水库土坝渗漏原因及防渗措施分析

蒙侯申

摘 要：水库在运行一段时间后，容易出现渗漏等问题。本文结合工程概况，分析了土坝渗漏的主要类型及原因，并探讨了水库土坝防渗处理措施。

关键词：水库；土坝；渗漏；防渗

水库大坝的渗漏主要表现为水体流向围护区之外漏失的现象，这是水库常常出现的病害现象，如果渗漏现象无法得到有效处理，就会导致水库围坝和坝基较大程度的渗漏，无法做到有效蓄水，會大大减弱结构面的强度，将导致一些岩土的渗透变形，最终将会导致诸如坝肩和坝体的滑动等地质问题，会直接破坏到坝后的农田村庄，甚至会因为渗透破坏导致水库的溃坝。

1 工程概况

大王滩水库地处广西南宁市的南郊，离南宁市中心大约28km，是一座集防洪、灌溉、发电、养殖、供水和旅游等综合功能为一体的大（II）型水利工程，属于准公益性的水管单位。库区多年平均降雨量1241.10mm，年降雨量集中在5-9月。坝址以上集雨面积1182km2，其中大王滩水库控制907.50km2。多年平均来水量5.85亿m3/s，利用水文系列年限40年，设计暴雨（P=0.5%）315mm，校核暴雨（P=0.05%）424mm，库区覆盖为黄土丘陵，岩性为砂页岩，部分为黄土山区，下游地区以黄土山区为主，部分有石灰岩。坝首到库尾长度约50Km。枢纽工程始建于1958年，1960年开始发挥效益，枢纽工程包括主坝一座为均质土坝。大王滩水库枢纽工程的运行安全与否对南宁市产生着重大的影响。但是因为已经经过过了半个世纪的运行，土坝出现了部分渗漏的问题。

2 土坝渗漏的主要类型与引发原因

2.1 坝体渗漏

坝体渗漏是一种应该重视的问题，它会直接影响到水库的正常运行。至于渗漏的原因主要包括：一者，是用来建设坝体的土料材质不佳，其中含有些许杂质，透水性不佳，施工碾压度有待加强；二者，由于坝身过于单簿，最终使得渗径不够长；三者，因为坝下的排水不畅，或者没有设置排水体；四者，坝下原封堵漏洞出现漏水现象；五者，因为受到白蚁之害，白蚁坝体中筑巢对坝体造成了伤害。

2.2 坝基渗漏

坝基的表层是不太厚的弱透水层，而下层则是强透水层，排水减压处理有所不当，导致出现管涌与流土石方；粘土的铺盖高出水面，因为太阳的暴晒而出现裂缝，大大缩短了铺盖的长度，大大增大了坝基的渗透坡降，在渗流出逸处构成了流土或管涌；因为受到减压井、排水沟与其它设备的影响，就大大减弱了排水压力的作用，导致下游发生沼泽化倾向，最终造成管涌。

2.3 接触渗漏

没有对土坝坝基做到彻底清理；坝和地基接触面并没有进行接合槽设置，或者没有根据槽尺寸进行设置；土坝跟两边的连接处岸不够平坦，基础清理不彻底；没有对防渗设备和基岩连接处进行截水墙设置；再有，就是土坝和混凝土建筑的连接位置并没有设置防渗刺墙，或者防渗刺墙没有设置足够的长度；坝下的涵管并没有设置截水环，抑或截水环不够高度。

2.4 绕坝渗漏

因为两岸的山头不够厚实；基岩节理发育，岩石发生了破碎，里面存在裂隙和断层；在施工的过程中，因为一些土壤是就地取材，取自两岸，这些土壤一些是动物打洞和植物的腐烂根茎构成的孔洞，这些土壤本身的质量就不佳，又因受到风浪的冲刷，在一定程度上破坏了岸坡的铺盖，最终导致出现渗流。

3水库土坝防渗处理措施

3.1增设粘土斜墙

本工程中防渗体土料不佳，并且土坝是均质，特别是像本工程这样的大（II）型水库，一旦出现坝体渗漏，倘若本地的土料可以用来进行防渗处理，主要可以通过在坝上游设置粘土斜墙的方法，设置一道全新的防渗体，对于坝基处透水层较薄位置的渗漏，应该结合多种方法加以处理，以此做到真正有效的处理坝体与坝基的渗漏，又大大节约了成本投资，应该尤其重视下列几项：应该彻底处理基础与两岸的结合面；确保土料的各项指标都与相关要求相符合；土料应该一层一层的进行碾压夯实，以便确保达到预期效果。

3.2土坝的坝体灌浆

本水库工程适合使用坝体灌浆方法来解决坝体渗漏的问题。土坝的坝体灌浆主要包括充填式灌浆和劈裂式灌浆两种。普遍而言，处理范围和性质明确的渗漏部位应该使用充填式灌浆，但是当处理范围大、无法完全确定土坝坝体隐患部位的渗漏时，比方说，坝体有较高的出逸点和散浸，而应该使用劈裂式灌浆的方法。

3.3套井充抓回填防渗墙

此种回填防渗墙的原理为：充分使用充抓式打井机钻孔于坝渗漏的原防渗体，再使用粘土进行一层一层的回填，应该借助钻机动力与卷扬设备做好夯实，构成连续垂直的截水墙，有效处理坝基和坝身的渗漏问题，真正修补渗漏，有效防渗。使用这种方法处理的坝体防渗效果好，施工简便，投资少，能在短期内恢复使用，还能明确隐患。但是，在使用此法进行防渗操作时，应该注意：

第一，这种方法处理土坝渗漏问题具有明显的效果。第二，在制定处理方案时，必须进行细致分析与论证，通过多种方法来调查工程的主要存在问题，并考察本地的粘土场储存量，分析施工过程中可能发生的不利情况，当有必要时，可以先设置1-3个试验井，来检查原坝体的真正情况，以便开展工程施工，一旦发现坝体出现渗漏问题，或者塌壁情况比较多时，必须使用其他方法来处理。第三，冲抓施工前，应该降低库水位，如果确定了方案确定，并已经获得审批立项，灌溉期后应该立即排放库水，放完库中水，以便避免出现施工塌壁等问题，降低施工难度，确保回填的质量，以便达到预期效果。第四，一旦施工中发生塌孔，可以使用奇偶孔相间造孔的方法，并结合二次冲抓回填，但是这样一来就增加了工程量，浪费了投资。

3.4增设反滤排水及砂石导渗

对因为原有排水体失效，或者没有设置排水体，最终造成坝体浸润线，出逸点过高，渗流从坝坡逸出，坝坡面沼泽化的土坝，可以增设反滤排水体或者翻修原排水体，如果有必要，可以在外皮面进行砂石导渗沟（槽）设置，以便减弱浸润线，有效的稳固坝坡，施工的过程中要尤其重视选择合适的反滤层级配，并选择合适的砂石导渗的型式，并结合渗漏的具体范围和轻重，决定最终是选用“I”“ Y”“W”三种中的哪一种，追求最优效果。

3.5压渗与排渗暗管

当坝基渗漏较大时，其渗漏出口易发生渗透破坏在“上截”方案，由于投资大或难以实施时，采取在坝下渗水出露地段的适当范围内做反滤压渗，并且可以在其下部加做排渗暗管以增强排渗能力，从而有效防止发生渗透变形，保证坝基渗透稳定。

3.6强化堤坝的白蚁防渗

堤坝中的白蚁会严重的危害到土坝，一般的白蚁主巢体表现是坝体的直径在几十厘米至数米之间，并且在主巢体附近还分布有几十至上百个大小不等的附巢（菌圃），以及主附巢间纵横交错的蚁道等。在汛期高水位的情况下，库水将通过这些蚁道及巢腔而造成散浸、管涌、跌窝、滑坡等险情，严重的将导致溃坝决口，给人民的生产、生活造成损失。应采取人工挖巢、药杀、灌浆等方法，对存在隐患的水库进行治理，可取得较好的效果。

综上所述，上面提到的多种方法，可以部分用于实际水库中的防渗工程中，也可以综合使用。这些方法不仅省力，还能节省较多费用，能达到预期的效果，指的大范围推广。

参考文献：

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