我区水库土坝渗漏的几种处理措施_水利论文发表

我区水库土坝渗漏的几种处理措施
吴叶红
摘要：土坝是土料堆积而成，具有一定的透水性的堤坝。因此水库蓄水以后总会有较小的裂缝或渗漏，这是不可避免的。但是，如果裂缝过宽或者渗漏量过大，坝坡出现台水散浸就会直接危及大坝安全。因此，对土坝裂缝、渗漏必须引起注意，及时采取措施进行处理。　　
关键词：小型水库；土坝渗漏；治理
　　一、土坝渗漏的类型与原因
　　1.坝体渗漏。一是筑坝土料差,如含有杂质,透水性大等,施工时碾压不密实；二是坝身单簿导致渗径过短；三是坝下排水体堵塞失效或根本未设排水体；四是坝下原封堵漏洞漏水；五是白蚁在坝体内筑巢产生危害。
　　2.坝基渗漏。坝基表层为厚度不大的弱透水层,下层为强透水层,没有采取必要的排水减压措施,形成管涌和流土石方；粘土铺盖暴露出水面,受到日晒而开裂,致使铺盖有效长度缩短,坝基渗透坡降增大,渗流出逸处形成管涌或流土；排水沟、减压井和其它设备被淤塞,失去排水减压作用,致使下游出现沼泽化,甚至形成管涌。
　　3.接触渗漏。土坝坝基未进行彻底清理；坝与地基接触面未做接合槽或结合槽尺寸过小；土坝与两岸连接处岸过陡,清基不彻底；防渗设备与基岩连接时未做截水墙；土坝与混凝土建筑物连接处未设防渗刺墙与防渗刺墙长度不足；坝下涵管未设截水环或截水环高度不足等。
　　4.绕坝渗漏。两岸山头比较单薄；基岩节理发育,岩石破碎,有裂隙、断层通过；施工时两岸取土,或因动物打洞、植物根茎腐烂形成孔洞,或因风浪淘刷,破坏了岸坡的铺盖,形成渗流的通道。
　　二、土坝的渗漏处理
　 1.增做粘土斜墙。
对防渗体土料差、透水性大的心墙或均质土坝，尤其是小（二）型水库的坝体渗漏，如当地尚有适宜做防渗体土料的，可以采取在坝上游做粘土斜墙的措施，形成一道新的防渗体，对于较薄透水层的坝基渗漏，也能结合处理，这样可达到既处理坝体、坝基涌漏，又节省投资的多重目的，但在此项工程施工中应特别注意：（1）基础及两岸结合面的处理要彻底；（2）土料的各项指标要符合筑坝要求；（3）土料要分层碾压夯实。只有这样，才能保证处理达到预期效果。
2.土坝坝体灌浆。
对当地缺乏足够的粘土料或不能放空水库的土坝坝体渗漏，适宜采用坝体灌浆的方法来处理土坝坝体渗漏。土坝坝体灌浆分为充填式灌浆及劈裂式灌浆。一般来说，对性质和范围均比较明确的局部隐患采用充填式灌浆方法，而对于处理范围较大，隐患部位不能完全确定的土坝坝体渗漏，如坝体出逸点过高，散浸等情况，则以采用劈裂式灌浆方法效果为好，我区坝体渗漏大部分都采用劈裂式灌浆方法，如革寨水库、乐坝水库等坝体渗漏均采用此方法。坝体劈裂灌浆是从产生坝体隐患的原因入手，利用坝体小主应力的分布规律进行布孔，利用水力劈裂原理，施加一定的灌浆压力，有计划有控制地劈裂坝体，灌注适宜的泥浆，通过浆坝互压和坝体的湿陷固结等作用，使所有与浆脉连通的裂缝、洞穴、水平疏松层等隐患得到充填挤压密实，形成竖直连续的浆体防渗帷幕。改善坝体内部的应力状态，改善坝体的渗透稳定性和变形稳定性。随着劈裂灌浆加固技术的推广应用，其理论研究也得到不断的发展。通过原型观测、室内试验、理论分析和工程总结对浆液劈裂坝体的规律、泥浆固结和坝体压密、浆坝互压以及坝体内部孔隙水压力和土压力的变化规律等方面获得初步成果。
在土坝中采取劈裂灌浆，使用一定压力，将坝体沿坝轴线小主应力面劈开，灌注泥浆，并使浆坝互压，最后形成10～50cm厚的连续泥墙，可以起到防渗目的。同时泥浆使坝体湿化，增加坝体的密实度。劈裂灌浆防渗不仅起到防渗作用，也加固了坝体，可以就地取材，施工简便，投资省、工效高。
3、坝基渗漏
我区水库大部分都存在坝基渗漏现象，坝基渗漏都采用帷幕灌浆方法，如我区乐坝水库坝基灌浆。
　3.1 灌浆方法
　采用小口径无芯钻孔、孔口封闭、孔内循环的方法进行灌浆施工。根据坝体的工程地质特点，采用稀泥浆护壁钻孔，解决了成孔难的问题，且帷幕孔灌浆段成孔后，不进行清水冲洗和灌前压水试验。
　3.2 施工顺序及灌浆段长划分
　帷幕灌浆孔施工按分序加密的原则进行，先施工下游排，再施工上游排，最后施工中间排。同排中先Ⅰ序孔，后Ⅱ序孔，再Ⅲ序孔。
　　第1、2段段长2.0m，第3段段长3.0m，第4段及其以下各段均为5.0m，最大段长不超过8m.
　3.3钻孔
　钻孔主要采用300型地质钻机，φ60mm金刚石钻头无芯钻进，终孔入基岩时换用φ56mm的金刚石钻头取芯钻进。采用KXP-1型测斜仪进行孔斜检测，所有钻孔均没有孔斜超出设计要求。
3.4 水泥粘土浆变换标准
每段灌浆前用灌浆浆液置换孔内钻孔泥浆，记录仪打出的第一介读数不作为变浆依据。当水固比为3：1的浆液注入量达500L，而灌浆压力和浆液注入率无明显变化时变浓一级。当水固比为2：1的浆液注入量达800L，而灌浆压力和浆液注入率无明显变化时变浓一级。当浆液注入率大于40L/min，灌注量达 800L后压力和注入率无明显变化时越一级变浓。钻孔时，孔口一直不返浆的灌浆段，可直接灌注最浓一级浆液。
3.5 抬动观测
　每个单元均设有抬动观测孔（桩），在灌浆过程中及时进行抬动观测，并做好记录。发生抬动现象时，通过降低灌浆压力或注浆速率等措施，使抬动值在设计允许范围内。
　3.6 灌浆结束标准和封孔
　灌注水泥粘土浆时，在设计压力下，当浆液注入率不大于1L/min时，继续灌注30min或浆液注入率不大于2L/min时，继续灌注40min结束；灌注水泥粘土砂浆时，在设计压力下，浆液注入率不大于1L/min时，稳定3—5min即可结束。
　终孔灌浆结束后，用最浓一级的水泥粘土浆置换孔内稀浆，用终孔段的灌浆压力机械封孔，上部空余部分人工封孔。
　3.7 钻孔和灌浆过程中特殊情况的处理措施
　由于坝体物质组成和物质结构的特点，在坝体内形成架空和“砂窝”层（“砂窝”指坝体内孤块石之间及其架空空洞内堆积的风化页岩碎屑层），这是帷幕灌浆钻孔、灌浆及其质量检查的难点。
　钻进中遇到架空且长时间护壁泥浆漏失时，立即停钻并提钻，根据架空段高度投入碎石，然后压塞灌浆。钻进中若遇到不架空但长时间不返泥浆的孔段，立即停钻，采用水泥粘土浆进行灌注。
　由于架空段和不返泥浆段的耗浆量大，灌浆一般难以结束，需采取如下措施：
　⑴灌浆过程中出现大漏浆时，优先采用无压、低压、浓浆、限流、间歇灌浆方法；
　⑵若浆液注入量累计达2000L后，仍不能回浆或升压力时，采用机械灌注水泥砂浆或水泥粘土砂浆，直至结束。
　⑶水泥砂浆灌注难以结束时，采用掺水玻璃的办法灌注直至不进浆结束。
　4、灌浆质量检查
　灌浆质量检查，采用钻检查孔分段压水试验的方法。
　为保证检查孔注水试验的准确可靠性，设计特别强调钻孔禁止用泥浆护壁。因用清水钻检查孔时总是发生缩径和塌孔事故，使检查孔施工曾出现一度受阻无策，成为本工程重要的关键技术问题。经两次多位专家咨询及先后5种不同工艺试验，最终选用“分级跟管护壁、小孔径清水回转钻进超前导孔、静水头分段压水试验”方法较好地解决了灌浆质量检查问题。
　三、结语
在汛期水库高水位时，由于土坝质量或管理运用不当等原因，在土坝的背水坡或下游坝址处往往出现洞眼漏水现象。若坝身土壤未被带出，则漏出来的水较清，若漏洞周围的土体松散，土粒被漏水带出，则漏出的水比较浑浊。浑水漏洞往往是由清水漏洞发展恶化而成，对土坝安全威胁很大，如果不及时抢堵，就会迅速发展而导致溃口垮坝。因此，大力加强水库工程的检查､养护､观测以及对水库工程的控制运用具有重要的意义，尤其是要加强对水库土坝工程的管理。