水庫管理過程中土壩滲漏的原因及對策分析

沈悟

（貴陽市花溪水庫管理處，貴州 貴陽 550025）

前言

水庫管理是開展防汛工作的重要內(nèi)容，就近幾年發(fā)生洪澇災害的情況來看，土壩滲漏對于我國的抗洪水利工程而言具有重要意義[1]。土壩在使用過程中出現(xiàn)滲漏較為常見，如何進行土壩滲漏處理對于防洪工程意義重大。結(jié)合防汛工程的實際情況和需要，對土壩滲漏的原因?qū)Σ哌M行分析，能夠有效地及時解決突發(fā)事件，避免汛期來臨之際對區(qū)域發(fā)展負面影響。土壩滲漏管理是水利工程建設的重要內(nèi)容，是避免水害發(fā)生的重要措施。水庫管理過程中出現(xiàn)土壩滲漏情況應該嚴肅對待，判斷滲漏的種類的嚴重程度，進行及時處理和維護，確保水利工程的功能效益能正常發(fā)揮[2]。目前我國已建成水庫多為土壩，部分地區(qū)土壩建設工程由于地處在偏遠的山區(qū)，建筑材料稀缺，人力資源較少，缺乏充足的財政支持，受到技術(shù)條件、施工難度大等因素的限制，土壩施工質(zhì)量堪憂，在實際使用過程中也容易出現(xiàn)土壩滲漏的情況。其中小型土壩滲漏最為常見，在實際的考察調(diào)研中發(fā)現(xiàn)相當一部分的小型水庫土壩存在滲漏風險[3]。隨著各地對水利工程建設重視程度的提高，政府財政實力不斷增強，土壩滲漏處理技術(shù)更加成熟，土壩除險加固工作不斷推進，現(xiàn)將土壩滲漏的具體分類及相應的處理措施論述如下。

一、土壩滲透分類

（一）按滲漏表現(xiàn)分類

1.集中滲漏

集中滲漏情況下，土壩兩岸山體或者壩基、壩體流水，流出渾水或者清水，流水為射流或者是無壓流。

2.壩體浸潤

壩體長時間的處于浸潤狀態(tài)，隨著浸潤時間的延長，壩體土層吸水變軟，可能會在壩體下流出現(xiàn)集中水流。

（二）按滲漏部位分類

1.壩體滲漏

壩體集中滲漏或者是壩體浸潤，壩體坡腳和背水的壩體面為主要的滲漏部位[4]。

2.繞壩滲漏

下游岸坡形成滲水，滲水主要從天然的洞穴或者是裂縫中通過。

3.壩基滲漏

土壩壩腳或者外部易滲漏的部分溢出滲水，滲漏后形成管涌、流土。

4.接觸滲漏

滲水通過土壩與剛性建筑物接觸面或者與岸坡接觸面后溢出。

二、土壩滲漏的原因分析

（一）壩體滲漏主要原因

土壩施工質(zhì)量不佳，壩體岸坡過陡，排水體面及較小，土壩承受能力不佳，導致下游排水體滲水，形成壩體浸潤；防滲體被破壞，心墻面及較小或者是粘土斜墻尺寸較小，下游壩體與防滲體未進行過渡部分設計；土壩內(nèi)部涵管設計不良，未保留節(jié)流環(huán)導致涵管破壞，地基建設質(zhì)量導致滲水從土壩薄弱部位滲出；土壩主體建設材料透水性過大，或者是土壩碾壓力度不夠?qū)е聣误w滲漏；土壩內(nèi)部有生物洞穴，為滲水提供機會；由于地質(zhì)災害或者是認為引起震動，造成土壩出現(xiàn)裂縫，導致滲漏。

（二）繞壩滲漏主要原因

土壩兩岸山包覆蓋層較薄弱，或者兩側(cè)山體較為薄弱；斷層位于土壩壩肩岸坡位置，或者是該部分較為薄弱；土壩壩體出現(xiàn)洞穴形成滲漏通道；土壩岸坡植被遭到破壞或者是遭到風浪沖刷，導致繞壩滲漏[5]。

三、水庫管理過程中土壩滲漏主要處理方法

（一）灌漿處理法

灌漿處理法主要分為劈裂式和充填式。采取灌漿的方法，對繞壩滲漏或者是壩體滲漏進行處理，這種方法主要適用于水庫蓄水期間或者是粘土料不足的情況。對于滲漏情況較為嚴重，工程量較大，不能精準確定滲漏部位的情況。若滲漏部位能夠精準確定，則直接采用充填式灌漿方法。若出現(xiàn)壩體浸潤的情況，或者是溢水點較高，則采取劈裂式灌漿方法進行滲漏處理。灌漿孔距一般根據(jù)灌漿壓力和土層滲水情況確定，灌漿孔深度應該大于漏水部位最少3cm，灌漿孔的密度逐漸增大。

（二）粘土斜墻法

粘土斜墻法的優(yōu)點是處理難度較小，處理成本較低，適用于壩體滲漏情況嚴重，壩坡脆弱，壩體較矮的情況。通過機械或者是人工的方式，在原來壩體的上游部位建成，防滲材料即為粘土，將粘土夯成實墻。該方法通過建立一道新的防滲體，通過斜墻粘土加固大壩上游，可以良好的處理壩基滲漏。黏土斜墻法可以降低造價，同時高效處理壩基和壩體兩個部位的滲漏[6]。在使用這一方法是應該注意，粘土要分層夯實，嚴格按照筑壩的標準進行施工，土壩兩岸結(jié)合面做好處理，土料也應嚴格按照各項標準處理，以確保土壩滲漏達到預期的處理效果。

（三）土工合成材料防滲法

土工合成材料防滲法一般用于壩體附近粘土不足的情況，該方法同樣成本較低，施工難度小，同時具有較好的防滲性能，在溫度較低的地區(qū)也適用，重量輕，有助于控制成本造價。復合土工膜為常用的土工合成材料，復合土工膜上一般需要先鋪墊保護層土料[7]。土料的厚度必須大于0.3m，土料中不得含有體積較大的雜質(zhì)，諸如石塊、樹枝等。

（四）套井回填法

該方法利用粘土回填滲漏部位，而后加以夯實，在土壩內(nèi)部鑄成一道又良好防滲性的截水建筑，防止壩體出現(xiàn)滲漏。該方法一般采用打井機在土壩滲漏部位打孔后回填，截斷滲漏。該方法主要適用于窄心墻壩裂縫情況，同樣具有操作難度小的優(yōu)勢，同時防滲能力較強。

（五）消滅生物，填埋洞穴

生物在壩體內(nèi)或者周圍打洞穴是嚴重威脅土壩安全的行為，容易造成壩體滲漏，這是需要找到動物的洞穴，對老鼠等生物進行驅(qū)除或者消滅，對其洞穴進行堵塞處理，可以采用灌注粘土或者是開挖回填的方式進行處理。

四、水庫管理過程中土壩滲漏對策分析

（一）學習土壩滲漏基本知識

學習土壩滲漏的常見種類和導致不同種類土壩滲漏的原因很有必要。根據(jù)土壩滲漏的觀察資料，了解滲漏變化的規(guī)律和影響因素，了解浸潤線與土壩滲漏量二者之間的變化規(guī)律，了解水庫水位和土壩滲漏量二者的變化規(guī)律。在實際情況下，土壩滲漏量加大和浸潤線提高意味著土壩滲漏的種類為接觸滲漏、壩體滲漏等。分析土壩滲漏的破壞性，根據(jù)土壩所在地的地形和地貌分析土壩滲漏發(fā)展情況。

（二）判斷土壩滲漏破壞情況

判斷土壩滲漏破壞情況，若土壩壩腳滲漏量巨大，或者是滲漏異常渾濁，則說明土壩破壞。若滲漏量突然減少，則可能是土壩內(nèi)部坍塌，滲漏通道暫時被堵住，也說明了壩體破壞嚴重。觀察壩體滲漏流水的渾濁程度，進而判滲漏破壞情況。

（三）防滲心墻施工工程質(zhì)量控制

泥漿質(zhì)量。泥漿在防滲心墻的施工中起到的作用是至關(guān)重要的。泥漿在造孔時可以冷卻鉆頭，保護孔壁；在清孔時可以穩(wěn)定孔壁，泥漿的重要作用不言而喻因此造孔施工的質(zhì)量很大程度上取決于泥漿的質(zhì)量。評定泥漿質(zhì)量好壞的指標有流變性能、粘結(jié)性能以及穩(wěn)定性等。在施工的過程中，應該嚴格檢測控制泥漿的相關(guān)指標，泥漿的密度應該嚴格控制在1.2g/cm3-1.3g/cm3[8]。

孔垂直度與平整度。防滲心墻的平整度和垂直度的指標應該嚴格把控，因為這兩個因素直接影響墻體的厚度和連續(xù)性，孔的斜率小于0.4%是相關(guān)標準的規(guī)定。工程實踐中有許多方法來控制孔的斜率、平整度、垂直度等指標，最常見的有：①避免鉆機偏移。擺放鉆機的地基應該牢固緊密，確保鉆機可以平穩(wěn)工作，避免鉆機造孔時由于地基導致孔的指標不合格，斜率過大等情況的發(fā)生。一般選擇機械碾壓法壓實地基，這樣使得導墻的作用得到最大的發(fā)揮。而澆筑導墻時應該保證墻頂平整度，導墻的平面位置要平行于防滲墻中心。②保證防滲墻軸線與錘具中心是對齊的狀態(tài)，鉆機的基座也要保證平整。斜錘具鋼絲繩也要按照要求測量，最重要和墻體軸線吻合。剛開始造孔的時候要確保孔斜率小于0.4%，因此要多次測量斜率以達到要求。

槽孔入巖與入巖深度。在土壩壩體維護中，勘探孔的間距對施工過程也有一定影響，其中間距大會增大施工難度，甚至可能會把壩體中的其他石頭錯認為基巖，這是非常嚴重的錯誤。而因為其他因素的限制，比如資金、施工進度等，在實際的施工過程項目進度較為緊張，在基礎(chǔ)的施工流程完成后，一般不會再次增加勘探孔的數(shù)量，因此，要做好鉆孔記錄，保證施工過程中設置合理數(shù)量的勘探孔，合理判斷防滲墻嵌入巖石的深度，同時確保施工質(zhì)量，嚴格按照施工過程中的單位時間判斷掘進量，確保墻體嵌入深度合乎標準。

清孔和接頭處理。清孔有許多方法，在對槽底的泥漿進行清除時，一般采取潛水排污泵進行，其他情況下一般降掏渣筒和泥漿泵結(jié)合起來進行適用。砂石與巖屑泥漿通過同時輸送的泥漿來代替置換。清孔進行的不徹底或者沒有足夠時間進行清孔時，可以使用空壓機來提高效率與效果。鋼絲刷子來處理接頭是十分常見的方法，根據(jù)刷子上的泥屑、淤積來判斷清理是否合格。

混凝土澆筑。拌合物質(zhì)量、澆筑連續(xù)性等都是影響澆筑的重要因素。在進行澆筑時，一般將膽賽管、泡沫球等放在漏斗下口處來避免管內(nèi)泥漿與混凝土混合。澆筑的順序首先為槽底，施工過程中為方便導管的提升和拆除，要定期記錄混凝土的高度。導管埋入深度要保證在1 米以上，以2m-4m 最為合適，且在澆灌過程中不能離開混凝土，直到混凝土澆灌到導管埋深在6m時將導管提升，超過6m 導管就很難提升了。

結(jié)束語

水庫管理過程中，土壩在長時間的使用后，都會出現(xiàn)滲漏情形，土壩和壩基是滲漏發(fā)生的主要部位。土壩出現(xiàn)滲漏情況要及時關(guān)注，判斷土壩滲漏破壞情況，如果滲漏量超過一定程度，則要及時進行處理維護，否則易發(fā)生流土、管涌等大規(guī)模的土壩破壞情況。水庫管理人員也要學習土壩滲漏的基本知識，對于土壩滲漏的原因進行分析和查明，采取適當?shù)姆绞教幚硗翂螡B漏情況，提升防滲效果，若出現(xiàn)超出范圍的滲漏要及時上報，在保證防滲效果的前提下，采用造價最低、操作最簡便的處理方式進行土壩維護，保障土壩下游人民的生命安全和財產(chǎn)安全。