水库土坝渗漏的状况、原因与处理措施分析

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随着我国社会的发展步伐加快，水利工程行业获得进一步发展，水库是水利设施的组成部分，承担着防洪、发电、城市供水与旅游等任务，是促进所在地经济发展的一项重要举措。水库修筑一般是就地取材，大坝采用粘土填筑，构筑物则是采用水泥混凝土浇筑，由于受地质条件限制和施工不当等原因影响，水库坝体或多或少会发生渗漏现象，尤其是使用过程中突然增加的渗漏点，如不及时进行分析、处理，有可能造成坝体垮坍，严重影响水库的使用安全和寿命，对整个水利设施安全造成很大威胁，同时，对投资者也会造成很大经济损失。土坝心墙是一个基础防渗方法，其优势是结构可靠、效果好、施工简单等，能够降低坝体渗漏量，现在广泛应用在水库土坝防渗处理中。

1 某市水库土坝现状

某市现在有水库24座，其中中型1座，小型23座。该市的24座水库中22座是病险水库，占总水库比例是91.6%。大部分水库修建在山区与半山区，对所在地经济发展与人们生活改善等发挥了重要作用，是粮食生产不可缺少的基础设施。在24座水库中有3座是90年代后建成的，其余都是上世纪50年代到70年代修建，当时修建均是全民投工投劳而建，机械化程度较少，由于各种原因，有的水库建成就是病险水库，再经过五六十年使用，很多设施不断老化，维修与养护管理不到位，和当时建设标准低，陆续出现水库土坝、输水和泄洪设施渗漏，有些还比较严重，水库带病运行，已经成为险库，其中土坝和坝基渗漏最为突出。由于受资金所限，只有根据病险重轻程度，先后进行除险加固。

2 水库土坝渗漏原因和种类分析

纵观该市坝体渗漏，分析其原因主要有这几个方面:(1)由于当时技术限制和人们筑坝意识低，几乎没有规范土料场。填坝土料是就取材，很多防渗能力无法达到设计要求，这些不合格土料使水库在蓄水过程中很容易发生渗漏。(2)因为施工机械的落后，大部分选择石碾碾压，土层厚度过厚和不均匀，石碾碾压特点是没有震动，造成每层填土下部疏松、上部密实、以及层间结合处处理不合理，特别是地面以下的坝基未处理或处理不当等，而产生集中漏水带。(3)输水涵洞很多是砼埋管，其截水环不够或者没有设置，有的是涵管沉陷，管身断裂，造成坝体发生异常渗漏。(4)后坝趾没有排水与反滤设施或者已经失效，造成坝体发生异常渗漏。(5)地震引起土坝产生裂缝和滑坡等，而造成土坝渗漏。

坝基渗漏的原因主要有这几个方面:(1)坝基有砂砾石层或者岩层地层没有选择有效的防渗措施系统。(2)很多坝基没有截水槽或者槽的深度不够。(3)因为施工机械不够，坝基大部分选择人工清基，对河床的冲洪基层没有完全清基，造成坝体与坝基结合处发生渗漏。

绕坝渗漏的原因主要有这几种方面:(1)岸坡发育有到下游岩溶，发生严重绕坝渗漏。(2)坝体和岸坡结合带清基不完全或者坝土碾压不合格。(3)坝肩顺着岩层面、裂隙或者断层带发生绕坝渗漏。

3 正确选出防渗处理措施

垂直防渗技术措施是目前常用的防渗手段，它和其它技术措施比起来，截流效果更好。根据施工方法与所用材料分成这几种:(1)防渗心墙;(2)振动防渗板墙;(3)喷射灌浆、充填与劈裂灌浆和深层防渗板墙等。根据该市这几年对坝体除险防渗处理的经验，结合病险坝体不同情况，基本上是采用防渗心墙处理技术措施，达到了坝体除险和防渗目的。

防渗心墙施工中的质量控制要点:

(1)泥浆质量。造孔时，泥浆有护壁、携渣与冷却钻具等功能，清孔时还能稳定孔壁，所以，造孔施工中控制泥浆所有指标就显得很重要。配置的泥浆要有较好的物理和流变性能、稳定性与泥皮产生能力等，泥浆制作完成后和施工过程中，要检测泥浆所有指标，要注重控制其密度、含沙量、黏度和失水量等，泥浆应选择粘土配制，密度控制在1.2～1.3克/每立方厘米。

(2)槽孔垂直度与平整度。这两个指标直接影响墙体连续性与有效厚度，根据规范要求，孔斜率应控制在0.4%以内，为较好地控制孔的垂直度与孔壁平整度、孔斜率，要从这两个方面加以控制:①摆放钻机的地基应密实，为此，应选择机械碾压法对松散地基进行压实，避免钻机造孔时引起地基发生过大或者不均匀沉陷，从而使导墙有效发挥导正就位作用。浇筑导墙过程中其平面位置要和防渗墙中心平行，并确保墙顶平整度，以方便钻机轨道的安装并保证其与防渗墙符合性。②钻机就位以后要整平其基座，把锤具中心和防渗墙轴线对齐，还要测斜锤具钢丝绳，并调整和墙体轴线达到完全吻合。造孔时，特别是刚开始掘进时要多次测斜，以保证槽孔孔斜率是0.4%以内。

(3)槽孔入岩与入岩深度。对中小型水库项目，设计给出的地质剖面图有很多是根据初步勘探资料来确定的，勘探孔间距比规范要求大得多，这对施工中确定基岩面造成极大困难，甚至会把孤石等判断成基岩。从中小型水库现在建设环境看，因为受进度和资金等限制，施工过程中增补勘探孔不大可能，所以施工中，要采取有效方法判断防渗墙嵌入基岩的合理深度，这是确保墙体防渗功能的关键。为保证墙体嵌入深度达到设计要求，在钻孔时要如实记录好钻孔，结合单位时间内掘进量来判断有没有进入基岩，由于冲槽施工中，一般来说砂砾石层掘进量比基岩掘进量要大，所以在冲槽掘进量显著降低时可以判断已经进入基岩。

(4)清孔和接头处理。这里选择泥浆泵清渣和掏渣筒掏渣结合起来的方法进行清孔，就是用砂石泵或者潜水排污泵来清除槽底沉渣与槽内泥浆，同时输送新鲜或者经过过滤的泥浆来置换孔内的砂石与岩屑泥浆。在清渣不佳或者为缩短该过程时间，使用空压机来辅助清渣。接头处理时选择带钢丝刷子进行刷洗，当刷子上不带泥屑和孔底淤积没有增加时，接头清理就合格了。

(5)混凝土浇筑。浇筑时，必须确保拌合物质量与浇筑连续性，拌合物关键是控制参数坍落度与扩散度，坍落度是18到25厘米为合适，扩散度30到38厘米为合适。为避免管内泥浆与混凝土混合，提前在漏斗下口处放置泡沫球或胆赛管，第一罐混凝土方量要通过计算来确定，且一定要达到能挤出管塞与埋住导管底部。混凝土浇筑要从槽底开始，浇灌时要不停的测定混凝土高度，方便计算导管的埋置深度与快速准确的提升与拆卸导管。导管埋入深度一般控制在2到4米为合适，导管至少埋深度要超过1米，要特别注意导管不能拔离混凝土，混凝土浇筑要连续，最在埋深不能超过6米，否则会导致导管较难提升。

3 总结

通过该市这几年对多座病险水库实施防渗心墙处理，获得一条经验，就是对每座病险水库要根据其病情情况结合土坝、坝基与两坝肩情况选择正确防渗措施，对防渗方案做出多种技术、经济与施工比较，确定经济合适、技术成熟和施工简单方便控制的技术方案，同时要对施工期坝体安全作出分析、防范，以保证施工人员、土坝安全，施工还要根据设计要求防止水土流失，做好环境保护。

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