水库大坝渗漏原因及防护措施

发表时间:2019/6/27   来源:《防护工程》2019年第6期   作者:曹云亮
[导读] 渗漏问题是水库大坝工程中的常见问题,而随着近年来水坝加固技术的不断发展,在水库大坝的渗漏防治上有了很大的进步,对于出现渗漏的水库大坝应该具体分析其出现渗漏的原因,并根据原因针对性地采取相应的防治措施,从而有效维持和延长水库大坝的寿命,增加水库大坝的经济效益。

天津水务集团有限公司引滦尔王庄分公司  天津市  301802
        摘要:渗漏问题是水库大坝工程中的常见问题,而随着近年来水坝加固技术的不断发展,在水库大坝的渗漏防治上有了很大的进步,对于出现渗漏的水库大坝应该具体分析其出现渗漏的原因,并根据原因针对性地采取相应的防治措施,从而有效维持和延长水库大坝的寿命,增加水库大坝的经济效益。本文对水库大坝渗漏原因及防护措施进行分析。
        关键词:水库大坝;渗漏原因;防护措施
       
        水库建设中,预防水库坝体渗漏是一项重要工作。我国多年来的实践显示,水库大坝、堤坝渗漏现象比比皆是,不但直接降低了蓄水功能和效益,也给工程带来隐患,影响到大坝工程质量和效益目标。联系实际,把握水库大坝渗漏的状况和原因,提出准确的防治措施,有效杜绝水坝渗漏,对提高水库建设质量,更好地为三农服务,为现代化建设服务,意义重大。
        1水库大坝存在的破坏隐患
        水库大坝长久受到河流、山体等压力的冲击,使得水库大坝在长久使用过程中会出现一定的病害,主要包括变形破坏和渗漏破坏,其中渗漏破坏主要是大坝基体下渗漏的水流,会使大坝本身的某些颗粒发生移动,导致大坝基体部分结构会出现变化,导致渗漏的发生。而变形破坏则是在渗流的冲击下大坝本身抗剪强度降低,使得坝体某些部位出现不均匀的裂缝、变形或下滑,导致形成崩岸、滑坡等变形形式。由此可见,渗漏问题是导致水库大坝寿命降低,经济效益下降的主要原因,大坝渗漏会使坝体软弱结构面的强度降低,是坝体中的某些断裂带或岩土的结构发生变化,导致变形发生。而随着时间的推移,大坝周围的相邻低谷和洼地扬压力会增加,使得下游地的水位抬升,淹没建筑物的地基。
        2大坝渗漏形成原因
        根据大坝渗漏发生的部位不同,分为坝体渗漏、坝基渗漏、绕坝渗漏三种情况,各种渗漏的原因分析如下。
        2.1坝体渗漏主要原因
        大坝在加高培厚过程中,坝体通过很多次规模的扩建,新、旧坝体连接的位置处置不好,筑坝土石料质量差,土石料水性大、回填土中块石及杂物过多,引发坝体渗漏隐患。如果大坝提高蓄水水位,坝体的防渗体将承担更大的水压力,进而导致防渗墙失去其用途,存在溃坝的危险。
        2.2水库坝基渗漏
        对于水库坝基的渗漏分为两类,即岩溶性渗漏、非岩溶性渗漏。岩溶性渗漏主要发生在石灰岩地区,主要是因为坝基库区自身存在天然的溶洞,或者建坝后石灰岩受到水流的侵蚀导致渗漏。而非岩溶性渗漏是较为常见的渗漏,主要包括沿松散覆盖层的渗漏及沿砂石透水基础的渗漏。这可能由于大坝在建造初期对坝基并没有进行完善的清理,清理不透彻所致水层整体性较差,存在渗漏通道;也有可能由于防治渗体遭到破坏,如:截水槽被渗透水击穿等。
        2.3绕坝渗漏
        因为两岸的山头不够厚实;基岩节理发育,岩石发生了破碎,里面存在裂隙和断层;在施工的过程中,因为一些土壤是就地取材,取自两岸,这些土壤一些是动物打洞和植物的腐烂根茎构成的孔洞,这些土壤本身的质量就不佳,又因受到风浪的冲刷,在一定程度上破坏了岸坡的铺盖,最终导致出现渗流。
        3水库大坝渗漏的防治对策
        3.1垂直防渗的处理
        水库堤坝假如有很薄的透水层和较浅的隔水层,施工时可以制作封闭式防渗幕墙作垂直防渗处理。这样,就能有效地控制坝基的渗流量和扬压力,也能从根本上治理坝基渗漏对水库堤坝的破坏。


我国对水库坝基渗流的治理,很早就已经开始分析研究,先后实施了锯槽法、射水法、两钻一抓等各种对水库堤坝薄层透视墙的施工方法,都收到明显的效果。因为封闭式防渗墙,把水库堤坝出现的渗流用墙体阻断,起到很好的除险加固效果,但是,打破了地下水原来维持的自然均衡关系,一定程度上对地下水环境造成了影响。对于比较厚的透水层和隔水层的双层坝基,可以使用封闭式垂直防渗墙,但造价太高,施工技术要求较高,因此,一定要在充分勘测和计算后才能使用。同时垂直防渗墙应该设置在近水堤坝的坝基处或者堤坝顶部靠水的一侧。当然,垂直防渗幕墙也可以使用高喷灌浆、锯槽法、轮铣法、射水法等施工技术进行施工。
        3.2背水侧压渗盖重技术
        如果大坝的背水一侧地形允许的话,可以采用压渗盖重的方法来避免在压盖范围之内发生管涌的现象。在实施前要先对后盖宽度进行计算,如果后盖宽度较长时,施工人员可以在后盖的末端设施减压井来达到缩短后盖宽度的目的,从而有效减少渗漏造成的管涌问题。这种压盖技术在实际当中的应用也比较广,由于这一技术的施工比较简单、投资比较少,且压盖后的坝基稳固性高,因而在实际大坝加固过程中得到了广泛的应用。同时,这种压盖技术的形式有很多种,可以是不透水的,也可以是完全自由排水的,在实际施工过程中,施工人员应该根据大坝的具体情况来选取不同的压盖形式,这样才能取得事半功倍的效果。
        3.3减压井
        在防渗漏施工过程中,尤其坝基管涌的出现,使用减压井进行减压处理,能够取得很好的效果。这种方法也适用于处理各种坝基管涌险情。可是,这种减压的方法遇到最大的难题就是淤堵。通常使减压井淤堵得原因无外乎以下几种:过滤器的结构形式、使用的材料、放置的位置、地下水的水质等方面。所以,在放置减压井时,要在背水的坝脚周围,这样能够很好的水库大坝的渗漏。当然,就水库大坝的安全性方面,尤其是夏季出现抗洪抢险的时候考虑,通常把减压井设计在背水坡侧压渗盖重的末端,同时和排水沟连通,这样渗出的水流就会经排水沟排出。设置减压井时通常在16~22m的间距。它的透水管应放置在最关键的透水层,如果坝基是分层设计的,更应该这样设计。关键部位的透水层厚度应小于透水段长度的26%,通常使用48~72%的范围。为了提高减压效果,应使减压井的井口高度最低,为了有效地防止排水沟的泥水发生回灌,减压井的井口高度不能低于排水沟有可能达到的最高水位。
        3.4劈裂灌浆处理法
        这种方法也是处理坝体渗漏的主要措施,对于一些土质较差,碾压达不到密实程度的堤坝能起到很好的防渗加固效果。施工时,要用一定的灌浆压力,在坝体上沿坝轴方向进行劈开,然后在劈开处进行灌浆,经过灌浆后在坝体中间能形成一道连续的铅直防渗墙,对于坝体中的漏洞及一些软弱层都有很好的填补作用,有效提高坝体的防渗性能及稳定性。劈裂灌浆这一方法不仅可形成垂直连续的防渗帷幕,解决坝体的渗透问题,而且还能够通过浆坝互压和温化变形,调整坝体内部的应力,使浆脉两边3~5米土体得到密实,加大了防渗帷幕带,对坝体碾压不实、坝体内有渗漏通道及软弱层、坝体浸润线过高、坝体中裂缝、坝体中的生物洞穴和腐烂树根等隐患都有很好的消除作用。
        结束语:
        由于水库大坝渗流处理不恰当,使水从围护区域内向外渗水,从而出现大量储水渗出的现象,就是水库大坝渗漏现象。如果不能有效地防治,就有可能出现水库围坝或者大坝基部渗出水的量很大,不但蓄水量降低,还有可能出现土地酸碱化,更为严重的很可能出现村庄淹没,农田被毁坏。由于渗流严重,时间增长,还有可能出现溃坝的危险。所以,一旦出现水库大坝渗漏现象,应该立刻采取相应的措施。
       
        参考文献:
        [1]黄华龙.有关水库渗漏检查的实例分析[J].水利科技与经济,2015(2):118-119.
        [2]蒋昊良,李卓,麦山.宁夏贺家湾水库渗漏分析研究[J].宁夏工程技术,2015,14(1):34-37.
        [3]库尔班?艾克木,阿斯古丽?吐尼亚孜.小型水库堤坝防渗漏监测研究[J].黑龙江水利科技,2015(1):139-140.

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