沉降和沖剪破壞，即為形變破壞。破壞形式根據(jù)形成原因分為孔隙性滲漏、裂隙性滲漏、管道式滲漏等幾種形式[3]。

1.1.1孔隙性滲漏：水流透過土石料孔隙間隙產(chǎn)生的滲漏，一般是孔隙均勻流態(tài)，滲流量的大小主要取決于土石料的顆粒級配及其滲透系數(shù)。例如黃土、各種粒徑的砂層及礫石等。

1.1.2裂隙性滲漏：水流透過土石料中節(jié)理、裂隙產(chǎn)生的滲漏。當節(jié)理、裂隙錯綜復雜時，裂隙性滲流近似均勻流態(tài)；當節(jié)理、裂隙發(fā)育不規(guī)則時，裂隙性滲流呈非均勻流態(tài)。裂隙性滲漏量的大小取決于節(jié)理、裂隙的發(fā)育程度[4]。

1.1.3管道式滲漏：水流透過可溶巖中的溶洞產(chǎn)生的滲漏，管道式滲漏流量的大小取決于地下溶洞的規(guī)模。例如喀斯特地貌區(qū)的水庫，水流透過各種規(guī)模的溶洞發(fā)生滲漏。

這三種類型的滲漏在壩基中可以在不同部位同時出現(xiàn)，也可以獨立出現(xiàn)[5]。

1.2 大壩滲漏及其后果

水庫蓄水運行以后，開始持續(xù)受到滲流、破壞、沖刷、凍融等作用，還有可能受到非正常頻率洪水和地震的破壞作用，建筑結(jié)構(gòu)逐漸老化，壩體承受水壓力、風浪壓力等巨大荷載作用的能力不斷下降，因而必須及時通過安全鑒定評價分析，準確掌握壩身應(yīng)力變化規(guī)律，找出危及大壩安全的主要原因，并加固補救，以保證大壩的安全運行。如果水庫壩身的安全隱患得不到及時鑒定和安全加固，則會影響水電站發(fā)揮其設(shè)計功能的，并且可能會造成潰壩危險，給人民的生命財產(chǎn)帶來極大的災難，威脅國民經(jīng)濟建設(shè)，以及生態(tài)環(huán)境和社會穩(wěn)定[6]。

2 大壩滲漏形成原因

根據(jù)大壩滲漏發(fā)生的部位不同，分為壩體滲漏、壩基滲漏、繞壩滲漏三種情況，各種滲漏的原因分析如下。

2.1 壩體滲漏主要原因

大壩在加高培厚過程中，壩體通過很多次規(guī)模的擴建，新、舊壩體連接的位置處置不好，筑壩土石料質(zhì)量差，土石料水性大、回填土中塊石及雜物過多，引發(fā)壩體滲漏隱患。如果大壩提高蓄水水位，壩體的防滲體將承擔更大的水壓力，進而導致防滲墻失去其用途，存在潰壩的危險[7]。

2.2 壩基滲漏主要原因

壩基滲漏通常是由于土石壩的地基強度不高所造成，因此基礎(chǔ)與壩身防滲體的銜接程度，關(guān)系到大壩的運行安全。例如有些水庫地基基礎(chǔ)覆蓋層很厚，或其地基為透水巖石帶，如：未膠結(jié)或膠結(jié)不好的砂礫石層，巖漿巖，玄武巖、還有巖溶透水帶等。由于水庫建設(shè)過程中對地質(zhì)情況未予探明，或探明后未按施工規(guī)范進行加固處理，在水庫后期運行多年后，安全隱患慢慢顯現(xiàn)，造成壩基滲漏嚴重[8]。

2.3 繞壩滲漏主要原因

繞壩滲漏又稱壩肩滲漏，是指水庫蓄水后，由于上下游水頭差，使庫水沿壩兩岸巖石的孔隙、裂隙、溶洞、斷層等向壩下游的滲漏。產(chǎn)生的主要原因是：由于壩端岸坡地質(zhì)條件差，如土石壩兩側(cè)岸坡下有透水的砂礫層；開挖或者風浪侵蝕岸坡后，破壞了上游岸坡的鋪蓋防滲體；壩端與岸坡銜接處的防滲體處理措施不當，如防滲體暴露，反而加劇了繞壩滲漏；有時施工未根據(jù)設(shè)計要求進行，造成質(zhì)量缺陷，形成滲漏通道[9]。

3 大壩滲漏的防治措施

3.1 灌漿帷幕

通過鉆孔向地下灌注可凝結(jié)的漿液，堵塞巖體裂隙（滲漏通道），形成可以阻水的防滲帷幕。灌漿分為帷幕灌漿、固結(jié)灌漿、接觸灌漿，用于防止裂隙性巖溶滲漏具有顯著的效果。對規(guī)模不大的巖石裂隙滲漏也有較好的效果。一般在壩肩位置設(shè)有接觸灌漿，以防止繞壩滲漏。接觸灌漿布置在壩前，以及壩后的壩基處，提高地基承載力。壩基灌漿要貫穿深層巖石基礎(chǔ)，這是防止壩基滲漏比較徹底的辦法。灌漿的灌漿壓力、鉆孔孔距、鉆孔排距、鉆孔排數(shù)等，根據(jù)壅水高度、建筑物特點、巖溶發(fā)育特點和灌漿試驗結(jié)果確定[10]。

3.2 防滲墻

當壩基下透水層厚度不大時，常用防滲墻防滲，這是一種比較簡單、可靠的防滲措施。防滲墻根據(jù)材質(zhì)分為粘土墻、混凝土墻和大口徑鉆孔成墻等形式。粘土防滲墻多用于土壩壩基，將透水層截斷與壩身心墻或斜墻相連接，要求防滲墻厚度滿足設(shè)計要求，具備反濾措施，以保護防滲墻不致產(chǎn)生管涌和流土?；炷练罎B墻多用于巖石壩基的透水帶，如溶蝕帶、岸坡風化帶等[11]。

3.3 鋪蓋

在大壩壩基的上游，以鋼筋混凝土板做成鋪蓋，覆蓋壩底漏水區(qū)，以防止?jié)B漏。鋪蓋防滲主要適用于壩底的孔隙性、裂隙性滲漏。水庫庫底大面積滲漏，常用粘土介質(zhì)鋪蓋；對于水庫岸坡地段的局部滲漏，常用鋼筋混凝土鋪蓋。為防止壩基、壩端滲漏而設(shè)置的防滲鋪蓋，最好使壩體與上游的防滲覆蓋相銜接，將繞過鋪蓋的比降和流量控制在允許范圍以內(nèi)。

3.4 隔離與導排

隔離就是在水庫岸基巖石上修筑隔水圍堰。對于滲漏范圍不大的集中區(qū)，修筑圍堰可以減少水量滲漏。導排則是將建筑物基礎(chǔ)下及其周圍壓力水區(qū)域通過反濾設(shè)施，如減壓井、導管及排水溝（廊道）等將壓力水引導至建筑物范圍以外，以降低水壓力。減壓井或其他排水設(shè)施一般在壩后的防滲帷幕和后面的兩岸山坡[12]。

3.5 堵洞

查找集中漏水的洞口，用填充材料堵塞，是防止巖石裂隙滲漏的有效方法。對裸露在外的基巖中的漏水洞，只要清除其風化松軟的腐質(zhì)，然后用混凝土、水泥漿液封堵，即可獲得良好效果。對于深層巖溶河段，由于基巖中滲流通道埋藏于覆蓋層之下，要消除覆蓋層，應(yīng)找到基巖中滲流通道的入口，加以封堵。如果覆蓋層太厚，徹底開挖清除掉有一定困難，也應(yīng)盡可能深挖清除。清除其中的腐質(zhì)物質(zhì)，然后加以封堵。[13]

4 結(jié)語

水庫大壩如何治理滲漏問題，一直是水利水電工作者長期關(guān)注的重要的工作，任務(wù)艱巨，難度大。必須仔細分析滲漏原因，高度重視，采取相對應(yīng)的防治措施，有效解決大壩滲漏問題，以使水庫發(fā)揮最大的社會、經(jīng)濟效益。

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作者簡介：劉文林，男，（1966-），吉林省鎮(zhèn)賚縣人，本科學歷，從事水利、漁業(yè)管理和研究。