水庫土壩滲漏的狀況、原因與處理措施分析

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隨著我國社會的發(fā)展步伐加快，水利工程行業(yè)獲得進一步發(fā)展，水庫是水利設施的組成部分，承擔著防洪、發(fā)電、城市供水與旅游等任務，是促進所在地經(jīng)濟發(fā)展的一項重要舉措。水庫修筑一般是就地取材，大壩采用粘土填筑，構(gòu)筑物則是采用水泥混凝土澆筑，由于受地質(zhì)條件限制和施工不當?shù)仍蛴绊?，水庫壩體或多或少會發(fā)生滲漏現(xiàn)象，尤其是使用過程中突然增加的滲漏點，如不及時進行分析、處理，有可能造成壩體垮坍，嚴重影響水庫的使用安全和壽命，對整個水利設施安全造成很大威脅，同時，對投資者也會造成很大經(jīng)濟損失。土壩心墻是一個基礎防滲方法，其優(yōu)勢是結(jié)構(gòu)可靠、效果好、施工簡單等，能夠降低壩體滲漏量，現(xiàn)在廣泛應用在水庫土壩防滲處理中。

1 某市水庫土壩現(xiàn)狀

某市現(xiàn)在有水庫24座，其中中型1座，小型23座。該市的24座水庫中22座是病險水庫，占總水庫比例是91.6%。大部分水庫修建在山區(qū)與半山區(qū)，對所在地經(jīng)濟發(fā)展與人們生活改善等發(fā)揮了重要作用，是糧食生產(chǎn)不可缺少的基礎設施。在24座水庫中有3座是90年代后建成的，其余都是上世紀50年代到70年代修建，當時修建均是全民投工投勞而建，機械化程度較少，由于各種原因，有的水庫建成就是病險水庫，再經(jīng)過五六十年使用，很多設施不斷老化，維修與養(yǎng)護管理不到位，和當時建設標準低，陸續(xù)出現(xiàn)水庫土壩、輸水和泄洪設施滲漏，有些還比較嚴重，水庫帶病運行，已經(jīng)成為險庫，其中土壩和壩基滲漏最為突出。由于受資金所限，只有根據(jù)病險重輕程度，先后進行除險加固。

2 水庫土壩滲漏原因和種類分析

縱觀該市壩體滲漏，分析其原因主要有這幾個方面:(1)由于當時技術限制和人們筑壩意識低，幾乎沒有規(guī)范土料場。填壩土料是就取材，很多防滲能力無法達到設計要求，這些不合格土料使水庫在蓄水過程中很容易發(fā)生滲漏。(2)因為施工機械的落后，大部分選擇石碾碾壓，土層厚度過厚和不均勻，石碾碾壓特點是沒有震動，造成每層填土下部疏松、上部密實、以及層間結(jié)合處處理不合理，特別是地面以下的壩基未處理或處理不當?shù)龋a(chǎn)生集中漏水帶。(3)輸水涵洞很多是砼埋管，其截水環(huán)不夠或者沒有設置，有的是涵管沉陷，管身斷裂，造成壩體發(fā)生異常滲漏。(4)后壩趾沒有排水與反濾設施或者已經(jīng)失效，造成壩體發(fā)生異常滲漏。(5)地震引起土壩產(chǎn)生裂縫和滑坡等，而造成土壩滲漏。

壩基滲漏的原因主要有這幾個方面:(1)壩基有砂礫石層或者巖層地層沒有選擇有效的防滲措施系統(tǒng)。(2)很多壩基沒有截水槽或者槽的深度不夠。(3)因為施工機械不夠，壩基大部分選擇人工清基，對河床的沖洪基層沒有完全清基，造成壩體與壩基結(jié)合處發(fā)生滲漏。

繞壩滲漏的原因主要有這幾種方面:(1)岸坡發(fā)育有到下游巖溶，發(fā)生嚴重繞壩滲漏。(2)壩體和岸坡結(jié)合帶清基不完全或者壩土碾壓不合格。(3)壩肩順著巖層面、裂隙或者斷層帶發(fā)生繞壩滲漏。

3 正確選出防滲處理措施

垂直防滲技術措施是目前常用的防滲手段，它和其它技術措施比起來，截流效果更好。根據(jù)施工方法與所用材料分成這幾種:(1)防滲心墻;(2)振動防滲板墻;(3)噴射灌漿、充填與劈裂灌漿和深層防滲板墻等。根據(jù)該市這幾年對壩體除險防滲處理的經(jīng)驗，結(jié)合病險壩體不同情況，基本上是采用防滲心墻處理技術措施，達到了壩體除險和防滲目的。

防滲心墻施工中的質(zhì)量控制要點:

(1)泥漿質(zhì)量。造孔時，泥漿有護壁、攜渣與冷卻鉆具等功能，清孔時還能穩(wěn)定孔壁，所以，造孔施工中控制泥漿所有指標就顯得很重要。配置的泥漿要有較好的物理和流變性能、穩(wěn)定性與泥皮產(chǎn)生能力等，泥漿制作完成后和施工過程中，要檢測泥漿所有指標，要注重控制其密度、含沙量、黏度和失水量等，泥漿應選擇粘土配制，密度控制在1.2～1.3克/每立方厘米。

(2)槽孔垂直度與平整度。這兩個指標直接影響墻體連續(xù)性與有效厚度，根據(jù)規(guī)范要求，孔斜率應控制在0.4%以內(nèi)，為較好地控制孔的垂直度與孔壁平整度、孔斜率，要從這兩個方面加以控制:①擺放鉆機的地基應密實，為此，應選擇機械碾壓法對松散地基進行壓實，避免鉆機造孔時引起地基發(fā)生過大或者不均勻沉陷，從而使導墻有效發(fā)揮導正就位作用。澆筑導墻過程中其平面位置要和防滲墻中心平行，并確保墻頂平整度，以方便鉆機軌道的安裝并保證其與防滲墻符合性。②鉆機就位以后要整平其基座，把錘具中心和防滲墻軸線對齊，還要測斜錘具鋼絲繩，并調(diào)整和墻體軸線達到完全吻合。造孔時，特別是剛開始掘進時要多次測斜，以保證槽孔孔斜率是0.4%以內(nèi)。

(3)槽孔入巖與入巖深度。對中小型水庫項目，設計給出的地質(zhì)剖面圖有很多是根據(jù)初步勘探資料來確定的，勘探孔間距比規(guī)范要求大得多，這對施工中確定基巖面造成極大困難，甚至會把孤石等判斷成基巖。從中小型水庫現(xiàn)在建設環(huán)境看，因為受進度和資金等限制，施工過程中增補勘探孔不大可能，所以施工中，要采取有效方法判斷防滲墻嵌入基巖的合理深度，這是確保墻體防滲功能的關鍵。為保證墻體嵌入深度達到設計要求，在鉆孔時要如實記錄好鉆孔，結(jié)合單位時間內(nèi)掘進量來判斷有沒有進入基巖，由于沖槽施工中，一般來說砂礫石層掘進量比基巖掘進量要大，所以在沖槽掘進量顯著降低時可以判斷已經(jīng)進入基巖。

(4)清孔和接頭處理。這里選擇泥漿泵清渣和掏渣筒掏渣結(jié)合起來的方法進行清孔，就是用砂石泵或者潛水排污泵來清除槽底沉渣與槽內(nèi)泥漿，同時輸送新鮮或者經(jīng)過過濾的泥漿來置換孔內(nèi)的砂石與巖屑泥漿。在清渣不佳或者為縮短該過程時間，使用空壓機來輔助清渣。接頭處理時選擇帶鋼絲刷子進行刷洗，當刷子上不帶泥屑和孔底淤積沒有增加時，接頭清理就合格了。

(5)混凝土澆筑。澆筑時，必須確保拌合物質(zhì)量與澆筑連續(xù)性，拌合物關鍵是控制參數(shù)坍落度與擴散度，坍落度是18到25厘米為合適，擴散度30到38厘米為合適。為避免管內(nèi)泥漿與混凝土混合，提前在漏斗下口處放置泡沫球或膽賽管，第一罐混凝土方量要通過計算來確定，且一定要達到能擠出管塞與埋住導管底部。混凝土澆筑要從槽底開始，澆灌時要不停的測定混凝土高度，方便計算導管的埋置深度與快速準確的提升與拆卸導管。導管埋入深度一般控制在2到4米為合適，導管至少埋深度要超過1米，要特別注意導管不能拔離混凝土，混凝土澆筑要連續(xù)，最在埋深不能超過6米，否則會導致導管較難提升。

3 總結(jié)

通過該市這幾年對多座病險水庫實施防滲心墻處理，獲得一條經(jīng)驗，就是對每座病險水庫要根據(jù)其病情情況結(jié)合土壩、壩基與兩壩肩情況選擇正確防滲措施，對防滲方案做出多種技術、經(jīng)濟與施工比較，確定經(jīng)濟合適、技術成熟和施工簡單方便控制的技術方案，同時要對施工期壩體安全作出分析、防范，以保證施工人員、土壩安全，施工還要根據(jù)設計要求防止水土流失，做好環(huán)境保護。

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