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，切忌群龙无首，众说纷纭和犹豫不决，以免贻误战机。

根据多次实战经验，抢险堵漏的主要手段是：“临水截渗，稳定坝坡”。

即在迎水面离堤脚2－3米处抛石以加固堤脚、控制水势，同时可采用土工膜（布）、彩条布贴面截渗或用有内衬塑料薄膜的编织袋加土封堵；如库水深，风浪不大，附近又有丰富的粘性土料时，也可在迎水坡一侧，由上而下，由里而外慢慢倒土，使其在漏水一侧沉积固结，以达到封堵闭气的目的；如库水位较浅也可在水面以下用木桩和土袋构筑围堰，然后在围堰内倒土夯实并做好标识。

如发现渗水漏洞时，也可用棉絮覆盖，然后用砂土袋封堵，必要时也可采取沉船封堵。

在背水面渗水处则可用有反滤导渗能力的土工布、编织袋（布）摊铺贴护并加压块石或砂石料进行压渗。

此方法可以最大限度地调配和使用劳力，避免窝工，同时还可避免背水坡修筑的月堤在持续高水位或迎背水坡水位差过大时产生的土体松软、坍塌和渗水面积，使险情进一步扩大。

如果一时调集不到土工织物和砂石料时，也可利用当地的芦苇、柳条、树枝、麦草、玉米杆等材料用绳索铁丝扎紧后，分层贴铺在渗水部位，以防土体被水流带出。

这些方法在以往的抢险中都取得较好的效果。

对于水体较深的水库特别是涵管严重漏水、启闭机又无法正常启闭的情况下，可采用双层编织袋，中间衬以旧棉絮，再用尼龙线或聚乙烯线缝缀成米字形，并在四角各系长绳，底纲上则悬吊块石作为沉子，然后在岸边和用船1—2只将衬有棉絮的编织袋缓缓投入渗漏部位，利用负压和牵引绳索使编织袋紧贴漏水部位，再抛置土袋贴坡加固。

当水库堤坝发生持续高水位时，由于渗透流速加大，渗透坡降变陡，如渗透坡降大于地基表面弱透水层或坝体防渗层允许的渗透坡降时，会在背水坡坝脚附近发生渗流破坏并形成管涌和流土，这时的抢护原则为“反滤导渗，控制涌水，留足渗路”，这样可使粉细砂层不再破坏，又可降低渗水压力，从而使险情得以稳定。

其常用的抢险办法为为：反滤压盖，即用土工织物，砂石、梢料反滤压盖，并以制止涌水带出细沙和使浑水变清，稳定险情为原则；也可在管涌流土处抢筑反滤圈井或减压滤井，前者适用于管涌流土数目不多，面积不大的情况，后者适用临背水头差较小，高水位持续时间短，管涌或流土周围地表坚实、完整、渗透性较小且未遭破坏和出险处较少的地段，常用的有无滤层圈井或用无底木桶、铁桶紧套在出水口上面，四周再用袋围筑；当背水坡脚出现分布范围较大的管涌群时，也可抢筑月堤，截蓄涌水直到制止涌水带沙和险情稳定；也可修筑透水压渗台或水下抛填反滤层等。

四、水库堤坝渗漏抢险后的治理水库堤坝渗漏经紧急抢险并转危为安后，应进一步查明险情发生的根本原因，制定相应方案，彻底予以治理。

对于坝基渗漏通常可用垂直截渗（混凝土防渗墙、帷幕灌浆）、设置水平或斜坡式铺盖，排水减压；岩溶地区通常采用混凝土堵塞和隔离，以便将渗透比降、扬压力和渗透压力控制在允许范围内；对于坝体和堤防的渗漏，常见的处理方法有压力灌浆，劈裂灌浆，套井回填，加做粘土或混凝土连锁截水墙；在迎水面采用土工膜防渗处理；下游面采取导渗沟或采取贴坡排水、褥垫排水或加做反滤层以降低出逸点高度；对于涵管漏水通常可采取环氧树脂补漏、钢丝网水泥喷浆加固、化学灌浆或另打隧洞；对于抗渗性较差的断层破碎带，通常是在断层破碎带与建筑物基岩防渗帷幕轴线的相交处，沿断层的倾向开挖竖井、斜井或平洞，同时清除软弱破碎物质再回填混凝土，对于混凝土与断层上下盘基岩的接触面则应进行灌浆处理；对于接触渗漏处的风化岩层则可采取水泥灌浆；对于蚁穴、鼠洞可采取0.2％克蚁星或伊维菌等生物农药进行毒土冲填灌浆和药物防治。

五、结论1、渗漏是土坝的常见病、多发病，也是水库管理单位的心腹之患，但渗漏的发生有一个从局部散浸—渗水—集中渗漏——流土——塌方——溃决的从量变到质变的发展过程，因此，必须勤巡查、认真查、早发现、早根治。

在水库管理过程中，在摸清情况、查明病因后，制订相应的除险加固方案，并建立和健全工程的资料档案，然后结合标准化水库和标准堤建设，根据轻重缓急，分期分批进行治理。