某水库坝基渗漏原因及处理对策

吕锦伟

某水库坝基渗漏原因及处理对策

吕锦伟

一、工程概况

某水库位于江北山区，水库建于1959年，总库容为81.5万m3。水库枢纽由大坝、放水涵、溢洪道组成，水库大坝为均质土坝，坝长143m，最大坝高16.3m，坝顶高程57.6m，水库具防洪、灌溉、养殖等综合功能。此水库虽为小（2）型水库，但因其位于山区，且下游有村民数百人，故其防洪功能较为重要。

目前水库大坝的除险加固工程正在进行，坝身防渗工程（坝身摆喷）已经结束，但大坝下游坝脚仍有一条渗水带。

二、地层情况

结合坝脚渗漏点的位置，进行了有针对性的勘探工作，勘探揭露地层如下：

○0层，坝身填土，为重粉质壤土夹砾石及碎石：黄色，硬塑，砾石及碎石含量达30%～50%。层厚16.8m，层底高程40.80m。

①层，砾、卵石：灰白色，湿，中密。层厚1.2m，层底高程39.60m。为坡积层，孔隙较大，钻进时不返浆。

②1层，强风化石英砂岩：棕红色，湿，坚硬，裂隙较多，岩芯呈碎块状。层厚1.0～2.7m，层底高程36.90～38.60m。

②2层，中等风化石英砂岩：灰白色，湿，坚，岩芯呈短柱状，裂隙较少。层厚 3.0～4.2m，层底高程 33.90～34.40m。

②3层，石英砂岩：灰白色，湿，岩芯呈长柱状，基本没有裂隙。已揭露最大厚度3.8m，最深层底高程30.60m。

具体地层参见图1。

三、坝脚渗漏原因分析

坝脚漏水原因只有两种可能：一是坝身漏水，二是坝基漏水。因漏水点距坝轴线较近，而坝高有16.5m，如果是坝身渗漏，则渗径太短、比降太大，且本身坝身已实施了摆喷截渗措施，所以不可能是坝身渗漏。

据了解，本水库防渗措施为摆喷，摆喷深度从坝顶算起为18.0m左右，摆喷已把渗透性较大的层坝身填土和①层砾、卵石层截住。而18.0m以下为强风化石英砂岩，为中等透水层，强风化石英砂岩的透水性较大，据现场压水试验，透水率分别达18.9Lu及11.7Lu。

图1 沿坝轴线工程地质剖面图

传统意义上石英砂岩不透水，但因其节理裂隙发育（节理3组以上，不规则，呈X型或米字型，以构造型或风化型为主，多数间距小于0.4m，大部分为张开节理，部分有充填物，岩体呈小块），节理裂隙宽度达5mm左右，为张开节理，所以强风化石英砂岩的透水率大于10Lu，已属中等透水，按照《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）有关规定，坝基岩体透水率大于10Lu的必须进行防渗处理。

而透水率10Lu的分界线的大致深度在21.0～22.0m（参见图1），已在中等风化岩层内，因此下坝脚透水的根本原因是②1层强风化岩层及②2层中等风化岩层的上部为中等透水性，而摆喷深度不够，没能截住这部分透水层。

四、处理对策

土质防渗体坝，其基岩透水性较大时，常规的处理方式是两种：一种是做混凝土防渗墙，另一种是做帷幕灌浆。

混凝土防渗墙可用粘土、混凝土、塑性混凝土、土工膜等材料。它既可以作为坝体和堤身的防渗体，也可以作为透水地基的防渗体。最常用的是混凝土和塑性混凝土连续墙。如笔者亲历的滁州市城西水库除险加固工程（2010年通过竣工验收），因坝下游测压管水位一直偏高，严重威胁着大坝的安全，初次采取的加固措施是坝身高喷灌浆和坝基劈裂灌浆。但初次加固后，坝基扬压力仍然偏高，后经地质勘察查明坝基扬压力偏高的根本原因在于坝基下存在着一层强透水的砂砾石层及细砂层。查清原因后，改用混凝土防渗墙截渗措施，防渗效果良好，目前下游测压管水位已恢复正常，确保了大坝的安全使用及滁州市人民的生命财产安全。还有小浪底土石坝的地基防渗和三峡二期围堰的堰体和地基防渗都使用塑性混凝土垂直防渗墙。达到了理想的防渗效果。

根据实际需要，垂直防渗墙可完全隔断地基的透水层，彻底解决地基土的渗透变形问题，也可不完全隔断透水层，做成悬挂式的，起延长渗径、降低下游逸出坡降的作用。

据本工程的实际情况，因混凝土防渗墙成本太高，也可做帷幕灌浆对透大率大于10Lu的基岩进行防渗处理。帷幕灌浆深度至少应进入相对不透水层（透水率小于10Lu）以下5m，处理后的基岩透水率应小于10Lu。

不论采用哪一种方式对坝基进行防渗处理，应注意三点：一是一定要选择正规、信誉好的施工单位；二是施工过程中应认真监理，确保施工质量；三是施工结束后应进行现场压水试验，检测强风化基岩的透水性。必须经压水试验确认强风化基岩透水率小于10Lu后，水库才可正常蓄水。

本工程除险加固以前曾做过勘察工作，但因前勘察单位认为①层砾、卵石层透水性较大，未做压水试验，进而忽视了本库区的强风化石英砂岩的透水性也较大，从而导致了对坝基的二次防渗处理而造成浪费，其实只要前期勘察中对库区进行一些简单的地质测绘工作并在钻孔中进行一些压水试验就可查清基岩透水情况

（专栏编辑：周 权）

安徽省水利水电勘测设计院勘测分院 233000）