關(guān)于大漏水段問題的初步探討

宋立生

摘? 要：大漏水段問題具有很現(xiàn)實的工程實踐意義，十有八九的工程都會遇到，處理難度大，效果不理想。文章結(jié)合一定的工程實際，就大漏水段的基本特點、類型、產(chǎn)生的條件、存在的環(huán)境，以及針對其處理的一些體會等進行深入的探討。

關(guān)鍵詞：特點;類型;條件;環(huán)境;探討;大漏水段

中圖分類號：TV698 文獻標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2019）08-0068-03

Abstract： The problem of large leakage section has a very practical engineering significance， nine out of ten projects will be encountered， it is difficult to deal with， and the effect is not ideal. Combined with certain engineering practice， this paper probes into the basic characteristics， types， conditions， existing environment and some experiences of the treatment of the large leakage section.

Keywords： characteristics; types; conditions; environment; discussion; large leakage section

1 概述

水庫不能正常運行，十有八九是因為漏水問題。而大漏水段問題更是普遍存在。在處理方面更是具有很大難度，往往針對一些防滲灌漿處理工程，面對其存在的集中漏水問題束手無策。因為，消耗了大量的人力物力，它就是無動于終，效果不理想或沒有效果。究其原因，就是沒有搞清其產(chǎn)生的根源和存在的狀態(tài)，沒有采取針對性的措施;在針對大漏水段的處理方法上也缺乏總結(jié)研究;更缺乏主動性的工程實踐分析總結(jié)，通常都是被動的應(yīng)對。為此，很有必要就這樣一個很現(xiàn)實的工程實踐意義的大漏水段問題，結(jié)合多年的工程實踐經(jīng)驗進行總結(jié)分析。以期對大漏水段問題有一個整體上的、較全面的疏理，提高理性關(guān)注，強化主動實踐。意在激發(fā)業(yè)內(nèi)人士的積極性和主動性，喚醒更多的人來重視和研究此問題。

2 大漏水段的工程特性概述

大漏水段即大漏水塊段或者是某一大漏水部位，它是依據(jù)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)的范疇來界定的。亦即建筑物某一部位或基礎(chǔ)某一地質(zhì)塊段，其透水性和漏水量都達到或超過了一定的程度，并且嚴重影響了工程的安全和效益的正常發(fā)揮。

一個大漏水段一般為一個獨立的漏水單元。它具有漏水通道大而集中，漏水量大，水力作用強等特點。一般在正常蓄水位情況下，其集中滲漏量≥10.0L/s，每年流失水量在30萬m3以上;透水率大于100.0Lu;滲透系數(shù)大于1.0*10-2cm/s。在透水性方面表現(xiàn)為強透水或極強透水?；仡櫼酝墓こ虒嶋H情況，將部分工程具有代表性的大漏水段列表如表1。

3 大漏水段的類型及其特點

根據(jù)所接觸工程實際及大漏水段的發(fā)育情況，暫將大漏水段歸納為三種類型：一是集中股狀型;二是分散層（片）狀型;三是隧洞型。

3.1 集中股狀型大漏水段

集中股狀型大漏水段是指一方面透水地層內(nèi)漏水通道呈集中股狀;另一方面是漏水逸出狀態(tài)呈集中股狀。有時由于地形地層巖性的影響，出流點水流受阻，致使出流呈分散狀。這種情況是透水層發(fā)育不均勻，在一個漏水塊段（單元）內(nèi)，以一個大的集中股狀漏水通道為主，其余為一些細小的次要通道。主通道延伸長，往往為一條地下暗河。主通道是庫水流失的主要途徑。次要通道一般與主通道連通，并通過主通道發(fā)生作用。主通道與次要通道的關(guān)系就象地表水系的主要河流與支流的關(guān)系一樣。集中股狀型大漏水段多出現(xiàn)在斷層破碎帶及巖溶發(fā)育地區(qū)。

3.2 分散層（片）狀型大漏水段

分散層（片）狀型大漏水段是透水地層呈層狀，發(fā)育較均勻。滲透水流在透水地層內(nèi)分散呈層狀，均勻分布。出流分散呈層（片）狀或條帶狀，有時分散的水流也會匯聚在一起，于逸出點呈集中股狀出流。這種情況，透水地層呈一個層面或一個均勻的漏水塊段，通道無主次之分。地層多具大孔隙架空結(jié)構(gòu);或密集的裂隙將地層切割成散體（粒）

狀。該大漏水段多出現(xiàn)在以下情況：（1）河床砂礫石層。（2）強風(fēng)化的非可溶巖地層，比如強風(fēng)化的玄武巖和砂頁巖地層。（3）斷層破碎帶。（4）新老地層接合帶。（5）施工質(zhì)量差，結(jié)構(gòu)松散，具大孔隙架空結(jié)構(gòu)的均質(zhì)土壩。

3.3 隧洞型大漏水段

輸水隧洞的洞身漏水問題，歸結(jié)為一種類型即隧洞型大漏水段。所有輸水隧洞的漏水問題都有兩個共同點，即一是施工質(zhì)量差;二是漏水通道在洞身部位。襯砌體與圍巖之間存在大空隙，連通性好，整個洞身或某一段為一個透水體。漏水從洞壁上逸出洞內(nèi)，呈許多股狀出流和片狀浸漏。

4 大漏水段產(chǎn)生的條件和存在的環(huán)境

水庫的大漏水段一般存在于庫區(qū)、庫岸山體、壩址區(qū)地層及輸水隧洞洞身。大壩本身不應(yīng)該出現(xiàn)大漏水問題，可現(xiàn)實中見的也比較多。

大漏水段的形成主要受地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造等地質(zhì)條件的制約。另外，水工建筑物，比如大壩、輸水隧洞的漏水又是由施工質(zhì)量決定的。同時，各種地質(zhì)條件所構(gòu)成的地質(zhì)環(huán)境，又顯示了大漏水段的存在與否。歸納起來，大漏水段多在以下幾種環(huán)境條件下存在。

4.1 巖溶發(fā)育地層

巖溶主要指溶洞、漏斗、溶隙、暗河等。而暗河則是把溶洞、漏斗、溶隙串聯(lián)在一起，從而形成一個完整的透水體系或網(wǎng)絡(luò)。暗河作為漏水的主要通道，其在地面通常沿暗河形成串珠狀漏斗（落洞）或串珠狀泉點。這是最明顯的標(biāo)志，并且一定會出現(xiàn)這樣的標(biāo)志。暗河和貫穿壩基和庫岸的大溶隙的存在，是形成大漏水段的必要條件。從地層巖性來看，必須是石灰?guī)r、白云巖地層或是石灰?guī)r、白云巖與砂頁巖混合地層。才會發(fā)育巖溶，也才會形成和出現(xiàn)巖溶發(fā)育地層的大漏水段。這些地層發(fā)育的大漏水段通常是集中股狀型的。

4.2 斷層破碎帶

斷層破碎帶多存在于庫區(qū)地層、庫岸山體和壩址區(qū)地層。往往溝谷、河流都是順斷層破碎帶發(fā)育的，因為斷層破碎帶是地下水、地表水匯集的最好場所，最容易產(chǎn)生風(fēng)化、剝蝕及被水流沖涮。因此，容易形成大的漏水通道。斷層破碎帶有兩種情況，一是透水的;二是阻水的即泥化斷層。二者形成大漏水段的機理和部位不同。

（1）透水?dāng)鄬?/p>

由于斷層破碎帶本身透水性強，水力作用亦強。在水力作用下，破碎的巖層被強烈地浸蝕淘空，逐步形成大的漏水通道。一般在石灰?guī)r地區(qū)容易形成集中股狀型大漏水通道。在地面上反映為串珠狀漏斗或泉點，但有的地方由于風(fēng)化剝蝕強烈，地面表象被掩蓋，所以看不出明顯跡象。比如，偏橋水庫副壩老溢洪道處斷層破碎帶就屬于這種情況。

從理論上講，透水的斷層破碎帶，若是巖層風(fēng)化均勻，水力作用亦均勻。便會形成分散層狀型漏水，即斷層帶為一個均勻的透水體。一般玄武巖和砂頁巖地層發(fā)育的斷層破碎帶多屬于這種情況。

（2）阻水?dāng)鄬?/p>

由于斷層破碎帶泥化現(xiàn)象的存在，其本身形成一個相對不透水體。當(dāng)?shù)叵碌乇硭\行到斷層帶時受阻，使水交替作用加強，而強化了水力對斷層帶附近巖層的浸蝕作用，便順斷層帶邊緣形成大的漏水通道。其通道不是由斷層破碎帶本身產(chǎn)生，而是在其作用下，促使其邊緣地層產(chǎn)生的。大漏水段發(fā)育往往是集中股狀型的。

4.3 地層接觸帶

包括可溶巖與非可溶巖、強風(fēng)化巖層與弱風(fēng)化巖層及新老地層接觸帶。

（1）可溶巖與非可溶巖接觸帶

這時可溶巖為透水地層，非可溶巖為相對不透水地層。地下水在可溶巖層中運行到非可溶巖層時，水流受阻，改變了運行方向，水力作用加強。便在交界處產(chǎn)生大的漏水通道，且通常為集中股狀型。

（2）強風(fēng)化巖層與弱風(fēng)化巖接觸帶

強風(fēng)化巖層往往就是強透水體，弱風(fēng)化巖層則為相對不透水體。水流從強風(fēng)化巖層向下滲漏，到弱風(fēng)化巖層時便大大地受到阻礙，水力作用加強，接合部位便會形成大的漏水通道。這時接合部位的透水性比強風(fēng)化巖層本身的透水性還強的多。通常的表現(xiàn)是：水流沿接合部位呈層狀滲出，形成分散層狀漏水。多發(fā)生在兩壩肩地層，比如，梨樹坪水庫壩址為二迭系峨眉山玄武巖（P2β），左壩肩玄武巖風(fēng)化強烈。在下游河岸的巖層接合部位形成一條狀漏水帶。漏水將接合部位淘空，山體失去平衡，致使左岸山體經(jīng)?；?。又如，迤黑水庫壩址為三迭系下統(tǒng)飛仙關(guān)（T1f）砂頁巖。左岸山體薄，下游切割深，致使上部巖層風(fēng)化強烈。水流從接合部位下滲，下游峭壁上形成一漏水帶，從10多米高處落下形成一道瀑布。

（3）新老地層接觸帶

第四紀地層，如砂礫石地層、殘坡積層與下伏老地層接觸帶;壩體與下伏第四紀地層或老地層接觸帶;及新壩體與老壩體的接觸帶。以上接觸帶都有可能存在大漏水段的問題。

4.4 切割深延伸長，發(fā)育強烈的節(jié)理裂隙帶

類似于斷層破碎帶，只是規(guī)模小而已。通常會形成大的集中股狀漏水通道，但地表還未能形成串珠狀漏斗或泉點等明顯標(biāo)志。這是區(qū)別于斷層破碎帶的地方。比如，偏橋水庫壩址地層為下石炭統(tǒng)巖關(guān)（C1y）組灰?guī)r。一組高角度節(jié)理發(fā)育，產(chǎn)狀160∠80，切割深，延伸長。節(jié)理風(fēng)化后，形成大的漏水通道。右壩肩下游集中漏水點就是由該組節(jié)理發(fā)育的通道產(chǎn)生的。玄武巖地區(qū)，由于其柱狀節(jié)理發(fā)育，類似的情況比較多見。并且已成了玄武巖地區(qū)最難處理的漏水問題。

4.5 隧洞洞身

水工輸水隧洞常常由于襯砌體施工質(zhì)量差及超挖部分回填不密實，或者后續(xù)回填灌漿和固結(jié)灌漿沒實施或不認真。致使沿襯砌體與圍巖之間形成大的漏水通道，庫水沿通道下滲過程中，從襯砌體薄弱地段漏入洞內(nèi)，一般呈集中股狀。涵洞則是往往由于拱涵質(zhì)量差或者是年久老化，造成洞身斷裂的現(xiàn)象較普遍，以致產(chǎn)生嚴重的漏水現(xiàn)象。同時會造成壩坡下陷，嚴重威脅壩體安全。

4.6 砂礫石地層

在河床上建壩，往往會遇倒很厚的第四紀沖積層。其透水性好，滲流速度快，一般不低于100m/d，最高者可達670m/d。砂礫石地層具有大孔隙架空結(jié)構(gòu)，地層結(jié)構(gòu)均勻，透水性亦均勻。通常為分散層狀型滲漏，出流多為層狀，亦有呈集中股狀出流的。比如，土木水庫壩址河槽第四紀砂礫石地層厚達6.0m，壩腳集中股狀出流高達22.5L/s。

4.7 具大孔隙架空結(jié)構(gòu)的壩體

從工程實際情況來看，其主要原因是在玄武巖地區(qū)建土壩，由于壩料缺乏，便大量使用強風(fēng)化料。在筑壩過程中又使大量的礫石或強風(fēng)化巖塊堆積在一起，便形成了大孔隙架空結(jié)構(gòu)。比如，迤黑水庫大壩和土木水庫大壩就具有典型的大孔隙架空結(jié)構(gòu)。有時，在非玄武巖地區(qū)所建土壩亦會出現(xiàn)大孔隙架空結(jié)構(gòu)，但比較少見。比如，青峰水庫大壩就屬于這種情況，它是建在砂頁巖地區(qū)。無論如何，出現(xiàn)大孔隙架空結(jié)構(gòu)的壩體，都是工程質(zhì)量方面存在嚴重問題。其特點是壩體結(jié)構(gòu)松散，強透水。其表現(xiàn)形式是外壩坡大面積浸漏或呈層狀浸漏。

4.8 導(dǎo)流管道未作必要處理

工程施工結(jié)束后，導(dǎo)流管道未作有效的封堵處理，甚至于根本就未作處理。便留下了隱患，導(dǎo)致該部位出現(xiàn)大漏水問題。

綜上所述，大漏水段多在以下環(huán)境存在：即巖溶發(fā)育地層、可溶巖與非可溶巖接觸帶、強風(fēng)化巖層與弱風(fēng)化巖層接觸帶、輸水隧洞、節(jié)理裂隙強烈發(fā)育地層、砂礫石地層、具大孔隙架空結(jié)構(gòu)的壩體和導(dǎo)流管道位置等。反之，水利工程若遇到以上工程或地質(zhì)現(xiàn)象，便要考慮是否有大漏水問題的存在。縱觀大漏水段存在的環(huán)境和條件，主要有兩個方面：一是地質(zhì)方面的問題;二是工程質(zhì)量方面的問題。前者是客觀存在，無法避免;后者是人為形成的，應(yīng)當(dāng)避免。

5 大漏水段問題灌漿處理的一些體會

在大漏水段的灌漿處理過程中，通常會遇到兩方面的問題：一是經(jīng)費上超預(yù)算;二是效果上難于顯效。究其原因，主要是沒能做到具體問題具體分析處理，以不變應(yīng)萬變，面對截然不同的問題，總是采用同樣的方法、手段和措施來處理。自然不會獲得理想的效果。造成這種局面的原因主要有：（1）受相關(guān)規(guī)范的限制，工程人員不敢越雷池半步，因循守舊。（2）工程人員沒有開拓精神，不思進取。（3）缺乏必要的激勵機制和鼓勵措施。（4）相關(guān)人員怕冒風(fēng)險。

通過大量的工程實踐發(fā)現(xiàn)：在處理大漏水段問題棘手時，有關(guān)部門總會要求既要節(jié)約投資又要保證質(zhì)量。所以，會被迫千方百計地想一些辦法來應(yīng)對。并且總結(jié)出了一定的經(jīng)驗，主要是遇到大漏水段必須具體問題具體分析，打破常規(guī)，往往要采取非常規(guī)的辦法才能湊效?？傊?，只要能節(jié)約投資并達到預(yù)期效果，就要大膽地實踐。具體有以下幾方面經(jīng)驗：

（1）在灌漿壓力使用上采用逐級升壓法。傳統(tǒng)的不分孔序，一律采用相同壓力的做法，事實證明具有嚴重缺陷。無論是大漏水問題還是一般的滲漏問題，都有其不妥之處。因此，針對大漏水段的處理，改變了常規(guī)的壓力選擇方法。為了節(jié)約材料、降低成本，前面的孔用小壓力甚至是自流，可以縮小漿液擴散半徑;為了形成連續(xù)的帷幕，同時提高帷幕強度，后面的孔采用更大的壓力。應(yīng)結(jié)合工程實際，隨著孔序的增加而逐級升高灌漿壓力。

（2）在用料和變漿方面采用反常規(guī)的“先粗后細、先濃后稀”的方法。傳統(tǒng)的做法是用稀漿開路，然后逐級變濃。對于大漏水段可沒有這個必要。它適合于先用粗料在通道里形成骨架，再用細料去充填，最后用純漿液去加強。符合大孔隙用大顆粒去充填，小孔隙用小顆粒去充填這樣一個思路。實踐證明，該方法的采用，不僅可以大大降低材料消耗量，而且更有利于盡快獲得預(yù)期的灌漿效果。在偏橋水庫副壩基礎(chǔ)的大漏水處理中，使用該方法，同時結(jié)合逐級升壓的方法，獲得了理想的效果。

（3）對集中大漏水段采用“倒灌”的辦法。對于達到一定規(guī)模的集中大漏水通道，傳統(tǒng)的上堵下排的處理方法，基本難于奏效。若能結(jié)合工程實際，在工程地質(zhì)及工程結(jié)構(gòu)允許的情況下，采用倒灌的辦法，即從漏水出逸點進行逆向灌漿。然后在上游進行適當(dāng)?shù)募訌姽酀{，通常能取得很好的效果。并且，通過實踐證明能節(jié)省大量的人力物力。在小募舍水庫低涵和黃草坪水庫低涵的集中大漏水通道的處理中，采用該方法，獲得了很理想的效果。

（4）對于松散而具有大孔隙架空結(jié)構(gòu)的土壩滲漏處理，采用先充填后劈裂，二者結(jié)合的辦法。通過迤黑水庫壩體和土木水庫壩體滲漏處理的應(yīng)用，證明很有效。而對于河床砂礫石層的滲漏處理則不宜用此方法。

不同的滲漏處理，要有針對性的，采用切合實際、切實可行的辦法，才能獲得預(yù)期的效果。這是在工程實踐中得到的最大收獲。以上方法將在工程實踐中進行更進一步的實踐檢驗、總結(jié)完善。

6 結(jié)束語

之所以要對大漏水段問題進行分析研究，是因為其與一般的漏水問題相比，它具有自身顯著的特點。就要有不同的處理措施和手段。之所以要對大漏水段存在的環(huán)境和產(chǎn)生的條件進行分析，以及對其進行分類，是因為不同的環(huán)境產(chǎn)生不同的大漏水段問題，不同類型的大漏水段問題要用不同的方法來處理。更現(xiàn)實的意義在于，若能事先弄清大漏水段產(chǎn)生的條件及存在的環(huán)境，就能結(jié)合工程實際有針對性的采取前期防范處理措施，免得等工程建成運行后才發(fā)現(xiàn)問題，再來進行處理。來自于實踐，服務(wù)于實踐，相信本文所及在今后的具體工程實踐中，會起到一定的積極作用。

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