谈洛阳村水库坝基渗漏原因及防治措施

张选锋

(中铁一局集团陕西华营工程建设监理有限公司，陕西西安　710054)

谈洛阳村水库坝基渗漏原因及防治措施

张选锋

(中铁一局集团陕西华营工程建设监理有限公司，陕西西安710054)

摘要:结合洛阳沟水库的工程概况及水文地质条件，分析了水库坝基发生渗漏现象的原因，从开挖截水墙、铺设柔毡、注浆等方面，阐述了具体的防渗措施，并对实施效果进行了评价，指出采用多种防渗技术综合治理后，解决了水库坝基渗漏的问题。

关键词:水库，坝基渗漏，溢流堰，防渗措施

1　工程概况

洛阳沟水库是为陕西延长石油延能化公司综合管理区供应2 000人日常生活用水的工程，位于陕西富县富城镇洛阳村洛阳沟，洛阳沟内地表水由山泉水和基岩裂隙水汇集而成，本工程在沟内拦坝蓄水。

1.1工程施工情况

重力式溢流堰正常水位892.72(堰顶标高)，坝基顶标高889.92，坝基底设计标高889.77，溢流堰坝体采用C20W6F200抗冻混凝土;溢流堰为开散式;蓄水库区面积达2 500 m2左右，蓄水量达6 300 m3左右。

1.2施工情况

1)本工程开挖施工前，在坝轴线上游约20 m处，堆叠临时沙袋用以阻断溪流蓄水，并放置潜水泵，用软管将蓄水绕过施工现场排放至下游。

2)首先清除蓄水区河床上覆淤泥、冲洪积卵石层;开挖至设计标高时靠山体部分为基底岩石，靠黄土坡体侧部分为软土层，存在地基不均匀沉降隐患。对软基部分全部挖除，直至岩石层。

3)蓄水区西侧山体出现裂缝漏水，对该处靠近山体坡跟位置砌筑24砖墙，砖墙与岩石山体之间根部采用C20混凝土泵送对底层浇筑，上部采用砂加碎石进行回填并作C20混凝土压顶，砖墙内侧及底部满铺复合土工膜。

4)冲洗蓄水区石质岩面，用浆砌片石将蓄水区底面找平后，在库区满铺一层30 cm厚碎石(规格30 mm～70 mm)，用25 t震动压路机来回碾压密实后，再满铺10 cm厚中粗砂+复合式土工膜;复合土工防渗膜(二布一膜)为500型，厚度不小于0.25 mm。

蓄水区域纵剖面示意图见图1。

图1　蓄水区域纵剖面示意图

铺设复合土工膜时，首先要用10 cm厚中粗砂夯实并找平基面，然后再铺设土工膜;土工膜不得绷的过紧，两端埋入土体部分呈波纹状，最后在所铺的土工膜上用细砂铺一层10 cm厚过渡层，其上砌20 cm厚块石作防冲保护层，施工时避免块石直接砸在土工膜上，边铺膜边进行保护层施工;复合土工膜与周边结构物连接应采用膨胀螺栓和钢板压条锚固，连接部位要涂刷乳化沥青(厚2 mm)粘结，以防该处发生渗漏。与坝体相接时，将复合土工膜预留50 cm，待坝体修建时压进C20混凝土防渗墙;复合土工膜的接缝处理采用搭接(搭接宽度宜大于150 mm)。

5)开挖溢流堰坝体底部至设计标高后发现其地基下伏软基层，且局部渗水，我们采取对软基部分全部挖除，直至岩石层;溢流堰挖除软基部分用30 mm～70 mm碎石回填，利用蛙式打夯机打压密实至设计标高;在施工过程中溢流堰底部出现渗水，采用1 m×1 m C20混凝土沿溢流堰根部通长浇筑。

6)溢流堰施工完成后，对上游溪流进水口临时土质蓄水坝开挖拆除，并在上游铺设6根( DN600)水泥涵管作为通水管道，管道上部回填土石作为进山道路。

2　工程试运行中存在的问题与原因分析

2014年9月12日～16日期间水库蓄水试水运行时，发现坝基下出现大量渗漏水，上游溪水进水入不敷出，蓄水溢不出溢流堰顶部，也就意味着水库起不到蓄水作用。9月16日经参建各方现场协商议定后，在上游进水口继续放置潜水泵，用软管将蓄水绕过施工现场排放至下游，水库开始放水，直到9月18日放水排干蓄水区完毕。

2.1渗漏原因

坝基渗漏使水库发挥不了作用且增大对坝底的扬压力，还可能引起坝基岩土体潜蚀，导致坝基失稳。经现场踏勘分析确定:洛阳村水库坝基渗漏主要类型为:孔隙性渗漏、裂隙性渗漏两种情况。孔隙性渗漏是因坝基底部埋设的碎石孔隙产生的渗漏;裂隙性渗漏是通过蓄水库区页岩加砂岩岩石节理、裂隙产生的渗漏。

2.2地形、地貌分析

洛阳村水库库址处于河谷狭窄，喇叭形河谷上游窄谷，下游宽谷，谷坡高陡地区;谷底主要分布淤泥、砂砾石层，下伏基岩系风化页岩加片岩，易发生坝基渗漏;库区周围山体单薄、邻近又有低谷或洼地、存在连通库区和临谷的渗漏通道。当低谷底面标高低于水库水位时发生渗漏，且河谷切割越深，则位差越大，渗流量越大。

2.3岩性状况分析

1)松散岩层:松散岩层的渗透性取决于孔隙度、密实度。溪流上游河床覆盖层由淤泥和下伏风化砂岩加页岩组成，渗透性较大，连通好;下游，河床覆盖层以细颗粒为主渗透性相对减弱，且蓄水库区透水层上分布有足够厚度连续粘土层，具有防渗作用。

2)非可溶性岩:渗透性取决于地质构造的发育情况、岩体中结构面的发育程度以及充填物。洛阳村水库右侧临山体，库区蓄水区下伏风化页岩加砂岩，结构面十分发育，规模大的断层，较破碎的节理密集带，且顺河向贯通坝址上下游;左侧临黄土坡体渗透性差。

3)结构面的类型:蓄水区地层岩性为结构松散的砂砾岩、页岩加砂岩( W3，W4，W2)强弱风化，层理、节理发育，岩芯呈碎块状及短柱状，锤击易碎;砂岩呈中细砂粒状结构，局部加砂岩;无隔水层:必渗。

2.4地质构造状况

具有连通水库内外的不整合面、裂隙带、断层，特别是断层破碎带的存在，都是水库坝基渗漏的主要原因。

2.5水文地质状况

承压水:施工前库区尚有承压水露头时，施工后泉水口高程低于水库水位。

综上分析，洛阳村水库坝基孔隙性渗漏、裂隙性渗漏是造成坝基漏水的主要原因。

3　防渗措施

控制坝基渗漏的方法很多，根据实际情况针对不同部位选取不同措施，多管齐下综合治理。

1)遵循的原则:尽量减少渗漏量;提早释放渗透压力;防止渗透持续破坏。

2)具体是:为减少坝基渗漏量及确保溢流堰坝体安全，可在坝前上游用水平铺盖进行处理，这样做可以增加渗径(若水平铺盖长x，则坝底宽度相当于L + x)，降低水力梯度，从而可以减小单宽流量q;经参建各方群策群力议定:采取对进水口区域施作竖直混凝土截水墙、水库蓄水区域采用防水柔毡覆盖、对蓄水库区左右岸进行防渗处理、对溢流堰坝基根部裂隙孔洞进行注浆等综合治理措施。

4　实施情况

结合地形、地质条件对库区存在渗漏问题进行了全面分析和现场踏勘，决定采取以下防渗工程措施。

4.1竖直混凝土截水墙

对溪流进入库区位置，清除淤泥后，沿左右两岸横向开挖混凝土截水墙( 50 cm厚×1 140 cm长×180 cm深)，混凝土截水墙底部开挖至不透水岩层上，浇筑混凝土前对靠蓄水区面(内面)沿坑底横向满铺柔毡并预留100 cm，待后续与库区柔毡搭接;此举是截断进水口区域进水下渗沿着库底基岩裂隙出漏。

4.2蓄水库区底部采用柔毡铺盖防渗

对蓄水区、左、右坝肩范围内大范围面积采用柔毡铺盖防渗，在全面铺设柔毡时，关键是接头一定要搭接好;周边固埋措施要得当。

4.3蓄水库区山体侧(蓄水区左岸)防渗

蓄水区左岸山体岩面出现裂缝漏水，对该处靠近山体坡跟位置砌筑24砖墙，砖墙与石山之间下部采用C20混凝土泵送对底层浇筑，上部采用碎石、砂进行回填并作C20混凝土压顶，砖墙内侧及底部满铺复合土工膜。

4.4蓄水库区黄土坡体侧(右岸)防渗蓄水库区黄土坡体侧(右岸)岸坡施作M7.5水泥砂浆浆砌片石护坡(基础部分为M10水泥砂浆浆砌片石基础)长70 m，护坡厚度30 cm，角墙基础100 cm高×80 cm宽。施工时，先将坡面削齐、角墙基础开挖至未风化基岩面深度、人工+蛙式打夯机夯实后，然后在底面垫上一层3 cm～5 cm的水泥砂浆，再砌筑30 cm厚浆砌块石;砌体要求平整、稳定、密实，坐浆及竖缝砂浆填塞要饱满密实，竖缝填塞砂浆应插捣至表面泛浆为止，勾缝水泥砂浆采用P.O42.5水泥、灰砂比为1∶2，勾缝完成后覆盖保水养护7 d。

4.5对溢流堰根部进行注浆

对溢流堰坝基根部重点是找出渗水点或裂缝，进行钻孔，采用化学注浆技术，堵住渗水点部位。具体如下:

1)注浆材料选用:注浆堵漏采用的材料为水溶性聚氨酯，由甲苯二异氰酸酯和水溶性聚醚进行聚合反应而成的高分子化合物。该材料是一种淡黄色低粘度，单组分合成高分子聚氨酯材料，形态为浆体，遇水产生交联反应，发泡生成多元网状封闭弹性体的特征。当它被高压注入到裂缝结构延展直至将所有缝隙填满(包括肉眼难以觉察的0.015 mm微缝)，遇水后(注水)伴随交联反应，释放大量二氧化碳气体，产生二次渗压，高压推力与二次渗压再次将弹性体压入并充满所有缝隙，达到止漏目的。

2)具体施作环节: a.清理:详细检查、分析渗漏情况后确定灌浆孔位置及间距。清理作业区，确保表面干净。然后钻孔、埋注浆嘴，使用钻孔工具(钻头直径为14 mm)沿坝基根部横向通长按30 cm～40 cm间距钻孔。b.灌浆:使用高压灌浆机向灌浆孔内灌注化学灌浆料。单孔逐一连续进行。当相邻孔开始出浆后，保持压力3 min～5 min，即可停止本孔灌浆，改注相邻灌浆孔。待所有的孔都灌完后，回到先前第一个灌浆孔，再次灌浆以保证压力最大化。墙面灌浆顺序则为由下向上;待所有的孔灌完后同样也是回到先前第一个灌浆孔回灌一次。c.拆嘴:灌浆完毕24 h，确认不漏后即可去掉外露的灌浆嘴;清理灌浆作业区域溢漏出的浆液;灌浆可以从深层至表层完全密实，很好的堵塞所有孔洞、缝隙。

5　效果评价

通过在上游进水口设置竖直混凝土防渗墙、蓄水库区山体侧(左侧)采取砖墙护体、对库区右岸黄土岸坡采取浆砌片石护坡、蓄水区基底区域采用柔毡铺盖防渗，对溢流堰根部进行注浆;多种防渗措施多管齐下，综合治理彻底杜绝了洛阳村水库溢流堰坝基渗漏问题，经过一年多的运行证明上述方案切实可行，效果良好。

·建设经济·

Discussion on Luoyangcun reservoir dam foundation leakage causes and preventing measures

Zhang Xuanfeng
( Shannxi Huaying Engineering Construction Supervision Co.，Ltd，China Railway 1st Bureau Group，Xi’an 710054，China)

Abstract:Combining with Luoyanggou reservoir engineering conditions and hydrological conditions，the paper analyzes the reservoir dam foundation leakage cause，describes specific anti-seepage measures from aspects of excavation cut-off wall，paving soft cylinder and casting，and makes an evaluation for the implementation effect.In the end，it points out that: it solves the reservoir dam foundation leakage problem through applying various anti-seepage technologies.

Key words:reservoir，dam foundation leakage，overflow dam，anti-seepage measures

作者简介:张选锋(1975-)，男，工程师

收稿日期:2015-11-24

文章编号:1009-6825( 2016) 04-0221-02

中图分类号:TV698.23

文献标识码:A