水库大坝产生渗漏的主要原因及其应急处理措施的探讨

水库大坝产生渗漏的主要原因及其应急处理措施的探讨

摘要：渗漏是水库大坝在进行病险排查时发现的最普遍的病险形式。本文主要通过论述了渗漏的主要形式，分析成因，并结合工程实践，介绍几种应急处理方法和加固措施。

关键词：土质大坝渗漏形成原因处理措施

水库大坝渗漏通常是指水体向围护区以外渗流而产生水量漏失的现象，它的主要危害有：如其渗漏量较大，将使水库效益显著降低；降低软弱结构面强度，使某些岩土或断裂带充填物产生渗透变形；造成相邻低谷、洼地或坝基扬压力增加；下游地下水位抬升、建筑物地基浸没、失稳；引起坝肩、坝体滑动等环境地质问题；造成水库下游农田浸没和盐渍化等。由于这种渗漏现象通常是逐渐发展的，在一开始不会立即造成水库大坝溃决垮坝等大事故，但如不及时处理加固，任其自由发展，则很有可能导致灾难性事件。

本文主要论述水库大坝、溢洪道等永久性或半永久性挡水建筑物的渗漏问题，同时结合工程实践，提出相应的应急处理措施和方法。

一、渗漏的主要表现形式

土质堤坝的渗漏，常见的有坝基渗漏、坝体渗漏、涵闸渗漏、接触渗漏、绕坝渗漏和溢洪道渗漏等，现分述如下：

1、坝基渗漏

坝基渗漏通常是指水体沿坝基和坝肩透水岩土带渗流而发生漏失水量的现象。由于土石坝对地基强度的要求不高，因此基础的防渗处理好坏直接关系到土石坝的运行安全。有些水库地基基础复盖层很深，或其基岩为透水岩土带，如：未胶结或胶结不好的砂砾石层，砂砾岩、砂岩、岩体风化带或裂隙透水带；岩浆岩，非岩溶化沉积岩和变质岩中的断层、裂隙密集带；玄武岩、安山岩等喷出岩的柱状节理，层间裂隙和岩熔洞穴；还有一类为岩溶透水带，如石灰岩、白云岩、大理岩、页岩、泥质页岩等。建设过程中由于种种原因对地质情况未予探明或探明后却未及时按规范进行妥善处理，在运行多年后，隐患逐步暴露显现造成坝基、坝肩严重漏水。这种现象在五六十年代修建的水库中是比较多见的。

2、坝体渗漏

坝体渗漏主要是指库内水体透过坝身渗流到坝后而造成水量流失的现象。由于土质大坝是由土料填筑碾压堆积而成的，而土料本身具有一定程度透水性，在持续高水位下，如果填筑的土料选择不当或碾压不实，渗透到坝体内部的水分即会相应增加，浸润线和出逸点也会明显抬高，如不及时处理，就可能发生滑坡、漏洞、塌坑等现象，这对土质大坝的安全和稳定危害很大，其演变过程通常是从

润湿—散浸—集中渗漏—流土—管涌—溃决。

3、闸体渗漏

闸体渗漏是指由于闸门破损断裂或因周边止水失效，或因闸身不均匀沉陷导致闸体变形，在其周边接触处发生水体流失的现象。水体通过至于闸体漏水的情况屡见不鲜，我市早期兴建的水库，多数存在闸门漏水现象，如：乾县杨家河水库和淳化秦庄沟水库因放水涵管基础沉陷、闸身变形，造成闸身周边漏水。

4、接触渗漏

接触渗漏主要是水体沿坝体与两岸山体结合部或风化岩层处向下游地区渗流的现象。如老鸭嘴水库左坝头与山体结合部位在建库时未做认真处理，形成集中渗漏。

5、溢洪道渗漏

溢洪道渗漏也可列入接触渗漏，最常见的有三种：一是水库大坝加高时，对原遗留的临时溢洪道部位未作妥善处理，结果在结合层面上发生渗水；二是溢洪道位于土基或风化岩基上而基础又未作很好处理，结果在库水位在高位时造成库水沿溢洪道基部向下游渗流，；三是对溢洪道与坝体导水墙和底板结合部，未作有效的防渗处理，导致高水位泄洪时，水流向坝体一侧渗流。

二、渗漏形成的原因

造成土质水库堤坝渗漏的原因错综复杂，但概括起来，主要有以下几种原因：

1、设计缺陷

五、六十年代，全国各省市曾成功地修建了一大批水利工程，其成绩是有目共睹的，但由于当时的技术和认识水平的局限，加上片面地追求高速度，许多小型水利工程采取“边勘测、边设计、边施工”的方法，致使许多工程缺乏规范的图纸，仓促上马；在设计思想上则片面追求“多快好省”，并盲目照搬苏联经验，大量采用了坝下涵管、经济管径和经济边坡而未认真考虑放水、检修、泄洪和电站扩容等需求，致使溢洪道和放水涵管尺寸偏小，坝身过于单薄或坝坡偏陡，部分水库防渗体断面偏小，少数水库甚至未在坝后设置反滤措施，从而导致坝后浸润线出逸点偏高，坝坡大面积散浸及漏水。

2、施工缺陷

一是在五六十年年代开展的群众性水利运动中，施工机械化程度低，没有大型碾压设备，也缺少必要的质量监测和控制手段，致使辗压强度不够；或填筑土料杂质多并有较大土块未予充分粉碎夯实；或每层填筑厚度过大（≧40cm），分段施工接头处又未能作有效搭接，使工程质量低下；二是大坝在经加高时，新老

土结合部往往未作有效处理，从而出现结合层面上的分层现象并导致水平向渗水；三是大坝加高时，防渗体（心墙、斜墙等）与坝体和两侧山坡结合部未筑嵌槽或作妥善处理；四是溢洪道与坝体、山体的连接部分以及导水墙等，未作有效的防渗或截渗处理；坝后排水反滤体质量差或失效，从而造成浸润线和出逸点抬高，渗水从坡面上逸出；五是坝下涵管未设截水环或设置过少，加上基础软硬不一，导致涵管变形折断和漏水等。

3 、地质上的缺陷

由于受经费和开工期限制约，绝大部分小（二）型水库及重要山塘在建设前均未作地质勘探，部分水库由于建于溶岩或复盖层很深的地区，施工时又未很好开挖或无法挖到新鲜基岩；发现问题后也未修筑防渗铺盖或实施帷幕灌浆，最后导致坝基渗漏和坝后沼泽化。还有些水库堤防为了减少填筑方量和节约投资，常将严重风化或节理发育破碎的部分山包、岗垅未作处理或略作处理后，即作为坝体的一部分，从而造成坝体渗漏。

4 、材料上的缺陷

在五六十年代兴建水库时，由于“三材”十分匮乏，为赶进度部分圬工建筑物被迫采用地产“土水泥”和石灰作胶结材料，由于这些材料强度低，抗腐蚀能力差，结果留下了漏水和剥蚀的隐患；部分水库由于缺乏优质土料，甚至采用含水量及腐植质极多的水稻土、淤泥质粘土、腐质土或砂壤土作为坝体填筑材料，从而造成坝体不均匀沉陷和漏水。

5、运行管理缺陷

在八九十年代，不少小（二）型水库长期处于无人管理，致使启闭设施、涵闸、拉杆严重失修和锈蚀，常常导致在汛期或干旱季节无法正常启闭，从而造成无益弃水或大量漏水。

6、其他

“千里金堤，溃于蚁穴”，一些大坝因蚁穴、鼠洞危害也会发生漏水险情。

三、处理措施和方法

“上堵（截）下排”是水库大坝防渗抢险时必须遵循的一个基本原则，即在迎水面迅速查明漏水部位，并及时截断漏水来源，同时在背水坡渗漏部位，采用反滤导渗和压渗，以防止流土和险情进一步扩大。一切抢险方案和预案均需按照这个原则进行制定。如违背原则，在背水坡渗水处用不透水材料进行强堵，很可能酿成更大的险情。根据全国近年来一批水库大坝的抢险实践经验表明，如遇险情，必须迅速抽调1至数名富有实践经验，有一定权威和能相互协调的技术人员以及一名头脑冷静并能果断决策的领导到现场指挥，在查明原因并制定切实可行的抢险方案后，为防止险情扩大，必须立即调集劳力、抢险物资，统一指挥抢险，切