保靖縣分析喀斯特巖溶地區(qū)水庫防滲處理

張波

【摘要】上世紀(jì)70年代烏江渡水電站的建設(shè)標(biāo)志著我國開始在巖溶地區(qū)修建大型水電站取得了較好的開端。與普通地區(qū)相比較而言，在巖溶地區(qū)修建水利水電工程項目存在很大的難度。巖溶地區(qū)修建水庫主要問題在于巖溶通道滲漏問題。經(jīng)過多年的發(fā)展，我國在巖溶地區(qū)修建水利工程項目積攢了大量的實(shí)踐經(jīng)驗。通常情況下巖溶地區(qū)河谷的斷面比較狹窄，巖石的硬度處于中等水平，就這方面來說比較有利于修建水利水電工程。但是巖溶地區(qū)也存在一定的問題，最顯著的問題就是巖溶滲漏現(xiàn)象。

【關(guān)鍵詞】喀斯特地貌;巖溶滲漏;水庫防滲

隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)加快和人口增長迅速，對于用水的需求也逐漸加大，要解決這一難題，方法就是多修水庫。隨著水庫修建越來越多，具有良好的筑壩條件選址地越來越少，迫使我們將很多水庫修建在了巖溶地區(qū)。巖溶地區(qū)巖石多孔多洞，地下水系發(fā)達(dá)且發(fā)育方向無法計算。這種巖溶性質(zhì)導(dǎo)致水庫壩基難以貼合緊實(shí)，壩端兩側(cè)山體不穩(wěn)，加大施工技術(shù)難度。另外雨水繼續(xù)侵蝕水庫周圍山體和壩體，侵蝕出來的缺口或者縫隙同外界或地下水系連通會導(dǎo)致滲漏。因此，加強(qiáng)喀斯特巖溶地區(qū)水庫防滲研究具有重要意義。

1、喀斯特巖溶地區(qū)水庫滲漏

1.1滲漏形式分類滲漏形式

按照不同標(biāo)準(zhǔn)有多重分類形式：

按滲漏道標(biāo)準(zhǔn)：①縫隙滲漏;②管道滲漏。

按滲漏時間分類：①永久性滲漏;②暫時性滲漏。

按滲漏區(qū)域分類：①庫區(qū)滲漏;②壩區(qū)滲漏。

由于庫區(qū)滲漏和永久性滲漏屬于大工程問題，不在維護(hù)范圍以內(nèi)，因此本文只著重討論壩區(qū)滲漏和暫時性滲漏。

1.2壩區(qū)滲漏主要原因

（1）筑壩土料透水性強(qiáng)，夯壓不緊實(shí)，回填土料中雜質(zhì)含沙量大導(dǎo)致滲水。

（2）壩體本身較單薄，滲流路徑較短，給滲漏提供了有利條件。

（3）涵管周圍與土方結(jié)合不緊密，涵管未做截水環(huán)處理，沿管壁縱向滲漏。

（4）千里之堤滲漏于蟻穴或者老鼠洞。

（5）筑壩前壩基清理不徹底，壩基巖溶孔洞未作基本處理。

（6）壩端兩岸巖石透水性大或巖溶孔隙多。

（7）壩端接頭不緊密、施工質(zhì)量差造成沿壩端滲漏。

2、巖溶地區(qū)水庫滲漏處理方式

2.1巖溶區(qū)滲漏處理方法

通常將巖溶區(qū)滲漏處理方法總結(jié)了8個字，即“避、堵、圍、鋪、截、導(dǎo)、觀”。

首先要盡量避開正在發(fā)育的巖溶區(qū)域，避免壩基和壩端這兩個重中之重被發(fā)育的巖溶侵蝕。若無法避開，則需要找到促使巖溶發(fā)育的雨水來源，堵住正在發(fā)育的孔洞并堵住其雨水來源，阻止其繼續(xù)發(fā)育。對于無法阻止其發(fā)育又會對水庫造成影響的溶洞，需要修建圍欄或者豎井將其包圍，把溶洞的影響降低到最小。對于壩體或岸體滲水的情況，多采取“鋪”和“灌”的方式處理，在滲水嚴(yán)重的片區(qū)，采用灌漿的方式形成阻水帷幕以降低滲水效率。對于以大口徑通道和裂隙為滲漏通道的集中滲水來說，主要采取“截”的方式，截斷滲水通道，阻止漏水?！坝^”即觀察、巡查，在水庫的日常維護(hù)中，水庫管理人員要時刻緊繃精神防微杜漸，著重巡查易漏水和滲水的點(diǎn)，將滲漏扼殺在搖籃中。“導(dǎo)”即導(dǎo)水導(dǎo)氣，適時導(dǎo)出涵道管中的空氣和積水。

2.2壩基泉水處理

對于壩體基礎(chǔ)不牢的水庫來說，易產(chǎn)生壩基泉水。根據(jù)巖土透水性差異，壩基滲漏可分為三種基本類型。

（1）孔隙型滲漏。即通過砂礫石子等雜質(zhì)的邊緣形成孔隙，多孔隙串聯(lián)形成滲漏路徑。一般該類型滲漏流量均勻，滲漏量取決于雜質(zhì)含量多少和土壤滲透系數(shù)。

（2）裂隙型滲漏。壩基底部巖石中含有裂隙，當(dāng)裂隙串聯(lián)形成滲漏路徑，裂隙滲漏便即產(chǎn)生。裂隙較多且互相切割較為雜亂時，該類型滲漏流量均勻，而裂隙發(fā)育程度不同或走向不規(guī)則時，呈現(xiàn)脈狀流。

（3）管道式滲漏。通過石灰?guī)r等可溶巖中的大口徑孔洞產(chǎn)生的滲漏，滲漏量通常較上述二者為大。但由于其孔壁為巖石，雨水侵蝕被水庫存水阻絕，滲漏量穩(wěn)定，一般不會擴(kuò)大。特殊情況可能形成管涌，形成重大安全隱患。

上述三類滲漏可同時存在與不同的部位，也會單獨(dú)出現(xiàn)，地質(zhì)條件、巖土分布情況以及壩基筑造工藝等都對其有影響。為了減少壩基涌泉滲漏量，可以采用多種措施。現(xiàn)下的基礎(chǔ)處理措施有上游水平鋪蓋（粘土或土工膜）、帷幕灌漿、堵塞溶洞、垂直混凝土防滲墻等。為了減少滲透壓力和滲流梯度，一般采用修筑排水孔、排水渠、減壓井等工程措施。根據(jù)每個水庫地質(zhì)水文條件和滲漏情況差異，有機(jī)選擇上述防止?jié)B漏方法，多種方式結(jié)合，可以取得良好的防滲效果。

2.3對壩基溶洞、豎井和溶蝕裂隙的處理

（1）對溶洞與豎井的處理

將豎井的覆蓋層徹底清除直達(dá)基巖，洞內(nèi)用毛塊石混合漿液塞滿填緊，根據(jù)井口直徑不同，選擇使用混凝土或者鋼筋混凝土預(yù)制板等材料封口。封口材料要有一定強(qiáng)度，用來承擔(dān)壩基壓力，防止沉陷。對于傾斜程度一般的溶洞，也可采用相同辦法處理。洞的喉部用毛塊石填緊，在洞口做反濾層，用黏土填筑防滲。另外，如遇到溶洞與外界聯(lián)系緊密，洞口較大，水流通過性較好。也可設(shè)置倒濾棱體，防止水流帶走泥沙，形成后壩坡滑坡。

（2）對小溶洞和溶蝕裂隙的處理

一般使用“截”和“鋪”的方式處理。“截”的兩種形式是：①當(dāng)?shù)叵滤畬优c壩基相隔較近時，挖開隔水層，開辟截流槽，截流槽底部要埋入地下0.5～1m;②當(dāng)壩基同地下水層相距較遠(yuǎn)，隔水層較厚時，采用灌漿法形成防止?jié)B透的屏障。要注意的是，這兩種方法不是非此即彼，常常結(jié)合使用。上游隔水層較厚采用灌漿屏障的方式，下游隔水層逐漸變薄，就采用開挖截流槽的方式。

2.4繞壩滲漏處理

繞壩滲漏值得是通過壩端空隙、小溶洞、構(gòu)造破碎地帶產(chǎn)生，多采用堵、鋪、導(dǎo)、截等方式。處理這種滲漏，建設(shè)壩體時的預(yù)防工作做好十分重要，因為由于壩體的覆蓋，難以處理深埋在壩端的孔隙。首先將岸邊大大小小的溶洞和空隙部分清挖，對于坡度較大的山地，將所有孔隙中的雜質(zhì)清除，大孔隙用水泥砂漿砌毛塊石填塞住，小孔隙用水泥砂漿勾縫，最后覆蓋混凝土層。在平緩地段，將大小孔隙以上述方式填塞住后，再用混凝土和土體鋪筑，做成斜墻式的鋪蓋，方便壩體建設(shè)。