土石坝绕坝渗漏的原因及处理措施

摘要：土石坝是指由土料、砂石以及土石混合料为坝体材料，利用抛填、碾压的施工方法将坝体材料堆筑成具有一定形状的挡水建筑物。由于土石坝的坝体材料主要是土料和石料，可以在施工现场附近就地取材，减少了材料的运输成本，且土石坝结构简单，施工方便，工期较短，因此土石坝是目前我国应用最为广泛的坝体结构。但同样是因为土石坝是由松散的土石材料填筑的，在长期的水流冲击下，常常会发生渗漏现象。土石坝的渗漏方式有两种，即坝体坝基渗漏和绕坝渗漏两种。本文重点分析了土石坝的绕坝渗漏所产生的原因以及相应的解决措施。 
关键词：土石坝　绕坝渗漏　防渗斜墙　截水墙 
　　土石坝的形成历史较为悠久，是我国古代早期进行水利工程建设的主要坝体形式。在土石坝的施工中，常常会在坝体两岸就地取土或开挖石料，这样不仅破坏了两岸的天然植被，而且也会造成土质恶化，在长期的自然水流作用下，绕坝渗漏现象就不可避免的出现了，进而对坝体产生很大影响，甚至会出现坝体坍塌事故。因此，研究土石坝的渗漏原因，及时采取措施防治绕坝渗漏是非常有必要的。 
　　1、绕坝渗漏的原因 
　　绕坝渗漏可沿着坝体结合面，或通过坝端山坡土体的内部渗往下游，并使坝端部分坝体内浸润线抬高，轻度的绕坝渗漏会在岸坡背后出现阴湿，或出现水色较清的小量渗流。较严重的将使岸坡软化，形成集中渗漏通道，甚至引起岸坡塌陷和滑坡，影响土坝的安全。因此，对坝头绕渗必须重视。经过技术人员在对多处土石坝渗漏现象的实地勘察和深入分析后，总结出以下几点因素，是导致土石坝产生绕坝渗漏现象的主要因素。 
　　1.1坝端两岸地质条件差。如土石坝两岸连接的岸坡属条形山或覆盖层单薄的山包，而且有砂砾透水层；透水性过大的风化岩层；坡积层太厚且为含石块泥土，山包的岩层透水性过大；山包的岩层破碎，节理裂缝发育，或有断层通过，而且施工又未能妥善处理。 
　　1.2在坝体修筑时，土石材料都是在附近两岸进行采取，破坏了两岸的天然植被或土质层，或者是在坝体修筑后，在自然条件下，风浪的冲刷使上游两岸的自然环境遭受破坏。 
　　1.3坝头与岸坡接头防渗处理措施不当或施工质量不符和要求。如岸坡接头采用节水槽时，有时不但切入不透水层，反而挖穿了透水性较小的开然铺盖，暴露出内部的渗透水层，加剧了绕坝渗漏；有时工程根据设计要求施工，忽视岸坡接合坡度和截水槽回填质量，造成坝岸接合质量不好，形成渗漏通道。 
　　1.4自然条件下的岩石遭受风化，动物打洞、植物根茎腐烂形成孔洞等等。 
　　2、绕坝渗漏的处理措施 
　　由于绕坝渗漏不仅会对土石坝本身带来很大程度的影响，而且在长期的水流作用下，坝体两岸也会被侵蚀塌陷，对附近居民的正常生活也会造成很大影响，带来安全隐患。因此，采取措施对绕坝渗漏进行防治刻不容缓。 
　　在进行防治时，首先要对土石坝的修筑和使用情况进行了解，尤其要详细掌握绕坝渗漏具体部位以及渗漏程度，分析导致渗漏产生的原因，并结合当地的自然条件和社会条件，采取措施进行有针对性处理。在现有的技术条件下，对于土石坝的绕坝渗漏现象的处理主要是以上截下排的原则为主导进行处理的。 
　　2.1上游截渗法 
　　上游截渗法是指在进行绕坝渗漏防治时，在坝体和坝基的上游部分以修筑防渗墙，截水墙等结构或者进行灌浆帷幕和填塞回填的处理方法来进行防渗漏工程的施工，具体施工方法如下所示： 
　　2.1.1　粘土斜墙法。对于斜墙坝和均质土坝如岸坡地形平缓，附近又有大量黏土可供使用，则可沿上游岸坡做粘土斜墙，防止绕坝渗漏。斜墙下端作截水墙，嵌入不透水层，也可做铺盖与斜墙相连。在斜墙顶上应沿山腰开挖排水沟，把水堆住，以免冲刷斜墙。 
　　2.1.2粘土铺盖法。当均质坝或斜墙坝原来上游天然铺盖遭到破坏，或原有粘土铺盖防渗能力不足，坝基产生严重渗漏，附近有足够的符合标准的粘土，将水库放窄，在原铺盖或天然铺盖上再做一层新的粘土铺盖。 
　　2.1.3截水墙（槽）法。土坝坝身质量较好，坝基渗漏严重，岸坡有覆盖层、风化层或砂卵石层透水严重，可在坝端开槽做黏土截水墙，或混凝土防渗齿墙，切断渗流。截水墙必须和坝身连接，这种处理方法比较可靠。 
　　a.粘土截水墙：适用于士坝与坝基接触面产生接触渗漏，或坝基、岸坡渗漏部位埋深较浅（一般不超过l5。m）。截水墙应布置在有利于防渗的部位，应伸入不透水层0．5～1.0m，做成齿槽形，槽底宽应不小于坝前设计水头的1/10，最少不小于3m，槽的两侧边坡一般采用1：l～l：1．5，以开挖边坡稳定为前提条件。 
　　b.混凝土截水墙：当坝基透水层深度较低大，无法开挖时，与前述坝体防渗墙施工方法一样，用冲击钻在坝基中造孔，浇筑一道连续的防渗墙，这样处理坝基渗漏效果非常可靠。 
　　2.1.4抛土和放淤法。在处理土石坝绕坝渗漏问题时，如果因某种原因不能将水库中的水排泄出去进行施工时，可以采用抛土和放淤的方法进行防渗处理。抛土的具体做法是利用船只运送黏土，在渗漏部位将黏土倒入水中，使其形成防渗层，继而达到防渗堵漏效果。放淤的具体操作方法是利用管道沿着坝体铺设，将配制好的泥浆输送至渗漏部位，使其淤积成一层厚厚的防渗层，达到施工预期效果。这两种方法一般在岸坡较为平坦的土石坝中应用较为广泛。 
　　2.1.5堵塞回填。对于因蚁穴、兽洞所引起的坝体渗漏，应先探明洞穴位置，用石灰和药物塞入洞穴内，然后用粘土封堵密实。当坝体产生集中渗漏时，上游坝坡已形成塌坑或漏水喇叭口，但坝体其他部位仍然完好。渗漏位置很深，无法挖填时，可将塌坑或喇叭口局部开挖，并回填粘土，做成粘土贴坡，同时在漏水口处预埋灌浆管，进行压力灌浆，封堵漏水通道。 
　　2.2下游导渗排水法 
　　下游导渗排水法是指在坝的下游面增设排水和导渗设备，使渗水在及时排出的情况下，又不会挟带土粒流走，以防止渗透破坏。对岩石岸坡，如查下游岸坡渗水较小，可沿渗水坡面以及下游坝坡与山坡接触处，做于砌石排水沟，并在砌石下面铺设反滤。当下游岸坡岩石地下水位较高，渗水严重时，可沿岸边山坡或坡脚处。打基岩排水孔，引出渗水。当下游岸坡岩石裂隙发育密集，可在坝脚山坡岩石中打排水平洞，切穿裂隙，集中排出渗水。 
　　排水导渗的作用是增强坝体的排水能力，将已经渗入坝体和坝基的水，在不致引起渗透破坏的情况下，顺畅地排出坝外，增强坝体的稳定性。根据排水导渗的形式和使用的部位不同，可分为导渗沟法、贴坡排水法、导渗砂槽法、排渗沟法、排水盖重法、减压井法等。 
　　3、结语 
　　土石坝是我国水利工程中坝体结构应用最为广泛的一种坝体，对于我国的水利水电建设和农业建设都有着重要的意义。土石坝绕坝渗漏的现象会严重影响坝体的正常运行，同时也具有很大的安全隐患，必须加强重视，查明原因，及时有效的进行处理防治，保证土石坝的正常安全运作。