水库工程大坝渗漏类型及常用处理措施

水库工程大坝渗漏类型及常用处理措施
作者：欧敏
来源：《中国科技博览》2014年第19期
[摘要]文章主要针对当前的水库工程大坝渗漏类型、库区渗漏的常用处理措施进行了分析，并提出一些相关的建议，可供类似工程参考与应用。

[关键词]水库工程渗漏类型处理措施
中图分类号：TU145 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）15-0142-01
一、引言
我国的小型水利水电枢纽工程为数众多，它们分布广，坝型多样，发挥着防洪减灾的重要作用，同时为农业灌溉生产和人民生活用水以及工业用水提供水源。

然而，由于它们多属于特殊历史时期的产物，而且经过多年的运行，其中许多工程都不同程度存在一些病险问题，属于水利行业的重点关注对象。

水利工程是用于控制和调配自然界的地表水和地下水，达到除害兴利的工程，它的运行安全关系国计民生。

目前，世界范围内正在运行的高度超过15m的大型人工水利工程，数量已超过36000个。

我国是岩溶分布最广的国家，随着水利工程建设的迅猛发展，在岩溶地区修建水库越来越多。

特别是在西部山区水利工程建设中，常常会遇到岩溶地区水库工程建设，由于岩溶这种不良地质现象的存在，给施工期主体工程的结构稳定性、基础的处理措施及运行期工程的蓄水成功与否产生重大影响，甚至影响整个工程的成败。

目前，许多大坝修建在岩溶发育的地区，在岩溶发育的岩基上筑坝，其基础处理、水库周边和库区渗漏通道的防渗处理极为重要，同时处理的施工技术也比较复杂。

二、坝基渗漏的类型
根据岩土透水性质的不同，坝基渗漏可分为三种主要类型：
（1）孔隙性渗漏：通过砂砾石孔隙产生的渗漏，一般呈均匀流，渗漏量的大小主要取决于土的粒度成分及其渗透系数；
（2）裂隙性渗漏：通过岩石中节理裂隙产生的渗漏。

当裂隙很多且互相切割时，渗流近似均匀流；当裂隙发育不均一或不规则时，渗流常呈脉状流；
（3）管道式渗漏：通过石灰岩、白云岩等可溶岩中的溶洞产生的渗漏，渗漏量的大小取决于溶洞的大小和数量。

这三种类型在坝基中可以在不同部位同时存在，也可以单独出现，主
要取决于坝基的岩土分布和地质结构条件。

控制坝基渗漏的方法很多。

为减少坝基渗漏量，可以采用上游水平铺盖、垂直混凝土防渗墙、帷幕灌浆及堵塞溶洞等措施；为减小扬压力或渗流梯度，通常采用排水孔、排水廊道、减压井等工程措施。

根据坝基地质条件和渗漏量情况选取上述方法中的一种或几种，上堵下排，就会获得良好的防渗效果。

三、渗漏的常用处理措施
由于水库库区渗漏，水库无法正常蓄水，不仅无法完成原设计任务，而坝体存在漏水通道，同样危及坝体的安全。

因此，在对新建水利工程进行设计时，必须结合地形地质条件，进行库区的防渗设计；对既有水利工程，当库区存在渗漏问题时，必须采取相应的措施进行整治。

目前，工程上采用的防渗处理措施主要有以下几种：
3.1柔毡铺盖防渗。

对大面积渗漏而无集中渗漏通道的库坝区，且坡度在24°以下的大坝和左、右坝肩，或有集中渗水通道又有面上渗漏的库坝区，只要对集中渗漏通道先作处理（如开挖回填混凝土塞或自流灌水泥浆、水泥砂浆等封堵），均适宜用柔毡铺盖防渗，但使用柔毡铺盖防渗的关键是接头一定要搭接好，周边固埋措施要得当，并且最好是用混凝土截水墙截到隔水岩层或不透水部位上。

3.2 混凝土铺盖防渗。

这种措施适宜覆土较薄、坡度在24°～45°之间的岩石基面的岸坡渗漏区，其关键是要根据所受水头选好混凝土标号、铺盖的厚度和确定水灰比。

施工时，应打掉基岩面的尖角，清除面上的泥垢、油污等杂质和强风化的破碎岩石，用水清洗后（最好使用高压水冲洗）垫上2～3cm厚的水泥砂浆，然后浇筑混凝土。

混凝土浇筑要振捣密实，养护
21d。

对大面积的混凝土防渗铺盖要作分块处理，每块尺寸以1m×5m为宜。

块间分缝处作好止水处理。

防渗铺盖的范围应处理至不渗水岩层或与其它防渗措施联合处理至不透水部位，共同组成防渗体。

3.3水泥砂浆砌块石沟缝防渗。

这种方法适宜库岸坡度较陡（45°以上）、基面为岩面覆土不厚的库岸坡和水头较低的坝体迎水坡面防渗。

这种方法的关键是控制施工质量，施工时，先将岩基面的泥垢、油污等清除干净，排除积水，然后先在岩面垫上一层3～5cm的水泥砂浆才砌筑。

防渗砌体厚度根据水头选定，不低于1/20水头且不小于30cm厚。

砌体要求平整、稳定、密实，座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425号以上的水泥。

灰砂比为1︰1～1︰2，勾缝前必须将缝槽冲洗干净，不得残留灰碴和积水，勾缝完成后养护21天。

3.4 对溶洞要进行水泥灌浆和水泥冲砂灌。

对于有集中通道和溶洞的库坝区渗漏，应先对集中漏水通道水泥灌浆和水泥浆冲灌，其关键是确定水灰比、灌浆压力、灌浆间歇时间和冲砂的数量，灌浆压力应为水头的1.5倍左右，水灰比应选择几种不同的比例交替灌。

间歇时间根据气候和水泥的初凝时间确定，如长期不能灌满则应加砂灌。

3.5 混凝土截水墙。

对未设坝前防渗铺盖的坝体及左右岸坡，由于清除现有淤泥工程量多，投资大，有的因库水不能放干而无法清除，故只有设置混凝土截水墙或其它防渗帷幕。

混凝土截水墙应截到不透水岩层上，或截到不透水部位，与其它防渗体连接起来。

3.6 防渗帷幕灌浆。

这种措施适肩坝基和坝肩的深部漏水防渗。

其技术主要是确定孔深、孔距、布孔方式、布孔排数和选好浆液的配合比，确定灌浆压力。

四、几个方面建议
基于水库岩溶渗漏问题的复杂性，研究左岸岩溶渗漏的变化趋势显得十分必要。

所以对今后在继续深入研究左岸岩溶渗漏问题做以下几个方面的建议：
（1）调查各水源地的取水量及动态走向，调整和完善地下水长期观测网点，继续对地下水位、渗漏出逸点、渗漏量等与水库水位的相关的特点进行监测和研究。

（2）减少高水位运行下的绕坝渗流量，无论从正常蓄水位还是防止淹没库区耕地考虑，水库最高水位都不应超过34.0m。

尽可能减少水量渗漏损失水量，节约有限的水资源。

（3）跟踪调查和补充勘测已出现的入渗点进行，并积极提出渗漏段防渗处理的可行方案，为防渗处理理论指导。

（4）基于岩溶渗漏计算的不确定因素较多导致的计算成果与实际偏差较大，故建议用多种方法测算渗漏量，如利用测量入库流量和出库流量，以及利用库容曲线取得左岸岩溶渗漏量的直接数据；也可以利用地下水均衡方法估算渗漏量。

（5）水库工程库区渗漏处理措施。

结合水库工程地形地质、水文条件以及水库主体结构的布置形式，建议在水库工程中，采用防渗帷幕灌浆的方式进行库区渗漏的处理措施。

五、结束语
随着水利水电建设事业的发展，国内修建的大坝愈来愈多，地质条件良好的坝址也越来越少。

目前，许多大坝修建在岩溶发育的地区，在此筑坝，其基础处理、水库周边和库区渗漏通道的防渗处理极为重要，同时处理的施工技术也比较复杂。

基于有些水利设施病态特别多，而且相当复杂，地质条件千变万化，只要掌握好岩溶发育规律，认识它的特点，在实践过程中去解决。

该地区控制岩溶发育的主要因素是岩性、构造、地貌及地下水的运移和发育基准面起主导作用。

了解和掌握基本资料，针对每一个具体问题进行有效的处理，才能达到满意效果。