土石壩病害及防滲加固措施分析

摘要本文首先介紹了土石壩病害的主要類別，然后提出了有針對性的防滲加固措施，有效地解決了長期困擾的土石壩病害問題，對我國土石壩安全的治理具有重大的現實意義。

關鍵詞 土石壩 病害 原因 防滲加固措施

中圖分類號：X43 文獻標識碼：A

Earth and Rockfill dam Disease and Reinforcement Measures Analyse

HUANG Li

(Department of Architectural Engineering， Three Gorges Power Professional College， Yichang， Hubei 443000)

AbstractThis paper first introduces the main categories of earth-rock diseases， then brings forward the corresponding reinforcement measures， effectively solved long-troubling earth-rockfill dam disease problem， it has a significant practical significance to the dam safety management in our country.

Key wordsearth-rockfill dam; disease; causes; reinforcement measures

0 引言

由于過去的筑壩水平比較落后，在設計、施工和管理方面存在不足，導致現階段各個土石壩都存在不同程度的病害， 其中以壩體、壩基、壩肩等部位的滲漏問題最為嚴重，直接影響了農業生產的發展、周圍居民的生活生產用水和阻礙了經濟的發展。因地制宜選擇病害處理方案，及時發現問題，分析和處理問題，對土石壩的病害積極整治處理和除險加固，以實現土石壩工程的功能性、經濟性、環境性、可實施性和安全性的要求，推動我國經濟更加快速增長，為人民謀得更多福利。

1 土石壩病害種類和成因

土石壩是指由當地土料、石料或土石混合料填筑而成的壩，土石壩一般由壩身、護坡、防滲體和排水體組成，由于土石壩施工簡單、節省材料和對地形地質條件要求較低等優點，土石壩得到了廣泛的采用，但是土石壩工程也存在很多病害，主要病害種類和成因如下：

（1）自然災害引起土石壩病害。土石壩工程地理位置復雜，自然災害頻繁發生，當土石壩建筑物受到難以預測的自然災害，比如洪水、風暴、山崩和地震等難以抗拒的災害時，便會對大壩本身產生嚴重影響。

（2）結構設計不合理引起的病害。結構設計不合理，一方面由于過去工程標準偏低，對土石壩壩頂高程、寬度、壩體坡比、防滲體高程等設計沒有達到設計規范的防洪度汛要求，從而在結構強度、穩定和剛度方面不足以維持設計年限內的穩定運行；另一方面是由于在工程設計時沒有進行詳細的勘察，在土石壩選址、設計和施工方面脫節，壩基開挖不到位，壩體回填材料含水量和填筑質量不符合設計要求，為土石壩的運行埋下了不穩定的隱患。

（3）土石壩管理不合理引起病害。為了片面追求經濟效益，而不合理的使用土石壩，在汛期沒有合理的提高水位，防洪能力不足，直接影響下游居民的生產生活安全；另一方面管理經費不足，沒有專門的管理機構，對年老的土石壩沒有定期進行安全檢查和維護，導致工程積病成險，土石壩還會長期遭到白蟻侵蝕，久而久之產生了連通蟻洞，引起滲漏、跌窩、管涌危害，最終會導致壩體滲漏。

（4）土石壩滲流災害。土石壩壩體和壩基的滲流控制是保證土石壩安全穩定的關鍵，但是由于填筑土料和壩基的砂礫是散粒體結構，存在大量的孔隙且具有一定的透水性，較小的滲流是合理的，但當壩體反濾層設計不準確、防滲體沒有達到、基巖施工時有錯斷混層或者填土不夠密實時，將造成過大的滲流使填土流失，從而產生裂縫，導致土石壩壩基、壩體和接觸部位等地方發生滲透破壞。

2 土石壩工程防滲加固措施

土石壩防滲加固措施很多，一般根據“上堵下排”的原則，采用垂直防滲、水平防滲和開挖導滲溝等措施進行防滲加固。因此，在對土石壩進行防滲加固之前，需要先了解土石壩滲透破壞的類型，對具體的工程地質條件詳細勘察，擬定幾種排險方案，并結合實驗結果綜合分析，選擇一種有效的、經濟合理的防滲加固措施。

（1）土石壩防滲施工階段控制。首先對料場和防滲土料的含水率、土層情況和顆粒組成進行復查，并對防滲土料分別取樣進行全分析試驗，然后對防滲土料做壓實實驗，確定土料的離散特性，確保達到設計要求的填筑標準；在施工過程中，對各個結合面的處理必須嚴格控制，斜墻和窄心墻內不得有縱向接縫，所有接縫要削坡、刨毛，確保結合部位的質量；回填必須在各個分項工程完工驗收后才能進行，且裝載回填土的汽車不得穿越防滲體路口段，及時平料、均衡上升；最后在進行防滲體壓實時，要嚴格按照碾壓實驗確定的壓實參數和操作規范進行施工，質檢人員必須現場監視施工，確保土石壩工程的施工質量，為將來大壩防滲打好基礎。

（2）對于有滲透危險的土石壩裂縫，首先對于不同性質的裂縫應該采用坑探、鉆探等方法對其進行檢查與探測， 然后制定出針對性的加固措施。對于縫寬大、深度小的裂縫宜采用自流灌漿法，先在裂縫頂開挖一條溝槽并用清水潤濕，再灌一定重量比的稀泥漿，最后灌入較稠的泥漿，灌滿后將溝槽封堵即可；對于深度大、開挖困難或接觸帶等地方的裂縫適合壓力灌漿方法，首先逐步封住縫口，然后將灌漿管插入裂縫內灌漿并反復灌實；對于非滑動性的土石壩裂縫，適合于開挖回填或與灌漿結合處理。

（3）土石壩壩基和壩體防滲。土石壩壩基采用混凝土防滲心墻和布設復合土工膜處理，一般采用水平和垂直組合防滲方案，水平防滲主要是在土石壩的壩腳庫內平鋪復合土工膜，而垂直防滲是在上游壩腳處建造混凝土防滲墻，且防滲墻墻深度必須到達基巖，對于已經出現滲漏的壩基，要采用相同防滲土料輕碾壓實并達到設計要求；土石壩上游壩坡采用二布一膜復合土工膜防滲，并用混凝土制塊護坡處理，下層采用碎石墊層，上層的基土回填要回填平整，而且夯實，主壩下游壩坡采用人工種植草皮護坡保護，以減少水土流失，此外在與山體結合處修筑排水溝，降低滲透水壓，對于已經出現滲漏的壩體，可以采用充填灌漿法和劈裂灌漿法進行修補。

（4）防滲墻和化學物質裂縫填補技術。防滲墻主要是采用專用機具在壩體或壩基中打造槽型孔，用高壓泵機將泥漿壓入孔底，利用置換原理將巖渣帶回地面，然后采用直升導管向槽孔內澆筑混凝土，形成一段連續的混凝土墻，從而達到防滲的目的，防滲墻強度高，能適應較大的結構變形，抗滲性能好；用化學物質對裂縫進行填補可以不改變工程結構，充分利用原混凝土結構強度，在裂縫位置采用化學物質如環氧材料進行局部修補，它可以有效地恢復建筑物的整體性，保持混凝土的強度、耐久性和抗滲性。

3 結語

隨著社會的快速發展，土石壩對我國國民經濟的發展起著巨大的作用，但是由于運行時期的增長，土石壩逐漸暴露出各式各樣紛繁復雜的病害現象，而且土石壩的病變機理極其復雜，這些病害不僅影響了我國國民經濟的發展，而且對人民的生活有嚴重威脅，我們應該充分結合土石壩周圍的水文地質條件，運用新技術、新工藝和新材料，確定技術可靠、經濟合理，適用于本病險水庫地質條件的最優防滲加固方案，來對土石壩進行防滲加固和安全監控，促進水利水電事業快速發展，實現人與水的和諧統一。

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