浅谈水库土石坝防渗施工方法

 摘要：文章主要是阐述了土石坝产生渗漏的原因，提出了相应的防渗处理措施，并阐述了几种防渗施工处理技术方法。 

　　关键词：土石坝；渗漏成因；防渗措施 

　　一、土石坝绕坝渗漏的原因 

　　在现阶段，水库蓄满水之后，水流绕过土坝两端的岸坡，进而渗往下游，这种渗漏现象在目前被称之为绕坝渗漏。绕坝渗漏是水流沿坝面或通过坝肩而流入土壤或者出现在山坡和山体内部，从而流向下游，在这种背景下，造成大坝浸润线抬高，而且极容易产生坝体岸坡背面出现阴湿现象和小股水流，情况严重的时候还容易造成岸坡软化，形成集体渗漏通道，进而引起滑坡或者岸坡塌陷现象，也容易影响整个水库的容量和坝体安全。因此，在我们工作的过程中必须要对大坝的渗漏问题加以关注，并及时的进行处理。在目前，生成绕坝渗漏的主要原因有以下几个方面： 

　　1.1 坝端两岸地质条件差 

　　在土石坝施工的过程中，由于对土体物理学指标分析不当，使得在施工之后常常会出现浸润线高于设计浸润线的位置，这就造成了水流通过渗漏方式从下游的岸坡溢出，进而导致岸坡失稳。这种渗漏问题一般出现在沙砾岩石层、透水性较大的风化岩层、含有石块的泥土和岩层破碎地区。 

　　1.2 施工设计方面 

　　由于在水库施工的过程中，对土石坝下截水槽的设置不够合理完善，进而导致了在施工项目中地基处理不合理不规范，导致土坝在施工的过程中存在着渗漏通道，这些通道的存在由于受到风浪的冲击和洗刷，进而出现了严重的渗漏。 

　　1.3、施工处理措施不当 

　　在土石坝施工的过程中，由于坝头与岸坡接头防渗处理措施不严谨，造成施工质量不达标，不符合设计要求。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。 

　　二、土石坝绕坝渗漏的处理措施 

　　渗漏处理直线应该先观察渗漏、泄漏和水库水位和雨量的关系，明确泄露的位置和部位，结合当地的水文和地质条件、调查施工等联合治疗措施和质量控制和其他方面的问题；根据绕坝渗漏原因分析提出处理措施。治疗的原则是仍在墙外，主要是关于堵上，通常使用下面的处理方法： 

　　2.1 防渗斜墙 

　　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，则可沿上游岸坡做黏土防渗斜墙，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。在处理时水库难以放空，水下部分也可采用水中抛土或深水放淤的办法处理。在斜墙顶上应沿山腰开挖排水沟，把水堆住，以免冲刷斜墙。 

　　2.2 截水墙 

　　对心墙坝，当岸坡存在强透水层引起绕坝渗漏时，可在坝端开槽做黏土截水墙，或混凝土防渗齿墙，切断渗流。截水墙必须和坝身心墙连接，这种处理方法比较可靠。 

　　2.3 灌浆帷幕 

　　当坝端岩石节理裂隙发育，绕渗严重时，可采用灌浆帷幕处理，具体方法与坝基的灌浆帷幕相同。坝肩两岸的灌浆帷幕应与坝基灌浆帷幕形成一完整的防渗帷幕。 

　　2.4 堵塞回填 

　　经查明是因动物洞穴和根茎腐烂的孔洞引起的绕渗，开挖后可以将洞穴回填黏土并夯实。或向洞穴灌注水泥砂浆、水泥黏土砂浆或用混凝土堵塞洞穴。 

　　2.5 下游导渗排水 

　　在下游岸坡绕坝渗流的出口段，铺设导渗排水反滤层，保护土料不致流失，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。 

　　三、相应施工技术 

　　3.1 粘土斜墙法 

　　粘土斜墙采用粘土作防渗材料，在原坝上游面分层填筑成，人工或机械夯实成斜墙，粘土斜墙的主要优点是施工简单，造价低廉，适用于坝体不高、坝坡不稳定、坝体渗漏较为严重的水库，坝址附近有适宜做防渗体土料的小型水库应优先考虑。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：基础及两岸结合面的处理要彻底；土料的各项指标要符合筑坝要求；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。迎水面冲刷除保证冲刷部位的填筑质量外，可采用铺设30cm厚的砂卵石垫层，再浇筑15cm厚的C20混凝土护坡，混凝土浇筑时应错缝浇筑，缝内灌沥青，也可采用30cm厚浆砌块石护坡。 

　　3.2 灌浆处理法 

　　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，坝基及绕坝渗漏，适宜采用灌浆的方法来处理渗漏。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。灌浆孔的布置，一般可在渗漏段沿坝轴线布设单排孔，也可以根据实际需要增加排数；孔距应根据土层的渗水情况和采用的灌浆压力等因素综合考虑；布孔由疏到密；孔深应超过漏水部位3～5m。 

　　3.3 土工合成材料防渗法 

　　当坝址附近缺少粘土原料时可以考虑采用土工膜防渗，它具有不透水性强、抗冻性好、重量轻、便于施工和造价低等特点。一般土石坝工程中，土工膜通常选用复合土工膜，塑料薄膜的厚度一般选择0.5mm。薄膜可采用搭接、粘接、焊接等几种方法，一般以焊接和粘接防渗效果较好。复合土工膜上必须铺设土料保护层，保护层厚度不小于30cm，保护层填筑土料不得含杂草树根、石块等。 

　　结语 

　　总而言之，土坝建成后，坝身和坝基都存在不同程度的渗流，如果渗漏量超过技术允许范围，则会发生管涌、流土等渗流破坏，直接危及到大坝和下游人民生命财产的安全。因此对于渗漏量超过允许范围的土坝必须查明渗漏原因并及时进行加固处理，这对于土石坝的稳固问题来讲非常重要的。