小型水庫(kù)滲漏成因及處理措施

胡戈

(開(kāi)原市水利事務(wù)服務(wù)中心，遼寧 開(kāi)原 112300)

1 均質(zhì)土壩小型水庫(kù)常見(jiàn)的滲漏成因

對(duì)于常見(jiàn)土壩滲漏現(xiàn)象，依據(jù)滲漏位置進(jìn)行分類(lèi)可以分為壩體滲流、壩基滲漏、接觸滲漏和繞壩滲漏幾種形式。下面根據(jù)不同位置的滲漏現(xiàn)象進(jìn)行滲漏因素的具體分析。

1.1 壩體滲漏

壩體位置的滲漏一般有以下幾方面的原因：①在土壩壩體的設(shè)計(jì)施工時(shí)對(duì)于壩體尺寸的設(shè)計(jì)不夠厚實(shí)，導(dǎo)致壩體的邊坡過(guò)陡，同時(shí)施工質(zhì)量相對(duì)較差，在壩后沒(méi)有做好相關(guān)排水措施，導(dǎo)致浸潤(rùn)線(xiàn)的上升從而發(fā)生滲漏；②在土壩填筑施工時(shí)由于土層太厚導(dǎo)致碾壓不透，防滲體和下游壩體間沒(méi)有過(guò)渡帶進(jìn)行良好過(guò)渡，防滲體因此遭受滲透；③在填土?xí)r選擇的土質(zhì)不符合標(biāo)準(zhǔn)，造成地基不均勻，同時(shí)壩下涵管截流環(huán)的尺寸不足，可能產(chǎn)生地基沉陷引起涵管發(fā)生斷裂，水流通過(guò)管壁或者壩體出現(xiàn)的裂縫滲出；④由于土壩中涂料的砂礫含量過(guò)多，造成滲透性過(guò)大，或者土料中由于含有其他雜質(zhì)，例如雜草、枯枝爛葉等使壩體內(nèi)部存在一定的縫隙，也會(huì)容易出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象；⑤土壩施工時(shí)如果選擇冬季施工，容易因?yàn)閮鐾廖茨茏龊们謇砉ぷ鞫斐傻臐B漏通道；⑥對(duì)于森林覆蓋率高的地區(qū)，還有可能因?yàn)榘紫?、蛇鼠等?dòng)物在壩體內(nèi)部安營(yíng)扎寨產(chǎn)生空穴；⑦壩體附近的炸魚(yú)或者山石開(kāi)采放炮等產(chǎn)生的振動(dòng)導(dǎo)致的壩體裂縫的產(chǎn)生；⑧由于壩體兩岸的山坡處理工作沒(méi)有做造成沉降值不同，引起的橫向裂縫滲透現(xiàn)象。

1.2 壩基滲漏

壩基位置發(fā)生滲漏主要包含下面幾種原因：①由于在土壩施工的過(guò)程中沒(méi)有對(duì)壩基做好有效的防滲施工，造成透水層的產(chǎn)生，一般為施工時(shí)對(duì)壩基清理不夠徹底，防滲工程沒(méi)有達(dá)到相關(guān)要求等；②施工時(shí)的黏土覆蓋沒(méi)有達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，其覆蓋厚度或者長(zhǎng)度如果不夠就有可能造成黏土層被滲水流穿透，導(dǎo)致壩基滲漏；③在水庫(kù)的日常管理中管理工作不到位，當(dāng)水庫(kù)中的水位過(guò)低或者沒(méi)有蓄水時(shí)，壩基的黏土層會(huì)暴露出來(lái)，經(jīng)過(guò)陽(yáng)光的暴曬容易導(dǎo)致裂開(kāi)，導(dǎo)致失去防滲效果；④其他設(shè)備的老化或者故障導(dǎo)致滲漏，例如排水溝不通暢或者導(dǎo)流設(shè)備長(zhǎng)期不清理產(chǎn)生堵塞，排水效果大大降低，導(dǎo)致下游部分沼澤化嚴(yán)重，甚至出現(xiàn)流土現(xiàn)象；⑤后期對(duì)于土壩的管理不當(dāng)引發(fā)滲漏，例如在壩后隨意取土，導(dǎo)致壩體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，或者在周?chē)~(yú)塘等，這些都會(huì)對(duì)壩體產(chǎn)生影響，進(jìn)而引發(fā)滲漏現(xiàn)象的產(chǎn)生。

1.3 接觸滲漏

接觸滲漏的產(chǎn)生主要有以下幾種原因：①土壩施工時(shí)沒(méi)有做好基礎(chǔ)的清理工作，導(dǎo)致壩體土壩基之間距離過(guò)近，同時(shí)有沒(méi)有在土石壩與壩基結(jié)合面設(shè)置相應(yīng)的槽而直接進(jìn)行了填土工作，導(dǎo)致接觸滲漏的發(fā)生；②土壩的兩端和山體的結(jié)合部分坡面太陡，沒(méi)有進(jìn)行防滲刺墻的設(shè)置，或者設(shè)置的防滲刺墻未達(dá)到防滲標(biāo)準(zhǔn)；③在進(jìn)行回填時(shí)施工質(zhì)量較差，沒(méi)有做好夯實(shí)工作，沒(méi)有做相關(guān)截水措施；④壩下面的涵管沒(méi)有設(shè)置相關(guān)截水環(huán)等。

1.4 繞壩滲漏

繞壩滲漏指的是當(dāng)水庫(kù)蓄水之后，由于上游和下游之間的水頭差，滲水從沿壩兩側(cè)的動(dòng)物洞穴、巖石縫隙等地方滲出。其主要原因有：①由于壩體兩端的山頭單薄，且岸坡有未清除的砂礫產(chǎn)生透水層，或者因?yàn)樯襟w的巖石破碎造成的縫隙等造成滲漏；②由于天然溶洞的存在或者有些動(dòng)物造的洞穴以及某些織物根莖由于腐爛所形成的空隙等都有可能成為滲漏通道；③由于施工中的取土不合理，當(dāng)水庫(kù)進(jìn)行蓄水以后長(zhǎng)時(shí)間的水流沖刷，造成岸坡原來(lái)的覆蓋遭到破壞，一定程度上增大了繞壩滲漏的風(fēng)險(xiǎn)。

2 正常滲漏與異常滲漏的識(shí)別

對(duì)于滲漏現(xiàn)象的發(fā)生需要判斷屬于正常滲漏還是異常滲漏，可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行判斷：①如果滲漏發(fā)生于正常設(shè)計(jì)的排水設(shè)施或者在土壩后面的地基中并且滲漏出來(lái)的水色非常干凈不含顆粒雜質(zhì)等，則說(shuō)明是正常的滲漏現(xiàn)象，對(duì)土壩和水庫(kù)本身沒(méi)有影響；②如果滲漏處的水色開(kāi)始干凈慢慢變得渾濁，可以看到有砂礫或者土顆粒隨之溢出，則需要高度警惕，這種是異常滲漏；③如果滲漏發(fā)生于壩角，并且位置相對(duì)集中，短時(shí)間內(nèi)滲水量明顯增多或者突然渾濁，這種情況下通常預(yù)示著壩體遭到了破壞，對(duì)于壩體來(lái)說(shuō)非常危險(xiǎn)。如果滲漏突然停止或者減少，考慮應(yīng)該是由于滲漏通道的頂壁發(fā)生了坍塌對(duì)造成了通道堵塞，需要高度重視。

3 均質(zhì)土壩小型水庫(kù)滲漏處理措施

3.1 上游防滲漏技術(shù)相關(guān)措施

黏土覆蓋，對(duì)于均質(zhì)土壩小型水庫(kù)來(lái)說(shuō)，由于已經(jīng)完成了壩基的建設(shè)工作，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行垂直防滲施工有較大的難度，尤其是當(dāng)不透水層處于比較深的位置時(shí)更加難以實(shí)施，這種情況下可以通過(guò)黏土覆蓋進(jìn)行防滲漏處理，相對(duì)來(lái)說(shuō)更加方便快捷，也可以達(dá)到較好的防滲漏效果。一般情況下黏土的覆蓋長(zhǎng)度約為壩前水深的五至八倍，前端覆蓋厚度約為水深的十分之一，后面靠近壩趾位置的覆蓋厚度約為水深的十分之一。

壩體貼坡，通過(guò)對(duì)上游的壩坡進(jìn)行黏土覆蓋實(shí)現(xiàn)壩坡防滲，同時(shí)為了防止出現(xiàn)繞壩滲漏現(xiàn)象，新建貼坡需要滿(mǎn)足掩蓋滲水范圍外四米左右，同時(shí)做相應(yīng)的結(jié)合槽，新建貼坡截面應(yīng)當(dāng)是上薄下厚，對(duì)于小型水庫(kù)來(lái)說(shuō)，頂部厚度應(yīng)當(dāng)在0.50 m以上，底部厚度在2.00 m以上。

垂直防滲技術(shù)。垂直防滲技術(shù)中常見(jiàn)的有混凝土防滲墻，如圖1所示，對(duì)于已建好的小型水庫(kù)來(lái)說(shuō)，可以在壩體或者透水層地基中進(jìn)行造孔，并采取高壓泵將泥漿壓入孔底進(jìn)行固壁，使之形成混凝土防滲墻。這種防滲技術(shù)可以有效減少地基中的滲水流量，使地基的滲水性更加穩(wěn)定，從而保證壩體的安全穩(wěn)固。除此之外還可以采取高壓噴射灌漿法，是利用高壓將土體進(jìn)行沖切，與此同時(shí)灌入泥漿，使之與沖切的土體進(jìn)行混合，起到加固的作用，進(jìn)而有效防滲；最后劈裂灌漿法，這種與高壓噴射灌漿法類(lèi)似，不同的是劈裂灌漿法是通過(guò)泥漿和壩體互相擠壓最終形成一段幾十厘米厚的泥墻，不僅具有良好的防滲效果，同時(shí)泥墻還增強(qiáng)了壩體的穩(wěn)固性，并且施工較為簡(jiǎn)單，可以就地取材，低投入高回報(bào)。

圖1 灌漿防滲處理技術(shù)圖

重視白蟻防治工作，對(duì)于壩上的一些蟲(chóng)害等進(jìn)行定期消殺，確保壩體安全。所謂“千里之堤毀于蟻穴”，可見(jiàn)白蟻對(duì)于壩體的危害十分嚴(yán)重，因此，需要加強(qiáng)對(duì)白蟻的防治工作。在雨季汛期來(lái)臨的時(shí)候，水庫(kù)蓄水充足，水位較高，因此蓄水會(huì)對(duì)這些蟻穴長(zhǎng)時(shí)間浸潤(rùn)，導(dǎo)致壩體松散，造成管涌或者滑坡等，甚至導(dǎo)致決堤，嚴(yán)重威脅周?chē)用竦恼Ｉa(chǎn)生活。

3.2 下游滲漏處理措施

3.2.1 修建導(dǎo)滲溝

在具體的施工中，導(dǎo)滲溝有多種形式，需要根據(jù)壩體具體情況進(jìn)行選擇，通常情況下按照間隔五至八米修一條，深度約為一米左右，寬度在半米左右，然后將溝內(nèi)填入碎石、砂礫、卵石等，或者磚渣，這些都可以作為導(dǎo)滲材料，最后再覆蓋一層稻草防止土顆粒將其縫隙阻塞影響滲水效果。

3.2.2 修建導(dǎo)滲培坡

對(duì)于壩體本身相對(duì)淡薄或者壩體下游坡度太陡導(dǎo)致的壩體滲徑不符合要求，非常容易出現(xiàn)壩體滲漏，并且壩坡穩(wěn)定性不足，此外，壩體浸潤(rùn)線(xiàn)高，浸潤(rùn)面積大，對(duì)于壩體本身的安全造成嚴(yán)重威脅，因此，需要對(duì)下游壩坡進(jìn)行導(dǎo)滲培坡的修建。通過(guò)修建導(dǎo)滲培坡增強(qiáng)導(dǎo)滲性的同時(shí)提高壩坡的整體穩(wěn)固性。

3.2.3 增加壓滲與排滲暗管

壓滲與排滲暗管對(duì)于壩基滲漏較為嚴(yán)重的現(xiàn)象有很好的防滲效果，由于壩基滲漏造成壩基長(zhǎng)期積水，造成下游壩基逐漸沼澤化，嚴(yán)重?fù)p害了壩基的承重能力，進(jìn)而對(duì)整個(gè)壩體產(chǎn)生安全威脅。壓滲與排滲暗管的具體做法是滲水地段首先進(jìn)行過(guò)濾墊層的鋪設(shè)，在上面填充土料進(jìn)行壓重，同時(shí)在下面安裝排滲暗管進(jìn)一步增強(qiáng)排水滲透能力，以此增強(qiáng)壩基的滲透性，提高壩體的穩(wěn)固性。

4 結(jié)語(yǔ)

小型水庫(kù)是中國(guó)分布極為廣泛、應(yīng)用極為普遍的一類(lèi)水庫(kù),對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有著重要的意義。目前小型水庫(kù)受到建設(shè)時(shí)期投資預(yù)算限制、使用周期較長(zhǎng)、日常維護(hù)水平較低等因素的影響存在各種問(wèn)題和缺陷,因此對(duì)小型水庫(kù)的均質(zhì)土壩進(jìn)行除險(xiǎn)加固處理有著重要的應(yīng)用意義。由于多方面因素影響，中國(guó)均質(zhì)土壩小型水庫(kù)普遍存在滲漏方面的安全隱患，在具體的滲漏分析及滲漏措施的實(shí)施時(shí)，需要進(jìn)行多方面考慮，正確把控滲漏原因，采取積極有效的防控措施，參照上游截流下游導(dǎo)排的原則，做好防滲工作。隨著社會(huì)科技的發(fā)展，中國(guó)的水庫(kù)滲漏處理技術(shù)也在不斷提升，也會(huì)逐步提高堤壩以及水庫(kù)的安全穩(wěn)定性。