保靖县分析喀斯特岩溶地区水库防渗处理

张波

【摘要】上世纪70年代乌江渡水电站的建设标志着我国开始在岩溶地区修建大型水电站取得了较好的开端。与普通地区相比较而言，在岩溶地区修建水利水电工程项目存在很大的难度。岩溶地区修建水库主要问题在于岩溶通道渗漏问题。经过多年的发展，我国在岩溶地区修建水利工程项目积攒了大量的实践经验。通常情况下岩溶地区河谷的断面比较狭窄，岩石的硬度处于中等水平，就这方面来说比较有利于修建水利水电工程。但是岩溶地区也存在一定的问题，最显著的问题就是岩溶渗漏现象。

【关键词】喀斯特地貌;岩溶渗漏;水库防渗

随着我国经济建设加快和人口增长迅速，对于用水的需求也逐渐加大，要解决这一难题，方法就是多修水库。随着水库修建越来越多，具有良好的筑坝条件选址地越来越少，迫使我们将很多水库修建在了岩溶地区。岩溶地区岩石多孔多洞，地下水系发达且发育方向无法计算。这种岩溶性质导致水库坝基难以贴合紧实，坝端两侧山体不稳，加大施工技术难度。另外雨水继续侵蚀水库周围山体和坝体，侵蚀出来的缺口或者缝隙同外界或地下水系连通会导致渗漏。因此，加强喀斯特岩溶地区水库防渗研究具有重要意义。

1、喀斯特岩溶地区水库渗漏

1.1渗漏形式分类渗漏形式

按照不同标准有多重分类形式：

按渗漏道标准：①缝隙渗漏;②管道渗漏。

按渗漏时间分类：①永久性渗漏;②暂时性渗漏。

按渗漏区域分类：①库区渗漏;②坝区渗漏。

由于库区渗漏和永久性渗漏属于大工程问题，不在维护范围以内，因此本文只着重讨论坝区渗漏和暂时性渗漏。

1.2坝区渗漏主要原因

（1）筑坝土料透水性强，夯压不紧实，回填土料中杂质含沙量大导致渗水。

（2）坝体本身较单薄，渗流路径较短，给渗漏提供了有利条件。

（3）涵管周围与土方结合不紧密，涵管未做截水环处理，沿管壁纵向渗漏。

（4）千里之堤渗漏于蚁穴或者老鼠洞。

（5）筑坝前坝基清理不彻底，坝基岩溶孔洞未作基本处理。

（6）坝端两岸岩石透水性大或岩溶孔隙多。

（7）坝端接头不紧密、施工质量差造成沿坝端渗漏。

2、岩溶地区水库渗漏处理方式

2.1岩溶区渗漏处理方法

通常将岩溶区渗漏处理方法总结了8个字，即“避、堵、围、铺、截、导、观”。

首先要尽量避开正在发育的岩溶区域，避免坝基和坝端这两个重中之重被发育的岩溶侵蚀。若无法避开，则需要找到促使岩溶发育的雨水來源，堵住正在发育的孔洞并堵住其雨水来源，阻止其继续发育。对于无法阻止其发育又会对水库造成影响的溶洞，需要修建围栏或者竖井将其包围，把溶洞的影响降低到最小。对于坝体或岸体渗水的情况，多采取“铺”和“灌”的方式处理，在渗水严重的片区，采用灌浆的方式形成阻水帷幕以降低渗水效率。对于以大口径通道和裂隙为渗漏通道的集中渗水来说，主要采取“截”的方式，截断渗水通道，阻止漏水。“观”即观察、巡查，在水库的日常维护中，水库管理人员要时刻紧绷精神防微杜渐，着重巡查易漏水和渗水的点，将渗漏扼杀在摇篮中。“导”即导水导气，适时导出涵道管中的空气和积水。

2.2坝基泉水处理

对于坝体基础不牢的水库来说，易产生坝基泉水。根据岩土透水性差异，坝基渗漏可分为三种基本类型。

（1）孔隙型渗漏。即通过砂砾石子等杂质的边缘形成孔隙，多孔隙串联形成渗漏路径。一般该类型渗漏流量均匀，渗漏量取决于杂质含量多少和土壤渗透系数。

（2）裂隙型渗漏。坝基底部岩石中含有裂隙，当裂隙串联形成渗漏路径，裂隙渗漏便即产生。裂隙较多且互相切割较为杂乱时，该类型渗漏流量均匀，而裂隙发育程度不同或走向不规则时，呈现脉状流。

（3）管道式渗漏。通过石灰岩等可溶岩中的大口径孔洞产生的渗漏，渗漏量通常较上述二者为大。但由于其孔壁为岩石，雨水侵蚀被水库存水阻绝，渗漏量稳定，一般不会扩大。特殊情况可能形成管涌，形成重大安全隐患。

上述三类渗漏可同时存在与不同的部位，也会单独出现，地质条件、岩土分布情况以及坝基筑造工艺等都对其有影响。为了减少坝基涌泉渗漏量，可以采用多种措施。现下的基础处理措施有上游水平铺盖（粘土或土工膜）、帷幕灌浆、堵塞溶洞、垂直混凝土防渗墙等。为了减少渗透压力和渗流梯度，一般采用修筑排水孔、排水渠、减压井等工程措施。根据每个水库地质水文条件和渗漏情况差异，有机选择上述防止渗漏方法，多种方式结合，可以取得良好的防渗效果。

2.3对坝基溶洞、竖井和溶蚀裂隙的处理

（1）对溶洞与竖井的处理

将竖井的覆盖层彻底清除直达基岩，洞内用毛块石混合浆液塞满填紧，根据井口直径不同，选择使用混凝土或者钢筋混凝土预制板等材料封口。封口材料要有一定强度，用来承担坝基压力，防止沉陷。对于倾斜程度一般的溶洞，也可采用相同办法处理。洞的喉部用毛块石填紧，在洞口做反滤层，用黏土填筑防渗。另外，如遇到溶洞与外界联系紧密，洞口较大，水流通过性较好。也可设置倒滤棱体，防止水流带走泥沙，形成后坝坡滑坡。

（2）对小溶洞和溶蚀裂隙的处理

一般使用“截”和“铺”的方式处理。“截”的两种形式是：①当地下水层与坝基相隔较近时，挖开隔水层，开辟截流槽，截流槽底部要埋入地下0.5～1m;②当坝基同地下水层相距较远，隔水层较厚时，采用灌浆法形成防止渗透的屏障。要注意的是，这两种方法不是非此即彼，常常结合使用。上游隔水层较厚采用灌浆屏障的方式，下游隔水层逐渐变薄，就采用开挖截流槽的方式。

2.4绕坝渗漏处理

绕坝渗漏值得是通过坝端空隙、小溶洞、构造破碎地带产生，多采用堵、铺、导、截等方式。处理这种渗漏，建设坝体时的预防工作做好十分重要，因为由于坝体的覆盖，难以处理深埋在坝端的孔隙。首先将岸边大大小小的溶洞和空隙部分清挖，对于坡度较大的山地，将所有孔隙中的杂质清除，大孔隙用水泥砂浆砌毛块石填塞住，小孔隙用水泥砂浆勾缝，最后覆盖混凝土层。在平缓地段，将大小孔隙以上述方式填塞住后，再用混凝土和土体铺筑，做成斜墙式的铺盖，方便坝体建设。