水库工程大坝渗漏原因分析及防治措施

 一、 渗漏原因分析

首先,水库本身冲击力大,洪涝灾害严重,加之水利设施的兴建实践短,研究少,关注度不够,大坝及堤防等设施受到经济、社会和技术等方面的影响,先天设计有缺陷,抗险御险能力差,检测和控制效果不佳,具有安全隐患。虽然,大坝及堤防建设工程规模大、建设工期长、建设工序多,在环境极为恶劣和严峻的条件下进行建设的确也引致了质量控制不严、安全没保障等负面影响,若是工程监理检测手段落后，就直接给大坝及堤防的安全使用和防御埋下了隐患。因而,水库自身安全性差、大坝及堤防工程建设失控、建设工程监管不严、技术开发落后、违章施工等不利因素,是造成大坝及堤防渗漏的最明显的原因。

其次,大坝及堤防工程监控失误,是造成渗漏的最主要的原因。如果说,水库本身冲击和抗洪设施欠佳是防洪的制约因素,那么,水利工程检测失误,则是水库渗漏的催化剂和辅助剂。常见的防洪隐患主要表现在防洪侧段表现不一,干扰性不一致,背景复杂、堤身均匀性差、隐患潜在性强等各种情形,因此无法准确鉴定,检测手段不够灵活,偏差较大,自动化检测能力整体不够,检测数据不能用于分析和改进,起不到检测的作用,长效监测不能达到,安全监控和技术防洪,就因为这种不确定的随机性、堤岸的大规模性、环境条件的恶劣性而不能真正实现。

最后，因为大坝及堤防建设材料，会从水库的实际情况和水利工程建设成本出来考虑，也在一定程度上受到了不利的冲击和安全隐患。

二、 除险加固的防治方法

01、背水侧压渗盖重

当背水侧地型条件允许时,采用封闭式垂直防渗幕墙,其造价高时,采用背水侧压渗盖重,可以避免在压盖范围内出现管涌。计算出的后盖宽度很长时,可在后盖末端设减压沟(井)以缩短后盖宽度。压盖在实际应用上比较广,施工简单,堤防稳同性好,工程投资少。压渗盖重的形式很多,可以由不透水的变换到完全自由排水的,实践中应根据各自情况,采取不同型式,以达到渗水不渗土的目的。一般要与排水沟联合使用,此时排水沟应布置在盖重的端部。

02、垂直防渗处理

帷幕灌浆

一般适用于岩石坝的防渗。帷幕灌浆的设计应根据水文地质条件和现场灌浆试验来决定钻孔的排、孔距深度,防渗帷幕一般采用水泥灌浆。如果土石坝建在软基上,采用灌浆帷幕防渗,取决于地层的可灌性;因地层的颗粒组成级配决定浆液渗入和扩散范围,决定地层的可灌程度。

土工合成材料

一般适用于坝体的防渗,或水库岸坡的防渗治理。土工合成材料是以聚合物为原料制成的土工织物和土工膜产品。土工膜主要应用于土石坝体的防渗。即将土工合成材料铺设在坝的上游面,其上以土、砂或砂砾料做过渡垫层,再在其上加盖重和护坡。坝坡坡度受垫层和土工膜间的摩擦系数所控制,一般比较平缓,用料较多,但铺设和检修更新则比较方便。也可将土工膜直立铺设于坝体中部,此时坝坡坡度可不受其影响,薄膜也不易损坏,但以后的维修更新不便。

混凝土防渗墙

对地基透水层较深,如用修建粘土截水槽处理坝基渗漏需开挖断面过大而不经济时,可采用混凝土防渗墙法。此法是利用冲击钻造孔,然后向孔内灌注混凝土,使之形成一道封闭防渗墙以阻止坝基渗漏。如果土坝水头较低,也可不用混凝土而改用泥结卵砾石作防渗墙。

劈裂灌浆

劈裂式帷幕灌浆法对于加固堤身,防止堤身渗漏有较好效果,比较适合施工土质差,碾压不密实的堤防防渗加固。劈裂灌浆是运用坝体应力分布规律,用一定的灌浆压力,将坝体沿坝轴线方向劈裂,同时灌注合适的泥浆,形成铅直连续的防渗泥墙,并堵塞漏洞裂缝或切断软弱层,以提高坝体的防渗能力,同时通过浆、坝互压和湿陷,使坝体内部应力重新分布,提高坝体的稳定性。

劈裂式灌浆对解决以下6种隐患有较明显效果:坝体碾压不实,密实度普遍较差的松堆土坝;坝体内有渗漏通道,软弱层,坝体浸润线过高,坝坡发生湿润区或“牛皮胀”或渗透破坏(管涌、流土)现象;坝体由于不均匀沉陷而产生的裂缝(不包括滑坡裂缝);分期施工的土坝,分层和接头有软弱带和透水层;坝体和其他建筑物(如放水涵管、闸墙等)接合不好,存在空隙和接触冲刷;坝体内存在生物洞穴和腐烂树根等隐患。

高压喷射灌浆

高压喷射灌浆是在静压灌浆和高压旋喷灌浆的基础发展起来的。它是利用置于钻孔中的喷射装置射出高压水束冲击破坏被灌地层结构,同时将浆液灌入,形成按设计方向、深度、厚度和结构形式与地基紧密结合,构成连续的防渗帷幕体。高压射流与速度和压力有关,流速越大,动压力越高,则破坏力越大,冲切掺搅地层的范围也越大。浆液是随高压射流,在低压条件下掺搅进入地层,形成冲填粘结体。高喷灌浆防渗体能与基岩以及建筑物牢固结合。凡风化破碎、裂隙发育的基岩,在水、气射流冲切剥离和升扬置换作用下,其强风化的吸附充填物被冲洗掉,使浆液能有效地充填裂隙,与岩石界面紧密结合。但在接触面处应采取摆喷或旋喷,并放慢提升速度,增加接触面喷射时间,以利紧密结合。高压喷射灌浆不仅可用于细砂、壤土、淤泥等细颗粒地层,还可用于强透水的卵石、卵漂石和堆石渣层在内的第四系覆盖层。

土质防渗体

在土石坝中,土质防渗体是应用最为广泛的防渗结构。防渗体一般为粘性土填筑,这部分土体比坝壳料具有更小的渗透系数,其作用是降低坝体渗漏量,控制坝体内浸润线的位置,保持渗流稳定。防渗体的主要结构形式为心墙和斜墙,心墙和斜墙的厚度,决定于坝的设计水头和土料的容许水力坡降,通过土料试验和计算决定。

总之,我们要对水库渗漏现象要进行必要的勘探及取样试验,在此基础上,进行综合分析产生渗漏的原因及危害,并根据渗漏的不同原因,综合考虑,以达到防渗的最佳效果。