土坝涵洞(管)渗漏、断裂原因及预防处理措施



土坝涵洞(管)渗漏、断裂原因及预防处理措施

冯建国，吴吉刚

(邻水县水务局，四川 邻水，638500)

土坝是水库工程中最重要的建筑物，水库放水多采用砌石涵洞和混凝土涵管的形式，并预埋在土坝的底部。由于涵洞(管)是坝体的组成部分，所以涵洞(管)质量的好坏，直接影响到土坝的安全。在实践中，经常出现涵洞(管)的渗漏和断裂，从而影响水库的正常蓄水灌溉，严重的甚至会引起坝体填土的破坏，最终可能导致跨坝失事。因此，有必要就土坝坝内涵洞(管)渗漏断裂原因及预防处理措施进行分析。

1 涵洞(管)渗漏和断裂的原因

从多年来各地土坝运行实践中发生的问题来看，放水涵洞存在的主要问题是漏水，有少数则发生断裂、堵塞。究其原因，主要有以下五个方面。

1.1 设计考虑不周到

有些涵洞(管)因砌筑厚度不够或强度不足，不能承受管顶的土压力，而引起管身的破坏。特别是坝顶下面的涵管段，填土高度大，承受的土压力最大，有时坝顶还受车辆等活荷载影响。如果在设计时没有考虑最大填土高度和活荷载的作用，则容易引起涵管断裂。有的涵管是有压水流，但设计时却按无压水流考虑，涵管承受不住内水压力而发生断裂漏水；有的涵管没有设计截水环，很容易引起纵向漏水，即库水沿涵管外部由上游至下游渗漏；有的放水涵管没有设计通气孔，放水时在管内形成局部真空，也可能使管壁产生气蚀破坏；有的涵管由于地形条件的限制，管路布置不是直线，而是随弯就弯的弧线，放水进口不是圆滑过渡，而是直线，一遇泥砂淤积，堵塞涵管，使有效库容的水不能放出，从而造成水库不能正常运行。

1.2 施工质量差

对于混凝土涵管，主要是浇筑质量不好，夯捣不严，形成蜂窝麻面，或者是水灰比不当，骨料不纯，养护不善，都可能引起裂缝而漏水。

在施工过程中，由于涵管的填土质量不易保证，也是引起纵向漏水的一个主要原因。普通硅酸盐水泥要待涵管浇筑14天才能填土，而矿碴硅酸盐水泥则要21天。有的涵管浇筑后不久，砂浆未干或混凝土强度未达到要求，就铺土碾压，从而引起涵管的破裂。即使混凝土已经固结，洞顶填土也必须达到一定的厚度(0.8m～1.0m)，施工时要薄土细夯，从而保证施工质量。

1.3 基础处理不好

不少涵管由于铺设在未经处理的软土基础上，由于地基的不均匀沉陷而造成涵管断裂、漏水。有的涵管由于一部分铺设在岩基上，另一部分铺设在土基上，则在交接处更容易引起裂缝。有的涵管设置在坝坡上，也可因土坝体内不均匀沉陷而引起涵管的断裂漏水。

1.4 管理养护不差

小型水库的涵管多数按无压水流计算，但有的水库在涵管出口处任意安置闸门，使无压水流变成有压水流。致使涵管承受不住压力而断裂，有的涵管本来问题不大，但由于平时缺乏检查维修，年长日久，灰浆脱落，表层剥蚀而引起漏水。

1.5 其它方面的原因

如因地震而引起的涵管断裂等。

2 涵洞(管)渗漏、断裂的预防和处理

根据上述分析，可以看出，引起涵洞(管)漏水和断裂的主要原因是：设计不周和施工质量差，地基处理不好，管理养护不善。因此要防止涵洞(管)漏水或断裂的关键是“精心设计，精心施工”。在运行期间，要加强养护管理，做到经常检查及时维修。例如要经常查看洞顶坝坡上有无塌坑裂缝，不均匀沉降等；涵洞(管)出口处与坝墙之间有无潮湿、渗水现象；要进洞察看洞壁有无灰浆脱落，有无裂缝、漏水，并绘制裂缝的大小和走向位置；要仔细观察渗水属清水或浑水，如果是浑水，说明在坝体内已形成了渗漏破坏，表示问题严重；如果是漏清水，虽然短期内不会危极大坝安全，但也要加强观测。根据检测观测结果，分析原因，及时采取处理措施。

一旦涵洞(管)发生漏水或断裂，必须认真检查，及时采取行之有效的措施进行综合治理。处理方法，除处理涵洞(管)本身的缺陷外，对土坝仍本着“上截”、“下排”的原则进行处理。但“上截”往往要待水库放空后才能施工。因此，要先在涵洞(管)出口坝坡湿润部位，用砂土料做好滤水导渗工程，防止渗水将土料带走，然后再根据情况，选用以下措施进行处理：

(1)灌浆。在水库无法放空的情况下，一般采用灌浆办法处理。灌浆能沿涵洞(管)全线进行，如果条件不允许，可根据情况适当减少，有的工程可采用在坝轴线上游1/3范围内灌浆；

(2)开挖回填。当土坝不高，根据漏水情况开挖工程量不大，并能在水库放空条件下施工时，可采用沿涵管轴线开挖回填；

(3)开挖回填与灌浆相结合。当水库水位不能放空时，可适当降低水库水位，在涵洞(管)出口处部分开挖，开挖长度为涵管的1/5～1/4，未开挖的管段采用灌浆处理；

(4)局部填漏处理。如果混凝土管壁个别部位漏水，可采用局部堵塞的方法。具体做法是，水库放干以后，将涵管壁的漏水砂眼凿开，用玻璃纤维或石棉绳堵塞漏水孔眼，表面抹1∶1.5～1∶2的水泥砂浆。最好采用环氧砂浆抹面，效果更好；

(5)衬砌加固处理。如果涵洞(管)质量差，洞壁单薄，漏水严重或发生断裂，可以采用衬砌加固措施，一般有内衬和套管两种方法：内衬处理，即在涵管内壁衬砌一层浆砌块石或预制混凝土块，衬后再进行灌浆；套管处理，将预制的混凝土管，一节一节地套在原涵管中，在新旧涵管之间留有一定间隙，再进行灌浆处理；

(6)地基加固。由于基础不均匀沉陷而断裂的涵管，要先加固地基，然后进行管身结构补强、补漏。如果断裂部位在涵管进口处，可直接开挖坝体处理；如果断裂部位在涵管中间，开挖处理有困难时，可在管内钻孔进行基础灌浆，或在洞内开挖基础进行换土加固；

(7)重做新管。如果开挖处理工作量很大，而涵管管径又过小，无法在内部处理时，则可废弃旧管，另做新管，有条件的可改做隧洞。

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