水库管理过程中土坝渗漏的原因及对策分析

沈悟

（贵阳市花溪水库管理处，贵州 贵阳 550025）

前言

水库管理是开展防汛工作的重要内容，就近几年发生洪涝灾害的情况来看，土坝渗漏对于我国的抗洪水利工程而言具有重要意义[1]。土坝在使用过程中出现渗漏较为常见，如何进行土坝渗漏处理对于防洪工程意义重大。结合防汛工程的实际情况和需要，对土坝渗漏的原因对策进行分析，能够有效地及时解决突发事件，避免汛期来临之际对区域发展负面影响。土坝渗漏管理是水利工程建设的重要内容，是避免水害发生的重要措施。水库管理过程中出现土坝渗漏情况应该严肃对待，判断渗漏的种类的严重程度，进行及时处理和维护，确保水利工程的功能效益能正常发挥[2]。目前我国已建成水库多为土坝，部分地区土坝建设工程由于地处在偏远的山区，建筑材料稀缺，人力资源较少，缺乏充足的财政支持，受到技术条件、施工难度大等因素的限制，土坝施工质量堪忧，在实际使用过程中也容易出现土坝渗漏的情况。其中小型土坝渗漏最为常见，在实际的考察调研中发现相当一部分的小型水库土坝存在渗漏风险[3]。随着各地对水利工程建设重视程度的提高，政府财政实力不断增强，土坝渗漏处理技术更加成熟，土坝除险加固工作不断推进，现将土坝渗漏的具体分类及相应的处理措施论述如下。

一、土坝渗透分类

（一）按渗漏表现分类

1.集中渗漏

集中渗漏情况下，土坝两岸山体或者坝基、坝体流水，流出浑水或者清水，流水为射流或者是无压流。

2.坝体浸润

坝体长时间的处于浸润状态，随着浸润时间的延长，坝体土层吸水变软，可能会在坝体下流出现集中水流。

（二）按渗漏部位分类

1.坝体渗漏

坝体集中渗漏或者是坝体浸润，坝体坡脚和背水的坝体面为主要的渗漏部位[4]。

2.绕坝渗漏

下游岸坡形成渗水，渗水主要从天然的洞穴或者是裂缝中通过。

3.坝基渗漏

土坝坝脚或者外部易渗漏的部分溢出渗水，渗漏后形成管涌、流土。

4.接触渗漏

渗水通过土坝与刚性建筑物接触面或者与岸坡接触面后溢出。

二、土坝渗漏的原因分析

（一）坝体渗漏主要原因

土坝施工质量不佳，坝体岸坡过陡，排水体面及较小，土坝承受能力不佳，导致下游排水体渗水，形成坝体浸润；防渗体被破坏，心墙面及较小或者是粘土斜墙尺寸较小，下游坝体与防渗体未进行过渡部分设计；土坝内部涵管设计不良，未保留节流环导致涵管破坏，地基建设质量导致渗水从土坝薄弱部位渗出；土坝主体建设材料透水性过大，或者是土坝碾压力度不够导致坝体渗漏；土坝内部有生物洞穴，为渗水提供机会；由于地质灾害或者是认为引起震动，造成土坝出现裂缝，导致渗漏。

（二）绕坝渗漏主要原因

土坝两岸山包覆盖层较薄弱，或者两侧山体较为薄弱；断层位于土坝坝肩岸坡位置，或者是该部分较为薄弱；土坝坝体出现洞穴形成渗漏通道；土坝岸坡植被遭到破坏或者是遭到风浪冲刷，导致绕坝渗漏[5]。

三、水库管理过程中土坝渗漏主要处理方法

（一）灌浆处理法

灌浆处理法主要分为劈裂式和充填式。采取灌浆的方法，对绕坝渗漏或者是坝体渗漏进行处理，这种方法主要适用于水库蓄水期间或者是粘土料不足的情况。对于渗漏情况较为严重，工程量较大，不能精准确定渗漏部位的情况。若渗漏部位能够精准确定，则直接采用充填式灌浆方法。若出现坝体浸润的情况，或者是溢水点较高，则采取劈裂式灌浆方法进行渗漏处理。灌浆孔距一般根据灌浆压力和土层渗水情况确定，灌浆孔深度应该大于漏水部位最少3cm，灌浆孔的密度逐渐增大。

（二）粘土斜墙法

粘土斜墙法的优点是处理难度较小，处理成本较低，适用于坝体渗漏情况严重，坝坡脆弱，坝体较矮的情况。通过机械或者是人工的方式，在原来坝体的上游部位建成，防渗材料即为粘土，将粘土夯成实墙。该方法通过建立一道新的防渗体，通过斜墙粘土加固大坝上游，可以良好的处理坝基渗漏。黏土斜墙法可以降低造价，同时高效处理坝基和坝体两个部位的渗漏[6]。在使用这一方法是应该注意，粘土要分层夯实，严格按照筑坝的标准进行施工，土坝两岸结合面做好处理，土料也应严格按照各项标准处理，以确保土坝渗漏达到预期的处理效果。

（三）土工合成材料防渗法

土工合成材料防渗法一般用于坝体附近粘土不足的情况，该方法同样成本较低，施工难度小，同时具有较好的防渗性能，在温度较低的地区也适用，重量轻，有助于控制成本造价。复合土工膜为常用的土工合成材料，复合土工膜上一般需要先铺垫保护层土料[7]。土料的厚度必须大于0.3m，土料中不得含有体积较大的杂质，诸如石块、树枝等。

（四）套井回填法

该方法利用粘土回填渗漏部位，而后加以夯实，在土坝内部铸成一道又良好防渗性的截水建筑，防止坝体出现渗漏。该方法一般采用打井机在土坝渗漏部位打孔后回填，截断渗漏。该方法主要适用于窄心墙坝裂缝情况，同样具有操作难度小的优势，同时防渗能力较强。

（五）消灭生物，填埋洞穴

生物在坝体内或者周围打洞穴是严重威胁土坝安全的行为，容易造成坝体渗漏，这是需要找到动物的洞穴，对老鼠等生物进行驱除或者消灭，对其洞穴进行堵塞处理，可以采用灌注粘土或者是开挖回填的方式进行处理。

四、水库管理过程中土坝渗漏对策分析

（一）学习土坝渗漏基本知识

学习土坝渗漏的常见种类和导致不同种类土坝渗漏的原因很有必要。根据土坝渗漏的观察资料，了解渗漏变化的规律和影响因素，了解浸润线与土坝渗漏量二者之间的变化规律，了解水库水位和土坝渗漏量二者的变化规律。在实际情况下，土坝渗漏量加大和浸润线提高意味着土坝渗漏的种类为接触渗漏、坝体渗漏等。分析土坝渗漏的破坏性，根据土坝所在地的地形和地貌分析土坝渗漏发展情况。

（二）判断土坝渗漏破坏情况

判断土坝渗漏破坏情况，若土坝坝脚渗漏量巨大，或者是渗漏异常浑浊，则说明土坝破坏。若渗漏量突然减少，则可能是土坝内部坍塌，渗漏通道暂时被堵住，也说明了坝体破坏严重。观察坝体渗漏流水的浑浊程度，进而判渗漏破坏情况。

（三）防渗心墙施工工程质量控制

泥浆质量。泥浆在防渗心墙的施工中起到的作用是至关重要的。泥浆在造孔时可以冷却钻头，保护孔壁；在清孔时可以稳定孔壁，泥浆的重要作用不言而喻因此造孔施工的质量很大程度上取决于泥浆的质量。评定泥浆质量好坏的指标有流变性能、粘结性能以及稳定性等。在施工的过程中，应该严格检测控制泥浆的相关指标，泥浆的密度应该严格控制在1.2g/cm3-1.3g/cm3[8]。

孔垂直度与平整度。防渗心墙的平整度和垂直度的指标应该严格把控，因为这两个因素直接影响墙体的厚度和连续性，孔的斜率小于0.4%是相关标准的规定。工程实践中有许多方法来控制孔的斜率、平整度、垂直度等指标，最常见的有：①避免钻机偏移。摆放钻机的地基应该牢固紧密，确保钻机可以平稳工作，避免钻机造孔时由于地基导致孔的指标不合格，斜率过大等情况的发生。一般选择机械碾压法压实地基，这样使得导墙的作用得到最大的发挥。而浇筑导墙时应该保证墙顶平整度，导墙的平面位置要平行于防渗墙中心。②保证防渗墙轴线与锤具中心是对齐的状态，钻机的基座也要保证平整。斜锤具钢丝绳也要按照要求测量，最重要和墙体轴线吻合。刚开始造孔的时候要确保孔斜率小于0.4%，因此要多次测量斜率以达到要求。

槽孔入岩与入岩深度。在土坝坝体维护中，勘探孔的间距对施工过程也有一定影响，其中间距大会增大施工难度，甚至可能会把坝体中的其他石头错认为基岩，这是非常严重的错误。而因为其他因素的限制，比如资金、施工进度等，在实际的施工过程项目进度较为紧张，在基础的施工流程完成后，一般不会再次增加勘探孔的数量，因此，要做好钻孔记录，保证施工过程中设置合理数量的勘探孔，合理判断防渗墙嵌入岩石的深度，同时确保施工质量，严格按照施工过程中的单位时间判断掘进量，确保墙体嵌入深度合乎标准。

清孔和接头处理。清孔有许多方法，在对槽底的泥浆进行清除时，一般采取潜水排污泵进行，其他情况下一般降掏渣筒和泥浆泵结合起来进行适用。砂石与岩屑泥浆通过同时输送的泥浆来代替置换。清孔进行的不彻底或者没有足够时间进行清孔时，可以使用空压机来提高效率与效果。钢丝刷子来处理接头是十分常见的方法，根据刷子上的泥屑、淤积来判断清理是否合格。

混凝土浇筑。拌合物质量、浇筑连续性等都是影响浇筑的重要因素。在进行浇筑时，一般将胆赛管、泡沫球等放在漏斗下口处来避免管内泥浆与混凝土混合。浇筑的顺序首先为槽底，施工过程中为方便导管的提升和拆除，要定期记录混凝土的高度。导管埋入深度要保证在1 米以上，以2m-4m 最为合适，且在浇灌过程中不能离开混凝土，直到混凝土浇灌到导管埋深在6m时将导管提升，超过6m 导管就很难提升了。

结束语

水库管理过程中，土坝在长时间的使用后，都会出现渗漏情形，土坝和坝基是渗漏发生的主要部位。土坝出现渗漏情况要及时关注，判断土坝渗漏破坏情况，如果渗漏量超过一定程度，则要及时进行处理维护，否则易发生流土、管涌等大规模的土坝破坏情况。水库管理人员也要学习土坝渗漏的基本知识，对于土坝渗漏的原因进行分析和查明，采取适当的方式处理土坝渗漏情况，提升防渗效果，若出现超出范围的渗漏要及时上报，在保证防渗效果的前提下，采用造价最低、操作最简便的处理方式进行土坝维护，保障土坝下游人民的生命安全和财产安全。