水库大坝渗漏原因及防治措施

2016-10-21刘文林

农民致富之友 2016年8期

[摘要] 水库大坝渗漏是水利工程较为常见的问题，类型众多，状态多样，成因复杂，后果严重，必须高度重视，切实加强防治。本文分析了大坝渗漏原因，介绍了相应的防治措施。

[关键词] 水库大坝渗漏原因对策

Abstract： Reservoir dam seepage is a common problem in water conservancy projects，which is characterized by numerous types，status diversity，complex causes and serious consequences. It should be paid high attention and prevented. In the paper， the dam seepage reasons are analyzed， and corresponding prevention measures are introduced.

Key words： reservoir dam； seepage； reasons； countermeasures

[中图分类号] TV697.32 [文献标识码] A [文章编号] 1003-1650 （2016）04-0288-02

小型水库是以农田灌溉为主，兼顾城镇供水、养殖为一体的综合性效益的水利工程。坝体作为水库运行和防洪抗汛的主要水工建筑，长时间运行使用后，必然会存在防渗体风化、坝身渗漏的现象，不但直接降低了蓄水功能和效益，也给工程带来隐患，对水库坝身的整体性产生影响[1]。因此，本文分析、研究了水库坝体渗漏的状况和原因，提出准确的防治措施，有效杜绝水坝渗漏，对提高水库建设质量，更好地为农业服务，意义重大[2]。

1 大坝渗漏的常见类型和状况

大坝渗漏的表现相当多，而且状态复杂，它的主要危害有：如其渗漏量较大，将使水库效益显著降低，使某些岩土或断裂带充填物产生渗透变形，治理难度也较大，是水电建设和使用中的突出问题。

1.1 大坝渗漏的常见类型

从土石料透水性质和渗透破坏发生的机理看，大坝在水流渗透和外力的作用下，会使坝体的土石料受到冲击，土石料的颗粒或颗粒成分、颗粒结构等，发生相对移动，此现象称之为大坝渗漏，也称渗透破坏。渗透水流作用下的坝体土石料抗剪切强度降低，坝基发生不均匀沉降、局部沉降和冲剪破坏，即为形变破坏。破坏形式根据形成原因分为孔隙性滲漏、裂隙性渗漏、管道式渗漏等几种形式[3]。

1.1.1孔隙性渗漏：水流透过土石料孔隙间隙产生的渗漏，一般是孔隙均匀流态，渗流量的大小主要取决于土石料的颗粒级配及其渗透系数。例如黄土、各种粒径的砂层及砾石等。

1.1.2裂隙性渗漏：水流透过土石料中节理、裂隙产生的渗漏。当节理、裂隙错综复杂时，裂隙性渗流近似均匀流态；当节理、裂隙发育不规则时，裂隙性渗流呈非均匀流态。裂隙性渗漏量的大小取决于节理、裂隙的发育程度[4]。

1.1.3管道式渗漏：水流透过可溶岩中的溶洞产生的渗漏，管道式渗漏流量的大小取决于地下溶洞的规模。例如喀斯特地貌区的水库，水流透过各种规模的溶洞发生渗漏。

这三种类型的渗漏在坝基中可以在不同部位同时出现，也可以独立出现[5]。

1.2 大坝渗漏及其后果

水库蓄水运行以后，开始持续受到渗流、破坏、冲刷、冻融等作用，还有可能受到非正常频率洪水和地震的破坏作用，建筑结构逐渐老化，坝体承受水压力、风浪压力等巨大荷载作用的能力不断下降，因而必须及时通过安全鉴定评价分析，准确掌握坝身应力变化规律，找出危及大坝安全的主要原因，并加固补救，以保证大坝的安全运行。如果水库坝身的安全隐患得不到及时鉴定和安全加固，则会影响水电站发挥其设计功能的，并且可能会造成溃坝危险，给人民的生命财产带来极大的灾难，威胁国民经济建设，以及生态环境和社会稳定[6]。

2 大坝渗漏形成原因

根据大坝渗漏发生的部位不同，分为坝体渗漏、坝基渗漏、绕坝渗漏三种情况，各种渗漏的原因分析如下。

2.1 坝体渗漏主要原因

大坝在加高培厚过程中，坝体通过很多次规模的扩建，新、旧坝体连接的位置处置不好，筑坝土石料质量差，土石料水性大、回填土中块石及杂物过多，引发坝体渗漏隐患。如果大坝提高蓄水水位，坝体的防渗体将承担更大的水压力，进而导致防渗墙失去其用途，存在溃坝的危险[7]。

2.2 坝基渗漏主要原因

坝基渗漏通常是由于土石坝的地基强度不高所造成，因此基础与坝身防渗体的衔接程度，关系到大坝的运行安全。例如有些水库地基基础覆盖层很厚，或其地基为透水岩石带，如：未胶结或胶结不好的砂砾石层，岩浆岩，玄武岩、还有岩溶透水带等。由于水库建设过程中对地质情况未予探明，或探明后未按施工规范进行加固处理，在水库后期运行多年后，安全隐患慢慢显现，造成坝基渗漏严重[8]。

2.3 绕坝渗漏主要原因

绕坝渗漏又称坝肩渗漏，是指水库蓄水后，由于上下游水头差，使库水沿坝两岸岩石的孔隙、裂隙、溶洞、断层等向坝下游的渗漏。产生的主要原因是：由于坝端岸坡地质条件差，如土石坝两侧岸坡下有透水的砂砾层；开挖或者风浪侵蚀岸坡后，破坏了上游岸坡的铺盖防渗体；坝端与岸坡衔接处的防渗体处理措施不当，如防渗体暴露，反而加剧了绕坝渗漏；有时施工未根据设计要求进行，造成质量缺陷，形成渗漏通道[9]。

3 大坝渗漏的防治措施

3.1 灌浆帷幕

通过钻孔向地下灌注可凝结的浆液，堵塞岩体裂隙（渗漏通道），形成可以阻水的防渗帷幕。灌浆分为帷幕灌浆、固结灌浆、接触灌浆，用于防止裂隙性岩溶渗漏具有显著的效果。对规模不大的岩石裂隙渗漏也有较好的效果。一般在坝肩位置设有接触灌浆，以防止绕坝渗漏。接触灌浆布置在坝前，以及坝后的坝基处，提高地基承载力。坝基灌浆要贯穿深层岩石基础，这是防止坝基渗漏比较彻底的办法。灌浆的灌浆压力、钻孔孔距、钻孔排距、钻孔排数等，根据壅水高度、建筑物特点、岩溶发育特点和灌浆试验结果确定[10]。

3.2 防渗墙

当坝基下透水层厚度不大时，常用防渗墙防渗，这是一种比较简单、可靠的防渗措施。防渗墙根据材质分为粘土墙、混凝土墙和大口径钻孔成墙等形式。粘土防渗墙多用于土壩坝基，将透水层截断与坝身心墙或斜墙相连接，要求防渗墙厚度满足设计要求，具备反滤措施，以保护防渗墙不致产生管涌和流土。混凝土防渗墙多用于岩石坝基的透水带，如溶蚀带、岸坡风化带等[11]。

3.3 铺盖

在大坝坝基的上游，以钢筋混凝土板做成铺盖，覆盖坝底漏水区，以防止渗漏。铺盖防渗主要适用于坝底的孔隙性、裂隙性渗漏。水库库底大面积渗漏，常用粘土介质铺盖；对于水库岸坡地段的局部渗漏，常用钢筋混凝土铺盖。为防止坝基、坝端渗漏而设置的防渗铺盖，最好使坝体与上游的防渗覆盖相衔接，将绕过铺盖的比降和流量控制在允许范围以内。

3.4 隔离与导排

隔离就是在水库岸基岩石上修筑隔水围堰。对于渗漏范围不大的集中区，修筑围堰可以减少水量渗漏。导排则是将建筑物基础下及其周围压力水区域通过反滤设施，如减压井、导管及排水沟（廊道）等将压力水引导至建筑物范围以外，以降低水压力。减压井或其他排水设施一般在坝后的防渗帷幕和后面的两岸山坡[12]。

3.5 堵洞

查找集中漏水的洞口，用填充材料堵塞，是防止岩石裂隙渗漏的有效方法。对裸露在外的基岩中的漏水洞，只要清除其风化松软的腐质，然后用混凝土、水泥浆液封堵，即可获得良好效果。对于深层岩溶河段，由于基岩中渗流通道埋藏于覆盖层之下，要消除覆盖层，应找到基岩中渗流通道的入口，加以封堵。如果覆盖层太厚，彻底开挖清除掉有一定困难，也应尽可能深挖清除。清除其中的腐质物质，然后加以封堵。[13]

4 结语

水库大坝如何治理渗漏问题，一直是水利水电工作者长期关注的重要的工作，任务艰巨，难度大。必须仔细分析渗漏原因，高度重视，采取相对应的防治措施，有效解决大坝渗漏问题，以使水库发挥最大的社会、经济效益。

参考文献

[1]樊长华，罗兴建，陈残云. 江口水电站水库岩溶渗漏问题研究[J].人民长江， 2001， 32（3）：13-15.

[2]葛娟. 泾惠渠水库渗漏研究[J]. 电网与清洁能源， 2009， 25（8）：78-80.

[3]蒋昊良，李卓，麦山. 宁夏贺家湾水库渗漏分析研究[J]. 宁夏工程技术， 2015， 14（1）：34-37.

[4]库尔班·艾克木，阿斯古丽·吐尼亚孜. 小型水库堤坝防渗漏监测研究[J]. 黑龙江水利科技， 2015（1）：139-140.

[5]米德才，张新兴. 浩坤水电站水库岩溶渗漏研究[J]. 地球与环境， 2005， 33（z1）：242-246.

[6]宋林华，王长富. 北京牛口峪污水水库喀斯特渗漏问题研究[J]. 地理环境研究， 1989（2）：70-79.

[7]田应坤. 龙塘河水库大坝渗漏研究及综合治理技术[J]. 水利与建筑工程学报， 1998（3）：19-21.

[8]王永普. 五峰秦家湾水库防渗加固设计[J]. 科技创新与应用， 2016（2）.

[9]王子忠. 砾岩岩溶与水库渗漏研究[J]. 四川水力发电， 2003， 22（2）：18-20.