水利工程土质堤坝防渗漏的重要性和技术措施

李文立　郭杰　张鹏

摘 要：水利工程作为关系我国国计民生的重大工程项目之一，对其堤坝渗漏问题的治理显得尤为重要。从我国水利工程的建设现状来看，渗漏是水库与堤防工程的常见病险形式之一，这一问题已经严重影响水利工程运行安全与使用寿命。而要从根本上解决渗漏问题，首先就必须了解渗漏的主要形式及其出现的原因。本文首先阐述了水利工程土质堤坝防渗漏的重要性，然后分析了土质堤坝渗漏的主要表现形式及其原因，最后提出了相应的防渗漏技术措施。

关键词：水利工程;土质堤坝;防渗漏;重要性;技术措施

中图分类号：TV698.2 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2019）23-0070-03

Importance and Technical Measures of Seepage Prevention of

Soil Embankment and Dam in Water Conservancy Project

LI Wenli1 GUO Jie1 ZHANG Peng2

（1.Yuanyang County Water Conservancy and Hydropower Construction and Installation Co.， Ltd.，Yuanyang Henan 453500;

2.Yuanyang County Rural Drinking Water Safety Project Management Center，Yuanyang Henan 453500）

Abstract： As one of the major engineering projects related to China's national economy and people's livelihood， water conservancy projects are particularly important for the treatment of leakage problems of dams. From the current construction status of water conservancy projects in China， leakage is one of the common forms of disease in reservoirs and dikes， which has seriously affected the safety and service life of water conservancy projects. To fundamentally solve the leakage problem， we must first understand the main form of leakage and the reasons for its occurrence. This paper first expounded the importance of seepage prevention of soil dams in water conservancy projects， then analyzed the main manifestations and causes of leakage of soil dams， and finally proposed corresponding anti-leakage technical measures.

Keywords： hydraulic engineering;earth dam;seepage prevention;importance;technical measures

堤防工程是人类社会抵御洪水灾害的主要工程措施，其安全性对整个社会的稳定发展来说意义重大。水利工程土质堤坝具有轴线长、安全监测难度高、坝基情况复杂和险情随机性大等特点，其渗漏问题的治理具有一定难度[1-3]。从现状来看，我国水利工程土质堤坝防渗漏处理水平并不高，人们需要在今后的实践中加强对治理技术措施的改进和创新。

1 水利工程土質堤坝防渗漏的重要性

水资源是人类社会生产生活不可或缺的资源之一，但自然状态下存在的水资源往往并不能满足人们的需要，这就需要修建水利工程，通过加强水流控制和水量调配，有效满足人们日常生活与生产活动对水资源的需求。水利工程的建设涉及鱼道、渠道、进水口、溢洪道和堤坝等多种水工建筑物的施工，其中，堤坝是水利工程的基础，其工程量占整个水利工程的80%～90%，由此可见，做好堤坝防渗漏工作是非常重要的。我国部分水利工程项目兴建于二十世纪六七十年代，经过长时间的运行，其或多或少都存在渗漏问题，这些渗漏问题会对坝体岩土的土壤黏性、颗粒结构等产生破坏，若不能及时解决，日积月累必定会导致坝基或坝体发生严重变形，最终对堤坝工程的安全稳定运行造成严重威胁。对堤坝进行防渗漏处理，有助于清除堤坝工程存在的安全隐患，进一步增强堤坝的防洪抗洪功能[4-6]。另外，防渗漏技术措施的应用还能抑制工程周边的水土流失问题，有效提升工程的环境效益。

2 水利工程土质堤坝渗漏的主要形式

2.1 坝体渗漏

所谓坝体渗漏，指的就是水体穿过坝身渗流而产生的水量流失问题。土质堤坝工程的主要施工材料是土料，而土料本身带有一定的透水性，在遇到持续性高水位情况时，若土料选用不当或者夯压不够密实，就会导致渗入坝体内的水量显著增加，若这一现象不能及时得到处理，必定会造成塌坑、滑坡等严重问题，进而威胁土质堤坝的安全稳定运行。

2.2 坝基渗漏

坝基渗漏指的是水体沿着坝肩或者坝基透水岩土带渗流而造成的漏水现象，由于土质堤坝本身对地基强度的要求不是很严格，所以基础防渗处理质量的好坏将直接影响土石坝运行的安全水平。在施工建设时，受经费、工期等因素的限制，一些水利工程项目往往没有对当地的地质情况进行全面了解或者在了解后也没有及时采取有效的处理措施，最终导致各种隐患在工程长时间运行后逐渐暴露，并导致坝肩、坝基部位发生严重的渗漏问题。

2.3 溢洪道渗漏

常见的溢洪道渗漏主要有三种形式。一是溢洪道与坝体导水墙和底板结合部没有进行有效的防渗处理，致使高水位泄洪时，水体向坝体的一侧发生渗流。二是溢洪道位于风化岩基或者土基上的基础没有进行很好的处理，在水位较高时，库中的水沿着溢洪道基部朝下游渗流。三是水库大坝在加高时没有对临时溢洪道部位进行有效处理，导致结合部位发生严重渗漏问题。

2.4 接触渗漏

所谓接触渗漏，指的就是水体沿着山体和坝体结合部位或者风化岩层部位朝下游区域渗流的现象。水利工程的坝头和山体结合处属于强风化地带，水库施工时没有及时做好防渗处理工作，再加上岩层本身向下游偏斜，会造成集中渗漏问题。

3 水利工程土质堤坝渗漏的主要原因

3.1 设计方面存在问题

二十世纪五六十年代，我国兴建了一批水利工程，这些水利工程的作用是非常显著的。但是，由于当时的技术水平较低，再加上片面追求工程建设的高速度，诸多小型水利工程往往采用的是边勘查边设计边施工的模式，这就导致水利工程不具备科学规范的施工图纸，整个施工过程十分仓促。设计时，片面追求“多快好省”，盲目学习苏联的水利工程建设经验，大量应用经济边坡、经济管径，而没有考虑到电站扩容、检修等多方面的需求，致使坝身过于单薄，一些水库的防渗体断面过小。少量小型水库甚至根本没有采取反滤措施，这就导致堤坝工程大面积漏水。

3.2 施工方面存在问题

首先，一些水利工程土质堤坝在施工的过程中没有采取有效的质量监督与控制手段，导致堤坝土料的碾压强度达不到要求，或者采用的填筑土料杂质太多，根本不能满足工程施工需求。其次，施工人员在进行土料填筑时没有控制好每一层的厚度，导致某些填筑层的厚度偏大，且分段施工接头部位也没有进行合理搭接。还有一种比较常见的施工问题是在堤坝多次加高的过程中，新土和老土的结合部位往往没有进行妥善处理，导致结合部位发生分层现象，最终致使水平向渗水问题的出现。

3.3 运行管理方面存在问题

在推行家庭联产承包责任制之后，我国许多小型水利工程和山塘都处于无人管理的状态。这就致使工程的涵闸、启闭设施等由于年久失修、缺乏养护而发生严重锈蚀等问题，导致堤坝工程在干旱季节或者汛期不能正常启闭，进而造成大量漏水的现象。

3.4 材料方面存在问题

二十世纪五六十年代，水库修建比较缺乏“三材”（钢材、木材和水泥），为了追赶工程进度，部分水工建筑物不得不采用“土水泥”与石灰作为胶结材料，这就给堤坝工程埋下了漏水隐患。由于缺乏优质土料，一些土质堤坝工程甚至直接采用腐殖质与含水量非常高的砂壤土、淤泥质黏土等作为坝体填筑材料，导致坝体出现不均匀沉陷与漏水问题。

3.5 蚁害问题

千里之堤，毁于蚁穴。20世纪末，我国的荆江大堤、西险大塘等都发生了十分严重的漏水问题，实地调查发现，这些堤坝出现漏水问题，绝大多数是因为黑翅土白蚁的破坏。历史上，我国五丰、天子岗、河口等一系列大中型水利工程都曾遇到蚁害问题。由于黑翅土白蚁的分布具有隐蔽性、广泛性，从其开始入侵到逐渐繁衍扩展需要8～9年，因而其危害经常容易被忽视，若不能及时对其进行挖除、灭绝，则很可能在长时间高水位情况下造成漏水甚至溃决的严重后果。

4 水利工程土质堤坝防渗漏的技术措施

4.1 坝下基层岩溶处理技术

由于种种因素的影响，一些水利工程土质堤坝往往没有对坝下基岩的漏水通道进行全面封堵处理。在水库建成蓄水后，受高水位压力的影响，漏水概率会显著上升，尤其是与坝内防渗体接触的部位，出现冲蚀问题的概率非常大，这就极易威胁整个堤坝工程的安全。针对这一问题，最为有效、可行的解决办法是级配料灌浆技术。这一技术方法主要利用粒径大小不一的碎石、块石等组成级配材料，颗粒物的大小一般是由溶洞裂隙大小与流速快慢来决定的，应确保放入溶洞裂隙中的块石能固定得住，不会轻易被水流冲走，并能发挥出降低水流速度、充填岩溶缝隙的作用。注入的级配料应灌注压力水泥浆，使级配料充分胶结，并与裂隙、岩溶的孔壁牢牢结合，从而把孔洞彻底封堵[7]。

4.2 接触带处理技术

接触带渗漏问题在水利工程中比较常见，对其进行处理的最佳技术方法就是高压喷射灌浆技术。高压喷射灌浆喷出的水泥浆具有局部性、定向性，在某一设定位置，高压水可对原地层结构产生破坏，同时该技术还能注入水泥浆，使其形成一个几何状的凝结体，这就有效避免了普通压力注浆技术应用过程中灌浆范围与泥浆流向无法控制的缺陷。利用旋喷或者摆喷工艺，可在接触带部位形成一道坚实的防渗帷幕，这样就能有效隔断基岩和坝体软土，避免二者的接触，进而有效解决接触带渗漏问题。

4.3 覆盖层处理技术

水利工程土质堤坝下的覆盖层大都是在洪水的冲击作用下形成的，且颗粒往往比较粗，需要在堤坝修筑以前采取一定的防渗处理措施。一般来说，高压喷射灌浆技术在覆盖层防渗漏处理中比较常用，效果比较显著，其主要优点是成本较低、操作方便、施工进度快，且不需要进行开挖，不会对坝体造成破坏，也不需要将库中的水放干，只需要结合防渗体的设计方案，进行钻孔喷浆即可。

5 结语

水利工程土质堤坝防渗漏技术措施的应用对工程的安全稳定运行来说有着十分重要的意义，比较常见的土质堤坝渗漏形式主要包括坝体渗漏、坝基渗漏、溢洪道渗漏等，这些渗漏问题主要是由设计、施工、运行管理等问题引起的。因此，人们在今后的工程实践中必须提高对工程设计、施工、管理等的重视度，并提前采取适当的防渗漏技术措施，如覆盖层处理技术、接触带处理技术等，這样才能从根本上防止堤坝渗漏问题的发生。

参考文献：

[1]蔡庆住.堤坝渗流分析与防渗技术研究[J].大科技，2017（8）：133-134.

[2]王复明，李嘉，石明生，等.堤坝防渗加固新技术研究与应用[J].水力发电学报，2016（12）：1-11.

[3]曲威.浅谈水利工程堤坝防渗加固技术[J].工程建设与设计，2016（18）：163-164.

[4]熊曙英.浅析水利工程中土质堤坝渗漏的原因及对策[J].建筑工程技术与设计，2014（33）：638.

[5]张劲松.小议水利工程技术中土质堤防渗漏的原因及对策[J].大科技，2015（3）：147.

[6]张晓慧.浅谈关于水利工程技术中土质堤防渗漏的原因及对策[J].城市建设理论研究，2013（33）：204.

[7]周炼坤.水利工程技术中土质堤防渗漏原因及措施[J].建筑工程技术与设计，2016（12）：1809.