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水利工程管理技术

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职业教育水利水电建筑工程专业

《水利工程管理技术》

土石坝渗漏的处理

《水利工程管理技术》项目组

2015年4月

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土石坝渗漏的处理

由于土石坝属于散粒体结构，在坝身土料颗粒之间，仍然存在着较大的孔隙，再加之土石坝对地基地质条件的要求相对较低，在土基或较差的岩基上均可筑坝。因此水库蓄水后，在水压力的作用下，渗漏现象是不可避免的。渗漏通常分正常渗漏和异常渗漏。如渗漏从原有导渗排水设施排出，其出逸坡降在允许值内，不引起土体发生渗透破坏的则称为正常渗漏；相反，引起土体渗透破坏的称为异常渗漏。异常渗漏往往渗流量较大，水质浑浊，而正常渗漏的渗流量较小，水质清澈，不含土壤颗粒。渗漏问题是病险土石坝主要病害之一。

一、渗漏的类型及危害

土石坝渗漏按沿坝身、坝基和绕过坝端渗向下游三种途径分为坝身渗漏、坝基渗漏及绕坝渗漏。这些渗漏过大时将造成以下危害：

1.损失蓄水量

一般正常的渗漏所损失水量与水库蓄水量相比，其值很小。若对坝基的工程地质和水文地质条件重视不够，未作必要的调查研究，更未作防渗处理，则蓄水后会造成大量渗漏，甚至无法蓄水。

2.抬高浸润线

严重的坝身、坝基或绕坝渗漏。常会导致土石坝坝身浸润线抬高，使下游坝坡出现散浸现象，降低坝体的抗剪强度，甚至造成坝体滑坡。

3.渗透破坏

渗流通过坝身或坝基时，若渗流的渗透坡降大于临界坡降，将使土体发生管涌或流土等渗透变形，甚至产生集中渗漏，导致土坝失事。显然，对于土石坝的异常渗漏，一经发现，必须立即查清原因，及时采取妥善的处理措施，有效防止事故扩大。

土石坝渗漏处理措施可分为水平防渗和垂直防渗两大类，其原则为上堵下排。上堵即在上游坝身或地基采取措施，堵截渗漏途径，防止入渗，或延长渗径，降低渗透坡降，减少渗透流量；下排即在下游做好反滤和导渗设施，将坝内渗水尽可能安全地排出坝外，以达到渗透稳定，保证工程安全运用的目的。目前，我国水库土石坝常用的防渗加固处理措施主要有混凝土防渗墙、高压喷射灌浆、劈裂灌浆、土工膜及其他防渗加固方式。

二、坝身渗漏的原因及处理方法

（一）坝身渗漏的形式及原因

坝身渗漏的常见形式有：散浸、集中渗漏、管涌及管涌塌坑、斜墙或心墙（斜墙）击穿等。坝体浸润线抬高，渗漏的逸出点超过排水体的顶部，下游坝坡呈大片湿润状态的现象，称为散浸。而当下游坝坡、地基或两岸山包出现成股水流涌出的现象，则称集中渗漏。坝体中的集中渗漏，逐渐带走坝体中的土粒，形成管涌。若没有反滤保护（或反滤设计不当），渗流将把土粒带走，淘成孔穴，逐渐形成塌坑。当集中渗流发生在防渗体内，亦会使土料随渗流带出，即所谓的心墙（斜墙）击穿。

造成坝身渗漏的主要原因有以下几个方面：

（1）坝身尺寸单薄，特别是塑性斜墙或心墙厚度不够，使渗流水力坡降过大，造成斜墙或心墙被渗流击穿而引起坝体渗漏。

（2）排水体在施工时末按设计要求选用反滤料或铺设的反滤料层间混乱，甚至被削坡的弃土或者因下游洪水倒灌带来的泥沙堵塞等原因，造成坝后排水体失效，而引起浸润线抬高。也有因排水体设计断面太小，排水体顶部不够高，导致渗水从排水体上部逸出坝坡。

（3）坝体施工质量差，如土料含砂砾太多，透水性过大，或者在分层填筑时已压实的土层表面未经刨毛处理，致使上下土层结合不良；或铺土层过厚，碾压不实；或分区填筑的结合部少压或漏压等，施工过程中在坝体内形成簿弱夹层和漏水通道，从而造成渗水从下游坡逸出，形成散浸或集中渗漏。

（4）坝体不均匀沉陷引起横向裂缝；或坝体与两岸接头不好而形成渗漏途径；或坝下压力涵管断裂，在渗流的作用下，发展成管涌或集中渗漏的通道。

（5）管理工作中，对白蚁、獾、鼠等动物在坝体内的孔穴未能及时发现并进行处理，以致发展成为集中渗漏通道。

（6）冬季施工中，填土碾压前冻土层没有彻底处理，或把大量冻土填入坝内，形成软弱夹层，发展成坝体渗漏的通道。

（二）坝身渗漏的处理方法

坝身渗漏的处理，应按照“上堵下排”的原则，针对渗漏的原因，结合具体情况，采取以下不同的处理措施。

1.斜墙法

斜墙法即在上游坝坡补做或加固原有防渗斜墙，堵截渗流，防止坝身渗漏。此法适用于大坝施工质量差，造成了严重管涌、管涌塌坑、斜墙被击穿、浸润线及其逸出点抬高、坝身普遍漏水等情况。具体按照所用材料的不同，分为粘土斜墙、沥青混凝土斜墙及土工膜防渗斜墙。

1）粘土防渗斜墙。修筑粘土斜墙时，一般应放空水库，揭开护坡，铲去表土，再挖松10～15cm，并清除坝身含水量过大的土体，然后填筑与原斜墙相同的粘土，分层夯实，使新旧土层结合