水坝安全防渗加固措施

水坝安全防渗加固措施

【摘要】在我国大量小型水库是在缺少水文，地质等基础资料的情况下修建的，很多水库的防洪标准低，工程质时不时差，隐患多，加上长期的管理不善，技术力量不足，水平低，致使不少水库安全存在问题，本文主要论述土坝防渗加固措施。

【关键词】坝体防渗加固;灌浆;土工材料

我国是世界上洪水危害严重的国家之一，从公元前206年到1949年的2155年中，发生较大的洪水灾害1029起，平均每两年就发生一次。在这漫长的岁月中，我国劳动人民为防御洪水，减轻灾害，进行了艰苦的斗争，付出了大量的劳动，但是仍然难以幸免于洪水灾难。

新中国成立以后，党和政府非常重视江河防洪工程，依靠群众的力量，开展了大规模的江河治理工作，修建了大量的水库工程，目前我国水库星罗棋布，遍及全国山丘区，在防洪、灌溉、发电、航运、城乡供水和水产养殖等方面发挥了巨大的经济效益，对促进国民经济发展、保证人民生命财产安全和人民生活水平的提高，起到了重要作用。但是，由于历史原因，很多水库，特别是大量的小型水库是在缺少水文、地质等基础资料的情况下修建的。不少水库防洪标准低，工程质量差，隐患多，加上长期的管理不善，技术力量不足，水平低，致使不少水库安全存在问题，也曾发生过不少垮坝事故。

本文主要论述土坝防渗加固措施。坝体和坝基的渗流控制是保证土坝安全的一项重要措施。而渗流将带走其细小颗粒，产生具有危害性的渗透变形。渗透变形是指管涌、流土、接触冲刷和接触流土四种渗透破坏类型。主要发生在沙砾料中。据统计数据显示，我国水坝由于渗透变形而造成的事故占事故总数的30%左右。国外的统计也表述了同样的观点，由此可见，渗透变形问题的重要性。

目前渗漏控制措施主要分为垂直防渗和水平防渗两种，实际上都是延长土坝渗径，从而保持土坝的渗透稳定。在制定控制渗透变形措施之前，必须对坝基、坝体进行钻探了解，以综合各方面的因素，其中最主要的是坝址的水文。水平防渗措施就是在水坝上游填筑粘土铺盖，与坝体防渗体连接，形成整体防渗。从利用天然铺盖发展到人工填筑铺盖。在大跃进中修建的水库，为了赶进度，抢时间，一般都发现坝前有相对的不透水或弱透水层，从而作为天然铺盖防渗。理论和时间证明，一般铺盖长度与坝前水头之比应大于5，20世纪60年代末总结的经验是7-8，但最大也有超过10的。铺盖渗透系数一般要求比地基至少小100倍，这一数字越大，防渗效果越好。

另一种防渗措施，对透水地基来说，与水平防渗措施相比，截渗效果相对显著，特别是渗流量的减少，更为显著。一般覆盖层深度小于15-20米的，可以采用截水槽开挖回填粘土防渗，质量很容易保证。如果覆盖层很深，开挖困难，也有采用多排帷幕灌浆法的。下面将重点介绍三种笔者深入研究的防渗措施。

1.劈裂灌浆法

这种灌浆方式与填充是灌浆不同，填充灌浆是利用泥浆本身的中立对坝体已有的隐患进行灌浆填充，不允许产生新的裂缝，对细小的裂缝填充不好，也无法形成连续的泥墙防渗体。这种灌浆模式是在中立填充灌浆的基础上，在土坝中采用劈裂灌浆，使用一定的压力，使主应力面产生有控制劈裂，并向其中灌注泥浆，使浆坝相互挤压，最后形成接近50cm的整体泥墙。这种措施不仅起到了防渗作用也加固了坝体。既可以就地取材，施工简单，缩小了对工人的要求，同时工期短，投资省，效果显著，对土坝加固具有重大价值。

2.高压定向喷射灌浆法

这种方法与上一种方法在作用机理上有着本质的区别。填充法借助的是泥浆的重力，而高压喷射则是借助于高压射流冲击达到破坏被灌地质结构，使泥浆和被灌地层的土质混合，形成设计形状的凝结体，从而较填充灌浆可控性更好。

3.土工合成材料铺设法

土工合成材料从水利特性上可以分为土工膜（土工复合膜）和土工织物。前者可以代替防渗体，截渗隔水，后者可以反滤排水。这种方法使用的材料重量轻，运输量小，铺设方便，比起之前的两种方法更容易缩短工期，保证施工质量。同时，由于材料品种的不断更新，应用领域逐渐加大，施工工艺越来越先进，已使这种方法成为了一种优秀的方法。

土工材料是由人工合成的，原材料为聚合物的各种有机材料，一般有土工膜、土工织物、复合型土工合成材料，和新型土工合成材料。一般具有质量轻、有柔性、强度高、整体性强、耐磨、不易腐烂、运输简便等特点。主要具有六大功能：防渗、反滤、排水、防护、加筋和隔离。

这些材料从产生到目前已有30年的历史。在50年代后期，荷兰首次建设了以尼龙纤维为材料的护岸，我国虽然起步较晚，但发展很快。在70年代中期水利部门已经开始研究，在大江大河堤岸水利工程中首次亮相，其后一发不可收拾，现已用于各种除险加固工程。土工合成材料在国内外，发展泽洋迅速，主要在于他有突出的优越性：(1)整体性良好，产品规格化。(2)铺设简单，施工速度快。

(3)抗拉强度高，适应堤坝变形。(4)质地柔软，能与土壤密切结合。(5)找哦改良轻，运输方便。(6)经过处理后，其抗老化及耐气候性能较高。总之，效果好、劳力少、工期短，可以节省工程投资。

在设计过程,要注意如下几个步骤：

(1)检验土工织物。一般厂家应提供本场产品的技术赝本和质量标准。

(2)清理基面-周边处理-基面夯实?覆盖户层-检查验收

(3)土工织物铺设前，应严加保护，防止损坏。

(4)铺设土工织物应避免织物张拉受力及不规则褶皱，无论粘接或搭接都应该注意质量。

经过逾百年的大坝实践,据统计大坝溃坝率已从 2 0世纪初的4%～ 1 0 %降至世纪末的约0.2 % ,而坝的可靠度设计理论上可控制其失效概率在0.01 %以下。上述两者差距很大,说明目前大坝的实际的安全度还应设法提高。提高大坝安全,关键在于完善大坝设计和施工、做好大坝管理和加强大坝安全监测。应该强调指出,在完善大坝设计中还要注意对大坝可能出现的风险因素进行深入论证,在做好一般施工及运行管理的同时还应做好风险管理,以及预防风险产生做好大坝安全监测工作。作为大坝的安全是水利工程中的重中之重，必须严加考虑，不能有半点疏忽，以对国家，对人民负责的态度来进行大坝施工安全才是我们水利工程的发展之必须。■