对中小型水库防渗墙防渗技术探讨

叶坤胜

兴宁市温公水库管理所

摘要：本文针对中小型水库存在的防渗方面的问题进行系统论述，提出加强中小型水库防渗技术的有关措施。

关键词：中小型水库；水库；防渗

1 现阶段中小型水库工程中存在的防渗问题

水库的渗漏作为一种严重的水库工程危害，不仅造成严重的水资源浪费，而且，还会造成水库大坝的整体渗漏，严重者容易导致水库坝体崩溃，将对附近居民造成严重的生命财产损失。在我国现阶段已建成的水利设施中，中小型水库的渗漏问题最为严重，根据水利部的相关调查，在全国范围内，大约有 77% 的已建成水库存在坝体渗漏的问题，而在发生事故的水利设施中，有25% 是由坝体的渗漏引起的水库崩溃。

水库大坝的防渗工程主要体现在滑坡、裂缝和渗漏，而大部分的滑坡和裂缝的出现一般都是由渗漏导致的。因此，在处理水库大坝质量上，防渗是至关重要的。传统的防渗原则是水坝的上部堵渗，水坝的下部排渗，堵渗的措施一般有水平防渗和垂直防渗。水平防渗一般用粘土进行铺盖在结合水坝下部的挖沟排渗及减压井排渗等，达到防渗的效果。垂直防渗有主要采用混凝土防渗和喷射灌浆防渗。在具体加固和防渗工程中，针对水库大坝的具体情况，采取工程措施，有的是坝基加固防渗，有的是坝体和坝基都需要进行防渗和加固，而在水库大坝防渗工程中更多的是采用垂直防渗的措施，其優点在于不需要把水库中水放空。而水平防渗措施一般都必须把水库中的容水放空方可进行。

2 中小型水库渗漏问题原因

2.1 水库设计安全隐患

当前我国许多小型水库在设计过程中，大多是勘探、设计与施工同时进行，这种设计方式直接导致设计人员对水库周边自然环境的考察不够细致，在设计施工中无法全面的考虑水库放水、检修等各环节的实际需求，进而在水库投入使用时，留下了极大的安全隐患。

2.2 管理缺陷

我国部分地区的小型水库经费投入不足，管理人员需求紧张，部分堤坝得不到及时的养护，从而导致渗漏现象发生。

2.3 前期勘探问题

在中小型水库建设的前期，由于前期勘探力度不够，对当地地质环境没有全面的了解，在建设过程中盲目开工，对部分出现的问题也没有进行及时的处理，从而为坝体渗漏留下了隐患。

3 现阶段中小型水库的具体防渗技术研究

3.1 水库防渗墙水平防渗技术

作为现阶段中小型水库防渗墙的最主要防渗技术，水平防渗技术主要用于一些中小型的水库坝体的坝基防渗，其防渗原理主要是以粘性土在水坝的上游河床部分建筑防渗铺盖，铺盖要与坝体的防渗部分紧密相连，而且，要向上不断延伸，务必达到所要求的长度。而与坝体相连的铺盖，主要的作用是增加防渗的半径，以做到减少坝体渗漏损失和坝基的渗漏滑坡范围，一般来说，当水库坝体的覆盖层深度过高，导致无法进行垂直防渗的时候，或者由于进行垂直防渗的造价成本过高，无法实现的时候，一般采用水平铺盖防渗技术。而如果水坝上游的铺盖以及水坝淤积物过多，可以作为防渗利用的情况下，更加适宜采用水平防渗措施，由于坝体铺盖无法像垂直防渗技术中那样做到完全控制水流的渗漏，所以在防渗的程度和效果上，水平防渗技术具有相对的局限性，所以在众多的中小型水利设施防渗工程中普遍运用，针对水库的规模和坝体的类型，合理适当地运用水平防渗技术，在一些特殊的水利设施防渗中，也可以与其他防渗技术搭配使用。

3.2 水库防渗墙垂直防渗技术

垂直防渗作为现阶段水库防渗墙防渗的最主要技术，其形式和样式也是多种多样的，针对不同类型的坝基和坝体，对水利工程的具体材料和特性进行全面考虑，运用科学合理的垂直防渗技术。

首先，垂直防渗技术中的帷幕灌浆技术，该技术主要是针对岩石材质的坝基进行的一种防渗技术，根据水利设施的实际水文和地质条件，通过对水库坝体现场的灌浆试验，以此确定垂直防渗钻孔的排数和深度，以及孔的距离。在防渗的形式上，防渗帷幕通常采用水泥灌浆的形式，而针对土石材质的坝体，由于坝基比较软，是否可以采用灌浆帷幕进行防渗，主要取决于坝体层的可灌性，而坝体的可灌性主要取决于坝体层的颗粒组成，其确定了浆液的渗入程度以及能够扩散的范围，反应到具体数据上，M=D/d，其中 D 代表受灌地层的土料颗粒直径，单位 mm；而 d 表示灌浆材料的控制颗粒直径，单位 mm。根据反滤的原理推定，一般在 M 值在 5 以下是不符合灌浆条件的，M 值在 5 到 10 之间，表示坝体的可灌性比较差，M 值在 10 以上，表示适用水泥灌浆粘土浆液。但是，该种灌浆工艺也具有较大缺点，工艺本身的工序比较复杂，而且相关的费用也比较高，另外在工艺的实施过程中，还要注意地表的压力加重，不然达不到良好的灌浆效果，而对于化学性的灌浆，虽然可灌性能良好，而且在防渗抗渗上也比较强，但是成本十分昂贵，而且会造成严重的地下水质污染，在进行中需要谨慎采用。

其次，土工合成材料的垂直防渗技术，该技术主要适用于水库坝体的防渗，以及水库坝体岸坡的长期维护和防渗处理，所谓土工合成材料主要指以聚合物为原料的土工织物，以及相关的土工膜产品，而该技术主要针对的是土石材质水库坝基的防渗，具体方式是将土工合成的材料在水库坝体的上游进行铺设，主要材料是沙砾、土及砂子，将其混合做成过渡垫，之后再进行护坡和加盖处理。而水库坝体的坡度，要受到坡度受垫层和土工膜之间进行摩擦影响，所以在坡度比较平缓，用料比较多的情况下，进行坝体铺设和检修是比较方便的。然而，土工合成材料防渗技术中还存在的重要问题就是材料的选择，尤其是对于土工膜和坝体之间的保护材料厚度的选择上，一定要具有相应的防渗效果，而且要保证稳定，所以在材料的选择上要有具体的要求：在细砂土层坐垫的厚度选择上，一般要保持在 5 — 10cm。而土工膜的厚度要保持在 0.5m 左右，用于砂质粘土保护层，之后还要利用块石板或者混凝土板进行表面保护。该种土工膜的使用，在现阶段十分广泛，因其发展迅速，技术迅速成熟，一时之间在众多工程的防渗工序中都得到有效利用，突出特点如下：防渗整体性能良好；操作工序简便；防渗施工速度比较快；防渗完成后坝体的形态完整；抗拉强度较高；质地比较柔软且与土壤严密结合；运输便利；具有较好的抗老化和耐气温性能。

最后，混凝土防渗墙垂直防渗技术也是一种相对成熟的水库防渗技术，该技术主要用于深厚的冲积层坝基的防渗，以及水库坝体的长期防渗治理。自上世纪开始，混凝土防渗墙技术就进行了大力研究，在现阶段运用也十分广泛，其防渗原理主要是利用相关的防渗工具，对于水库坝体进行防渗，在沙砾的坝基中，修筑槽，在用泥浆进行坝体加固，之后用直升的导管进行混凝土浇筑，最终形成连续的混凝土墙，做到坝体防渗的效果，其防渗墙的厚度一般控制在 0.6～0.8m，该技术在现阶段的坝体防渗工程中被广泛运用，重点用于土石材质的坝基防渗，是一种经济可靠的防渗技术。

4 结语

综上所述，目前我国中小型水库中有关防渗墙防渗问题普遍存在，由于各水库病险土石坝修建的时期、以及环境因素和技术水因素等关系所导致的渗漏途径也各有不同。当前的防渗墙防渗技术，主要采用防渗漏铺盖、混凝土防渗墙、土工合成材料以及劈裂灌浆等治理措施。所以，在进行防渗墙防渗漏治理前做好详细的调查工作，如坝体裂缝分布及渗水范围、漏水量等，而且针对坝体、坝基及坝肩的渗漏现象要进行勘察实验，确保及时有效地治理渗漏。

参考文献：

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[2] 王旭，庞金城，雷晓辉，田雨，蒋云钟.水库调度图优化方法研究评述 [J].南水北调与水利科技，2010，（05）.