尖茶溪水库大坝渗漏现状及防渗处理措施研究

刘关羽

(余庆县龙家镇水利移民工作站，贵州 余庆564403)

1 工程概况

尖茶溪水库位于余庆县龙家镇新坪村纸房村民组，大坝距余庆县城84 km，距龙家镇9 km，距遵义市134 km，无公路至大坝，交通不便。

水库所在河流为乌江水系跳蹬河左岸支沟上，水库坝址以上流域面积1.0 km2;水库原设计总库容15.56 万m3，正 常 库 容14.39 万m3，死 库 容1.17 万m3，校核洪水位779.88m(P =0.2%)，正常蓄水位779.00 m，死水位769.38 m。

该水库是一座以灌溉为主的小(2)型水利工程，设计灌溉面积34.67 hm2，实际灌溉面积20 hm2，保证灌溉面积13.33 hm2。

尖茶溪水库工程枢纽主要由大坝、溢洪道、放水涵洞组成。尖茶溪水库大坝为均质土坝，除险加固后最大坝高13.28 m，水库总库容16.3 万m3。

根据SL252—2000《水利水电工程等级划分及洪水标准》和GB50201—94《防洪标准》规定，本工程等级为V 等，工程规模为小(2)型，大坝及溢洪道为5级水工建筑物，除险加固采用洪水标准为30 a(P =3.33%)一遇洪水设计，300 a(P =0.33%)一遇洪水校核［1］。

2 大坝渗漏现状及原因分析

大坝为均质土坝，最大坝高13.28 m，坝顶高程为779.86 ～780.61 m，坝顶宽3.2 ～4.5 m，坝顶长52 m。水库1974年建成蓄水后，坝基、下游坝面、右坝肩出现渗水。根据现场调查:

1)当库水位在774.09 m时，外坡右岸坡脚出现集中渗漏2.5 L/s。

2)当库水位在778.00 m时(正常蓄水位)，下游坝面774.28 m 高程以下存在浸润渗漏，浸润面积54.23 m2，集中最大渗漏量5.12 L/s。

渗漏原因有以下3个方面:

1)大坝坐落在娄山关群(∈2－3Ls)白云岩上，风化严重，强风化层深度5.0 ～6.0 m。而建坝时未清除强风化层，水库蓄水后，库水沿基岩强风化带渗漏。

2)坝址构造裂隙发育，特别是右坝肩，受裂隙影响，岩体柔皱、产状零乱，库水沿裂隙绕右坝肩渗漏。

3)施工时中上部坝体土料填筑不密实，渗透系数较大，致使坝体浸润渗漏［2］。

3 大坝渗漏与处理施工技术

根据大坝工程现状，坝基、坝肩岩体裂隙发育，岩体破碎，风化严重，坝基接触带强风化岩透水性强;大坝黏土填筑不均匀，填筑质量较差［3－4］。

现大坝存在坝体、坝基、坝肩绕坝渗漏，渗漏量随库水位的升高而增大，渗漏严重，对大坝安全不利，致使水库多年未能蓄水和发挥效益。

为提高坝体和坝基、坝肩抗渗漏能力，对大坝及两坝肩采用土工膜防渗处理。

根据大坝安全鉴定坝体、坝肩及绕坝存在渗漏，大坝内坡右坝肩出现风化，初步确定防渗范围:正常水位778.00 m以上，下限坝脚基岩，并嵌入新鲜基岩0.5 m，向右岸延伸52.5 m，左岸延伸24 m。总计土工膜铺设面积2 400 m2。

3.1 防渗材料选择

所选的防渗材料应遵循的主要标准有:

1)《土工合成材料应用技术规范》GB50290—98。

2)《水利水电工程土工合成材料应用技术规范》SL/T225—98。

3)《土工合成材料测试规程》SL/T235—1999。

4)《土工合成材料短纤维非编织土工布》GB/T17638—1998。

复合土工膜材料的购买必须是信誉良好厂家的产品，且要具有国家认证的权威单位的检测报告，同时必须具有出厂合格证、性能及特征指标和使用说明书，并委托第三方对产品进行检测，合格后方可使用。

在选择复合土工膜宽度时应在满足厚度要求的前提下使膜接缝最少。运至现场的土工膜应在当日用完。该水库最大蓄水深13.08 m，根据土工膜防渗材料有关规定及相关技术要求，初选土工膜型号为800(两膜一布)。

比如，我就喜以日常生活中常见的荷为题材作画，一是因为广大群众喜欢荷花之美，二是因为“荷”之谐音为“和”，我可以借之表达“家和万事兴”、“国和万事兴”的主题，以之表达祝福亲朋好友生活美满，祝福祖国繁荣昌盛的情感。我的作品《祥》就是为表达这样的情感而创作的。

3.2 土工膜防渗施工技术

土工膜防渗施工技术包括5个方面:基面及周边处理、铺膜、土工膜焊接、土工膜检测及修补和回填及覆盖。

3.2.1 基面及周边处理

大坝内坡及两岸防渗区域，用黏土回填并夯实(回填前应清除草皮、树根、腐腐物、乱石等)，达到土工膜铺设高程，预留0.2 m厚的人工筛制黏土垫层，在基面上沿基面等高每5 ～6 m设一道梯形防滑槽，再在基面铺设人工筛制黏土防护层厚0.2 m，同时碾压密实，周边界开挖土工膜嵌入槽，嵌入槽应开挖至新鲜基岩0.5 m深、槽宽0.5 m，回填0.2 m厚的C15混凝土。

3.2.2 铺膜

铺膜前应对铺膜基面进行清理，清除基面上的树木、草根、乱石等物，要求基面无坚硬物质。达到平整度后，对基面进行碾压密实，经监理工程师验收合格方可铺膜［5］。

铺膜前应注意检查膜面是否无熔点漏点、厂家接头是否牢固、布是否均匀、临边是否平整无褶皱等。

第一幅膜铺放好后，将需焊接第二幅铺在第一幅膜上，调整两幅膜焊接边缘走向，使之有约10 cm搭接，对边不齐的需进行修剪，膜褶皱处需展平，以免影响焊接质量。

土工膜的铺设为了施工方便，保证拼接质量，复合土工膜应尽量采用宽幅，减少现场拼接量，施工前应根据土工膜幅宽、现场长度需要，在专用场地剪裁，并拼接成符合要求尺寸的块体，卷在钢管上，人工搬运到工作面铺设［6－7］。

铺设采用自上而下铺设，水平方向上由坡脚向外端铺设;铺设时复合土工膜两侧放置人行木板，并注意张驰适度，要求土工膜与垫层结合面务必吻合平整，避免人为和施工机械的损伤。

施工人员均应穿平底布鞋或软胶底鞋进行铺设，严禁穿钉鞋以防踩坏土工膜，土工膜铺设要与保护层铺设相协调，做到随铺随压［8］。

在土工膜铺设过程中，需要适当的放松，并且应该预留3% ～5%的富余度。做成突起的波浪形松弛方式。以适应气温变化及基础的沉陷。并避免人为硬折和损伤。

土工膜的铺设，接缝排列方向应平行或垂直最大坡度线且应按由上而下的顺序铺设。坡面弯曲处应使膜和接缝连接。两侧挡水墙同槽底一次铺设完成。

土工膜应自然松弛与支持层贴实，不宜折皱悬空。按需要尺寸裁剪拼接，两幅连接处要平整无褶皱。

土工膜应边铺边压，以防止风吹起。未覆盖保护层前应在膜的边角处每隔2 ～5 m放一个20 ～40 kg重的沙袋。

为保证施工方便和拼接质量，复合土工膜应尽量采用宽幅，减少现场拼接量，根据需要在单位内裁剪。

铺设土工膜时应在室外气温5 ℃以上，风力4 级以下无雨雪天气时铺设。若遇雨雪天气应停止施工且对已铺的土工膜用彩条布或塑料布遮盖。

铺设过程中应随时检查膜的外观有无破损、麻点、孔眼等缺陷。发现膜后有缺陷或损伤，应及时用新鲜母材修补。补疤每边应超过破损部位10～20 cm。

3.2.3 土工膜焊接

本工程采用TH—1 焊接机进行土工膜的焊接，在焊接之前需要使用干净的纱布或棉布擦拭或用吹风机吹焊缝搭接处，做到无水，无尘，无垢。

土工膜平行对齐，适量搭接，宽度为10 cm。焊膜机的行走速度一般为1.5 ～5 m/s，施焊温度180 ～200 ℃。

土工膜与挡水强的连接采用黏结剂黏结(黏结剂由李清乳胶涂料，水泥，水拌合而成)，黏结完毕后，在水位线以上锚固。

采用现场撕拉检验焊接好的试样，焊缝不被撕拉破坏，母材被撕裂认为合格。焊接处复合土工膜应熔接为一个整体，不得出现虚焊、漏焊或超量焊。出现虚焊、漏焊时必须切开焊缝。

使用焊接机对切开损伤部位用大于破损直径一倍以上的母材焊接。焊接双缝宽度宜采用2 mm ×10 mm。横向接缝错位尺寸≥500 mm。T 字型接头宜采用母材补痕，补痕尺寸为300 mm×300 mm。

每条膜搭接焊接完后，随即进行外观检查，看两条焊缝是否清晰、透明、无灰渣、气泡、漏点、熔点或焊缝跑边等。如发现有漏焊，熔点等现象，立即用塑料枪进行补旱。

焊接质量需经施工单位质检员检查验收合格，监理工程师确认后，方可进行施工中的各道工序。前道工序未验收合格，不得进行下道工序，进行下道工序或相邻工程施工时，应对已完成工序的土工膜妥善保护，不得有任何人为损坏。

3.2.4 土工膜检测及修补

土工膜铺设和焊接完成之后需要采用以下3 种方法进行检测:

3.2.4.1 目测对铺设的HDPE 土工膜外观，焊接质量、T 型焊接、基地杂物等进行细致的检查。

3.2.4.2 现场检漏法

双焊缝长采用充气法(充其长度30 ～60 m)对焊缝进行检测。将待测段两端就封死，插入气针，充气至0.25 MPa，静观5 min后观察真气表，如气压下降＜20%，表明不漏。

3.2.4.3 破坏实验

现场按每1 000 m2取一组进行试验，其强度不低于母材的80%，且试样断裂不得在拉缝处，否则拉缝质量不合格。

在检查完成之后，应该立即对检测时所作的充气打压穿孔全部用挤压焊接法补堵，对检测发现不合格的部位应及时用新鲜的母材修补，经再次检测合格后，立即缝合上层土工膜。

3.2.5 回填及覆盖

土工膜铺放焊接经检查验收合格后，首先在膜面上铺设人工筛制黏土0.2 m厚，作好膜面防护。土工膜周边和与结构连接处用C15 混凝土现浇密闭。再在土工膜防护铺设0.5 m厚的黏土保护层。

4 结 语

通过对大坝渗漏的分析，发现坝体、坝肩及绕坝存在渗漏，大坝内坡右坝肩出现风化;外坝坡无排水沟，坝脚无排水体。当水位为778.00 m时，可测渗漏量约为2.5 ～5.12 L/s，大坝渗流不稳定。针对上述问题，主要采用土工膜防渗处理的方法进行处理。在施工中，必须严格按照施工工艺进行，从而对施工质量进行保证。

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［6］王兴利，刘慧民. 四方台水库大坝渗漏原因分析及处理措施［J］. 黑龙江水利科技，2010，38(05):47－49.

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