安顺市小型水库除险加固工程防渗处理-技术创新

安顺市小型水库除险加固工程防渗处理

日期：2016-6-8 14:48:35　来源：互联网　浏览数：
　

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0 引言
    安顺市近几年来通过对小（1）型和大部分小（2）型病险水库存在的渗漏问题进行防渗处理，针对每座水库存在的具体问题进行具体的分析，针对具体问题采取有效的治理措施，取得了很好的防渗处理效果，使小型病险水库又能重新正常蓄水发挥应有的效益，对推动农业生产，保障粮食安全，促进社会经济的持续发展意义重大。文章综合安顺市小型病险水库防渗处理的具体情况，深入探讨病险水库的防渗处理。
    1 ·小型水库存在渗漏的主要原因分析
    安顺市小型水库以土坝为主，其次为浆砌石坝、土石混合坝。大部分水库建于20 世纪50-70 年代，由于当时的历史原因和技术条件，水库建设前没有进行勘探工作，没有查明水库的水文地质条件，施工时清基不彻底，亦没有对坝基（肩）进行防渗处理，水库建成蓄水后地下水位抬高，在水重力的作用下，库水沿基岩裂隙或岩溶通道、坝体与坝基接触带向下游渗漏，有的水库在运行多年后库内产生塌陷；由于当年施工时是采取农民大兵团人力施工，有的水库是由区或公社组织农民自行修建，没有技术指导，土坝填筑的密实度差，加上土料基本上都为强风化料，土质差，水库建成蓄水后坝体产生渗漏，有的形成管涌；砌石坝由于砌筑质量较差，砂浆不饱满，有的坝没有设混凝土防渗墙，仅在迎水面勾缝防渗，在水库蓄水运行多年后产生渗漏，有的大坝已形成射流；放水涵洞渗漏，土坝的放水涵洞均为浆砌石砌筑，有的砌筑质量差，加上坝体与涵洞侧墙接触带的土体填筑不密实，导致放水涵洞渗漏。
    2 ·水库的渗漏形式
    综合全市小型水库存在的渗漏情况，主要分为以下几种渗漏形式：
    2.1 坝基、绕坝肩岩溶管道渗漏
    安顺市境内碳酸盐岩地层分布广，碳酸盐岩地层岀露面积占国土面积的72%，很多水库大坝和库区都处在碳酸盐岩地层上。由于水库修建时没有进行勘探工作，没有探明库坝区岩溶水文地质条件，水库建成蓄水运行后，地下水位抬高，并随库水位的变化而变化，水位抬高时产生扬压力顶托，水位下降时，在水重力的作用下，淘蚀并带走岩溶裂隙或管道中的充填物，如此循环作用，导致库水沿坝基岩溶通道渗漏，或绕坝肩沿坝基岩溶通道渗漏，有的水库库盆内产生塌陷，渗漏加剧，如：普定县火石坡水库、关岭县蚂蝗田水库、平坝县凯掌水库均因水库渗漏导致库内塌陷情况。
    2.2 坝基（肩）浅层裂隙分散性渗漏
    由于施工清基不彻底，也没有对基础进行防渗处理，大部分水库建成蓄水后，都存在沿坝基（肩）基岩裂隙分散性渗漏，多为浅层渗漏，一般进入基岩15 m 至30 m 深度后，裂隙基本闭合，基岩的透水率能够满足规范的防渗要求。
    2.3 坝体与坝基接触带渗漏
    由于施工时对建基面没有进行严格的清理，特别是土坝，水库建成蓄水后，沿坝体与坝基产生渗漏，一般渗漏带深约2m 左右。
    2.4 坝体渗漏
    由于水库修建时都采用民工施工，土坝的填筑土料基本上都为强风化料，土质差，人工夯填不密实，施工质量差，坝体的渗透系数较大，水库建成蓄水后坝体产生渗漏，有的形成管涌（如西秀区大明水库）；砌石坝多为石灰砂浆砌筑，砂浆不饱满，质量较差，有的水库大坝没有设混凝土防渗墙，仅在迎水面勾缝防渗，在水库蓄水运行多年后产生渗漏，有的大坝已形成射流（如镇宁县蜜蜂水库、贾角山水库）。
    2.5 放水涵洞渗漏
    土坝的放水涵洞均为浆砌石砌筑，有的砌筑质量差，加上坝体与涵洞侧墙接触带的土体填筑不密实，导致放水涵洞渗漏。
    3 ·水库防渗处理的主要方法及措施
    在对水库渗漏问题进行防渗处理设计时，要针对每个水库渗漏的具体情况，认真分析渗漏原因，查明渗漏途径和防渗边界条件，结合施工条件，编制详细的防渗处理方案，对症下药，才能达到防渗处理的目的和效果。主要采取铺、堵、截的防渗处理方法进行防渗处理。
    3.1 帷幕灌浆防渗
    帷幕灌浆防渗是在水库防渗处理中常用的防渗手段，积累的经验也较多。对坝体采用充填灌浆（由于大部分土坝填筑的密实度差，而且密实度不均匀，达不到均质土坝。通过实践，采用劈裂灌浆，一是很难劈裂开，二是即使劈裂开，裂缝多不沿坝轴线延伸，有的裂缝大角度与坝轴线斜交，破坏了大坝的整体性，形成隐患，因而采用充填灌浆效果较好），对坝基（肩）采用帷幕灌浆，使坝体、坝基（肩）形成一道整体幕墙，截断渗漏途径，达到防渗效果。
    3.2 铺、灌结合防渗
    近年来，采用复合土工膜铺盖防渗被广泛应用，我们主要用于土坝坝体铺盖防渗。经试验分析，对土坝采用充填灌浆施工质量难以保证，或工程造价较高的工程，对坝体在迎水面采用复合土工膜铺盖防渗，对坝体与坝基接触带、坝基（肩）采用帷幕灌浆防渗。在大坝迎水面死水位沿坝轴线方向开挖截留槽，两岸坡沿坝体与岸坡的交界线开挖至坝顶，深度1.50~2.00 m, 顶宽0.80~1.00 m，浇筑素混凝土，形成截流墙，在截流墙顶上布置灌浆孔，对接触带和坝基进行帷幕灌浆，两坝肩根据渗漏情况和防渗边界条件确定帷幕线端点；复合土工膜铺盖上端嵌固于坝顶防浪墙基础下，两坝端及下端嵌固于混凝土截流墙内，与灌浆帷幕形成防渗整体，截断渗漏途径，达到防渗效果。
    3.3 大坝迎水面混凝土防渗
    对浆砌石坝的坝体防渗，除采用灌浆防渗方法外，根据具体情况，也可以在大坝迎水面浇筑混凝土防渗，坝基及两坝肩采用帷幕灌浆防渗，防渗混凝土墙需与防渗帷幕连接形成整体，截断渗漏途径，达到防渗效果。
    3.4 封堵防渗
    对库内出现的岩溶塌陷坑或集中漏水点，除采取上述方法处理外，有条件的对岩溶塌陷坑或集中漏水点进行开挖至基岩后，用混凝土封堵，并采用埋管灌浆堵塞漏水通道。
    3.5 放水涵洞的防渗处理
    土坝的放水涵洞漏水是一重大安全隐患，严重影响大坝的安全。放水涵洞的防渗处理主要采取涵洞内反压灌浆；对涵洞断面尺寸小、不具备施工条件的涵洞，采取从大坝迎水面沿涵洞两侧墙钻孔灌浆处理，或采用上述两种方法结合处理；对存在漏水问题，而且洞身结构不稳定的涵洞，开挖翻修工程投资和施工难度均较大，采取在涵洞内穿放水管，对涵洞进行灌浆封堵，既减少工程投资，又便于施工；对不宜采取上述方法处理的漏水涵洞，采取另开放水隧洞，对原放水涵洞进行封堵。
    4 ·防渗效果
    截至2013 年底，安顺市的小（1）型水库除险加固工程已经全部实施完并蓄水运行，小（2）型水库除险加固工程施工大部分已经完工，经蓄水运行检验观测，所有存在渗漏问题的水库，防渗处理后，均取得了非常好的防渗效果。如普定县火石坡水库和关岭县蚂蝗田水库两个强岩溶渗漏的水库，通过帷幕灌浆防渗处理后，火石坡水库在库水位1350m 高程时，渗漏量从灌浆前的25.90 L/s 减少到6 L/s，减少了76.84%；关岭县蚂蝗田水库左岸溢洪道消力池出口河边的漏水量灌浆前实测为120 L/s，帷幕灌浆防渗处理后全部断流，达到了防渗处理的目的；镇宁县蜜蜂水库、贾角山水库两座砌石坝，防渗处理后，坝体和坝基（肩）的渗漏点全部断流；西秀区大明水库，2008 年因坝体渗漏并产生多处管涌出现险情，防渗处理后所有漏水点全部断流，浸润线降低。所有经防渗处理后的水库都恢复了其应有的功能，发挥效益。
    5 ·结语
    安顺市小型水库的除险加固治理工程，通过几年的努力，绝大部分水库已经完成治理工作。在工程的实施过程中，践行科学发展观，针对水库存在的不同问题，认真分析研究，在不断总结经验的基础上采取相应有效的治理措施，取得了显著成效，在水库渗漏的防渗处理技术方面积累了丰富的经验，在今后的水库除险加固工程和新建水库工程的建设中可供借鉴参考。