淺談土石壩的防滲措施

杜夢潔

摘 要：我國河流眾多，徑流豐沛、落差巨大，蘊藏著非常豐富的水能資源。同時，我國對水資源的利用和治理也十分重視。我國大壩的建設(shè)處于世界領(lǐng)先的地位，但對于大壩的安全問題仍然需要更加關(guān)注。水庫大壩的安全一直是關(guān)系到國計民生的大事，土石壩的作用是擋水，但大壩的擋水和滲流是同時存在的。從大量的工程中可以得知：大多數(shù)土壩的破壞是由滲流引起的，滲流已成為安全問題的直接隱患，給人民安全及其財產(chǎn)帶來了巨大的損失，因此，找出合理的預(yù)防解決措施是十分必要的。

關(guān)鍵詞：土石壩；滲流；防滲

一：我國土石壩建設(shè)現(xiàn)狀

土石壩泛指由當?shù)赝亮?、石料或混合料，?jīng)過拋填、輾壓等方法堆筑成的擋水壩，具有取材方便、投資較少、易于施工的特點。土石壩是歷史最為悠久的一種傳統(tǒng)壩型，也是世界大壩建設(shè)中應(yīng)用最為廣泛和發(fā)展最快的一種壩型。據(jù)統(tǒng)計，我國的土石壩數(shù)量大概占到大壩總數(shù)量的90%以上【1】，且多數(shù)是在早20世紀50-60年代修建的。這些工程都是在邊勘測、邊設(shè)計、邊施工的工作條件下進行修建的，有些工程質(zhì)量很差，留下了很多安全隱患。據(jù)不完全統(tǒng)計資料，我國大壩由于滲流而引起的破壞事故率約占31.7%【2】，由于缺少水文、地質(zhì)等資料，土石壩漫壩沖垮者最多，其次就是大壩滲漏導(dǎo)致潰壩，占29.1%，這說明由于滲透而造成的潰壩問題是相當嚴重的。

二：土石壩破壞機理分析

在進行土石壩的修建過程中，采用散粒狀的砂礫進行填筑，其顆粒間存在空隙，具有透水性能，因而是滲流的主要途徑。當滲流量較大時，滲流會帶走土壤的雜質(zhì)顆粒，對土石壩造成破壞。滲流根據(jù)位置不同，對大壩的破壞機理也有所不同。土石壩的滲流主要有以下幾個方面：

1.壩體滲漏

水庫在蓄水后，土石壩由于上下游水位差產(chǎn)生水頭壓力，水流透過壩體從上游壩面深入，經(jīng)過壩體在下游壩坡面上已出單的這種現(xiàn)象為壩體滲漏。壩體的滲漏與壩體的各種土料的滲透系數(shù)有關(guān)，壩體的滲水會使壩體滑坡的可能性增大壩坡土體的抗剪強度減小，發(fā)生局部滲透破壞、流土、管涌或者滑崩的可能性增大。而且土石壩在施工過程中，層與層之間的結(jié)合面容易出現(xiàn)分層而導(dǎo)致壩體形成滲漏問題，其主要原因是由于采取分層分期碾壓填筑時，未能及時的處理由于填筑面承受施工車輛及碾壓機的碾壓或者施工人員的活動而導(dǎo)致填筑表面形成硬殼光面，一般在未做好刨毛處理即鋪新土，最終導(dǎo)致層面之間接觸不良等原因造成的。

2.壩基滲漏

土石壩的壩基滲漏的主要表現(xiàn)為外坡壩后地面及壩基出現(xiàn)沙沸、浮動、膨脹、斷裂等，其破壞主要有兩方面的原因：

（1）壩基地址處存在地質(zhì)問題，即存在裂縫和破碎帶或者軟弱夾層或者存在喀斯特地形，并且對這些問題沒有進行很好的處理，對壩體的穩(wěn)定性構(gòu)成一定的威脅。

（2）在進行壩基的施工時，對涂料的碾壓程度以及鋪蓋壩基時的鋪料含水量較高，則壩基的堅固性就會降低，因而在水庫蓄水后，壩基會因為承重較高而出現(xiàn)裂縫。且壩基鋪蓋下的反濾層也會影響水庫的正常蓄水運行，在高壓力的作用下會被頂穿。

三：土石壩防滲措施

土石壩的破壞多以發(fā)生滲漏破壞為主，常采用的措施一般可分為水平防滲和垂直防滲兩大類。其實質(zhì)是延長滲徑，降低壩體浸潤線，以使?jié)B透坡降小于臨界坡降，維持土石壩的穩(wěn)定。

1.水平防滲：

水平防滲的方法簡便易行，一般應(yīng)用當?shù)夭牧?，易于取材，造價便宜，施工工藝及機械設(shè)備均較簡單，與土石壩連接較容易。主要用于中小土石壩的壩基防滲，一般是將粘性土在壩基上游河床分層碾壓形成防滲鋪蓋用以延長滲徑，從而減小壩基的滲漏損失和滲流坡降，保證壩基的穩(wěn)定。在填筑前對基礎(chǔ)進行清理，鋪蓋上需要設(shè)置保護層，同時要在砂礫石地基上設(shè)置過濾層。

2.垂直防滲：

土石壩垂直防滲方法大致有：帷幕灌漿、高壓噴射灌漿、土工合成材料、混凝土防滲墻、土質(zhì)防滲體。帷幕灌漿常用于巖石壩基的防滲中，要提前對周邊的地質(zhì)條件進行勘察以確定孔距深度和排距深度；高壓噴射灌漿利用噴射裝置噴射具有高壓的水柱沖擊破壞被灌地層然后經(jīng)由管道灌入漿液灌入與地基緊密結(jié)合，構(gòu)成連續(xù)的防滲體結(jié)構(gòu)；土工合成材料主要用于壩體或者岸坡的防滲；混凝土防滲墻適用于壩基較厚的情況，在壩體及壩基上挖深度適中的槽、孔，并向其中澆筑漿液，采用混凝土將二者聯(lián)合形成一體的混凝土墻從而達到防滲的效果；土質(zhì)防滲體是土石壩防滲中使用最普遍的防滲結(jié)構(gòu)，多采用黏土進行填筑使壩體的滲透量降低，穩(wěn)定滲流。

四：結(jié)語

土石壩的滲流由許多原因造成的，它取決于工程的地質(zhì)情況、水文情況、大壩的施工以及運行情況以及一些不確定的因素，所以應(yīng)該定時地對大壩進行認真的檢測，及時發(fā)現(xiàn)大壩的缺陷以盡早進行維修以確保大壩的安全和正常運行將損失降到最低。

參考文獻：

[1]孫緒成. 青峰嶺水庫土石壩除險加固技術(shù)應(yīng)用研究[D].中國農(nóng)業(yè)大學(xué)，2005.

[2]汝乃華、牛運光. 大壩事故與安全：土石壩[M].北京：中國水利水電出版社，2001.