水庫管理中土壩滲漏的成因分析及應對措施分析

摘要：在水庫管理中，一些土壩在長時間運行后可能會出現滲漏問題，但產生的滲漏情況各不相同，造成滲漏的原因也多種多樣。為此，首先分析了水庫管理中不同類型土壩滲漏的成因，并提出了常用的土壩滲漏處理技術，其次結合工程實例，分析了水庫管理中土壩滲漏處理技術的具體應用方法，旨在為同類水庫工程土壩滲漏問題的科學預防與有效處治提供參考，從而保障水利工程的安全、穩定運行，確保水庫功能的最大化發揮。

關鍵詞：水庫管理土壩滲漏防滲技術科學預防

中圖分類號：TV62

AnalysisoftheCausesofEarthDamLeakageinReservoirManagementandCorrespondingMeasures

HUYuhao

YantaiMoupingDistrictReservoirManagementCenter，Yantai，ShandongProvince，264100China

Abstract：Inreservoirmanagement，someearthdamsmayexperienceleakageproblemsafterprolongedoperation，buttheresultingleakagesituationsaredifferent，andthereasonsforleakagearealsodiverse.Therefore，firstly，thecausesofdifferenttypesofearthdamleakageinreservoirmanagementwereanalyzed，andcommonlyusedearthdamleakagetreatmenttechnologieswereproposed.Secondly，combinedwithengineeringexamples，thespecificapplicationmethodsofearthdamleakagetreatmenttechnologyinreservoirmanagementwereanalyzed，aimingtoprovidereferenceforthescientificpreventionandeffectivedisposalofearthdamleakageproblemsinsimilarreservoirprojects，therebyensuringthesafeandstableoperationofwaterconservancyprojectsandmaximizingthefunctionofreservoirs.

KeyWords：Reservoirmanagement;Earthdamleakage;Anti-seepagetechnology;Scientificprevention

水庫具有蓄水、灌溉等多種功能，對于地區農業生產、經濟發展具有顯著推動作用。但受到資金、技術等各方面原因影響，部分水庫工程早期建設時，未完全按照設計標準實施，或是施工技術選用不當，存在壩體透水層防滲處理不到位、水平防滲長度不足、垂直防滲厚度偏小、壩基覆蓋層清理不徹底、碾壓不緊密等各種問題，會給水庫的正常運行帶來隱患，從而引發滲水漏水問題，造成一定的經濟損失或人員傷亡。基于此，有必要對水庫管理中土壩滲漏的成因進行分析，進而探尋可行性的土壩滲漏問題處理方案。

1水庫管理中土壩體滲漏的成因

1.1壩體滲漏原因

水庫積蓄的水從壩身上背水坡、壩腳等處溢出是常見的壩體滲漏情況，造成此現象的原因有設計、施工、土料、氣候條件、自然環境等多個方面。一是水庫壩體設計存在問題，在水庫建設時未科學設計壩體，沒有合理設置排水設施，或是濾水體排水設計不科學，會導致庫水浸潤線有所提升，從而引發壩體滲漏。二是施工中實施分層填筑時，因土層厚度過大導致碾壓效果不理想，或是分段施工時，鄰近施工段結合不到位，形成了松土帶。三是壩體建設所用土料不合格，其中含有的砂礫過多，導致土料滲透系數偏大，或土料中混有大量雜草及腐爛樹根，致使修建成的壩體中存在大量空隙點[1]。

1.2壩基滲漏原因

壩基滲水是指水庫蓄水后，水庫從水庫壩腳、壩腳外部覆蓋層偏薄區域滲出的現象，會形成壩后管涌、壩后流土現象，甚至會導致壩后沼澤化問題。分析壩基滲漏的誘發原因發現，主要是與施工操作、質量控制、施工原因等原因相關。一般情況下，壩基滲漏是由于壩基具有透水層，但是沒有針對性做好透水層防滲處理，或是所采取的防滲措施與水庫抗滲要求不相符所致。另外，水庫施工過程中，若是沒有嚴格開展質量控制，未將基底的雜質全部清除，或是防滲設施水平敷設或是垂直設置時施工操作不到位，均可能引發壩基滲水問題。如果水庫施工時，沒有預先科學處理巖基沖擊層、風化層、破碎帶，則會在壩身及壩基結合處出現滲漏點。此外，若是水庫管理不嚴格，在壩后建造魚池，或是隨意挖取壩后土料，均可能導致水庫壩基處出現滲水漏水現象。

1.3接觸滲漏原因

接觸滲漏是指水庫的壩體、壩基以及岸坡等各處的接觸面出現滲水，或是壩體與剛性建筑物接觸面處有庫水通過，這些水最后會從壩后某些位置溢出。導致水庫大壩出現接觸滲漏的原因有3個：一是建設水庫時，未能做好壩基清理，沒有合理設置結合槽，或是根本沒有設置結合槽；二是土壩兩側緊挨山體的區域，具有相對陡峭的坡面，并且沒有科學建設防滲刺墻；三是建設水庫大壩的涵管、閘墻混凝土、圬工建筑物等與壩體連接結構時，所采用的回填土料質量不佳，或是夯實處理不到位，未在此處設置截水墻或截水環，也沒有采取其他有效止水措施，從而在水庫運行過程中，這些位置會出現滲漏情況[2]。

1.4繞壩滲漏原因

繞壩滲漏也是水庫管理中常見的土壩滲漏類型，是指大壩頂部山包處存在沒有被挖掉的坡積層，或是此處有白蟻等生物挖出的洞穴或其他原因形成的裂縫，待水庫中積蓄一定量的水后，部分庫水會經由這些洞穴或裂縫從水庫中溢出，進而從下游岸坡處流出，此種滲漏形式便是繞壩滲漏。對此種形式的土壩滲漏產生原因進行分析發現，連接在土壩上的岸坡存在砂礫透水層是主要原因，同時，壩體兩端山體厚度不足或是山體存在破碎巖石層，會導致壩體上出現裂縫，還有此外，土壩施工建設時土料取土位置選擇不當等原因，均會引發繞壩滲漏。此外，水庫蓄水后遭到水流的長時間沖刷、岸坡處存在的天然植被遭到破壞，土壩上出現了生物洞穴、或是因植物根莖腐爛而導致土壩存在空隙，也是繞壩滲漏形成的重要原因。

2水庫管理中常用的土壩滲漏處理技術

2.1上游防滲技術

水庫土壩滲漏問題出現后，可采用上游防滲技術進行處理，具體有6種處理方法：一是黏土鋪蓋，此方法主要應用于建成水庫土壩的透水層較深、無法實施垂直防滲的情況下，鋪蓋壩前水深六七倍的黏土即可，壩體前端及壩址處鋪蓋黏土的厚度應分別控制為水深的10%與25%；二是拋土處理，此方法屬于臨時搶救與防護措施，在水庫無法排空情況下較為常用，具體是指針對性修補加強黏土鋪蓋區、壩體斜墻上的部分滲漏點；三是設置黏土截水墻，主要應用于壩基下方不具備較深透水層情況下，通常設置底寬高于水深20%、不透水層中深入度為50～100cm的截水墻；四是貼坡防滲，主要用于繞壩滲漏的處理，需在滲水區域利用黏土設置新坡，壩坡范圍為滲水區外圍3～5m之間，貼坡頂部及底部厚度分別控制在50cm與200cm以內；五是澆筑機制模擬方法，即將滲漏區的混凝土清除后，重新采用護砌方式進行處理；六是灌漿防滲，即將水泥、黏土水泥或化學灌漿料灌注到滲漏孔中，需要根據可灌比與壩體材料確定具體注入的漿液類型，如表1所示。

2.2下游導滲排水技術

除上游防滲技術外，水庫管理中還可以采用下游導滲排水技術處理土壩滲漏。第一種方法是設置導滲溝，可設置成“I”“Y”“W”三種平面溝型，溝的深度及深度應分別控制在80～120cm、50cm～100cm之間，需利用反濾料作為導滲溝的填筑材料，采取分層法填筑作業，將砂鋪墊在溝底，上層加鋪碎石或礫石，然后再將塊石填筑在最上方，3個填筑層厚度均應控制在25cm左右，相鄰導滲溝間距離應控制在3～10m之間。第二種是導滲培坡，若土壩壩身過薄、下游坡面較陡，會由于壩體滲徑與要求不符而導致壩體浸潤線具有較高出逸點的情況，如果出現較大范圍的散浸現象，則需針對下游坡實施加厚培坡處理，以免影響壩坡穩定性。培坡時，可以同步外移排水體，以便在維持壩坡穩定性的同時提升導滲效果。第三種是設置壓滲臺及排滲暗管，主要用于壩基滲漏程度大、壩后翻砂、壩后冒水、地基沼澤化等情況，需將壓滲臺設置于滲水地段，設置濾料墊層后，上方鋪設填石料或土料，并將排滲暗管敷設于壓滲臺下方，在二者共同作用下排出滲水并提升壩基滲透穩定性[3]。

3水庫管理中土壩滲漏應對處理實例分析

3.1工程概況

某兼具防洪、農業灌溉、綜合養魚等多項功能的水庫建成至今已有30年，建筑物等級為4級，分別按照50年一遇洪水與200年一遇洪水設計與校核水庫，水庫正常水位、校核水位高度分別是206m與208m，總庫容、死庫容、興利庫容分別是950×10m3、60×10m3、370×10m3，此水庫可為1000hm2農田提供灌溉用水，水庫設計洪峰流量成果表如表2所示。該水庫的土壩屬于均質壩，成分為砂黏土，壩頂高程、壩寬分別是209m與4m，壩體最大高度為9.48m，壩體總長度為1.35km。土壩設置成干砌石護坡形式，上游、下游203m高度以下、下游203m高度以下的壩坡比分別是1∶3∶5、1∶2∶5、1∶3。

3.2水庫情況分析

因本工程運行時間較長，在長時間的風浪侵蝕下，壩體部分區域遭到了破壞，壩體上出現了滲水點與沖溝，且壩基也出現了滲漏問題。壩基由級配礫層構建，透水層強度適中，具備一定的厚度，具有良好的滲漏通道，但目前壩后局部區域有滲水現象，滲漏問題較為嚴重。同時，壩頂高度偏低，水庫運行存在安全隱患[4]。此外，水庫右岸處設置了開敞式溢洪道，溢洪道包含襯砌段、明渠段兩部分結構，底部寬度以及底板高程分別是22m與207m，目前溢洪道初砌段的混凝土底板上出現了較多麻面，部分區域有骨料裸露，且明渠段因被長期沖刷受損明顯。

3.3土壩滲漏問題應對措施

3.3.1澆筑機制模袋處理滲漏區混凝土

對于土壩上滲漏嚴重的區域，需要將其上原本的混凝土全部鑿除，之后再重新澆筑混凝土。處理時，應以原本的壩軸線為基準，去掉原來壩坡之上的干砌石，并將之前填筑的碎石、礫石、塊石等反濾料全部清除[5]，然后全面清理壩頂及下游壩的坡面，所有坡面清除層的厚度均應控制在30cm左右，之后采用澆筑機制模袋方法進行處理。上游、下游壩坡高程203m以下區域，均采用機制模袋護砌施工，從溢洪道左側墻樁號開始進行護砌作業，直至樁號1373m處為止，護砌厚度控制為15cm。下游壩坡高程高于203m區域選用草皮護坡形式處理。

3.3.2修建防滲墻加固滲漏結構

針對已形成裂縫，混凝土防滲性能無法正常發揮的區域，應通過設置擋墻的方式加固處理。水庫壩基滲漏區處理時，將厚度為20cm的深層攪拌樁設置于壩前坡腳處，打入基巖深度為1m即可，在攪拌樁頂部設置高度為204m的施工平臺，利用深層攪拌樁機，通過向土層設計深度噴射水泥漿，構建水泥土墻作為防滲墻。而水庫溢洪道防滲處理時，在右岸處重建敞開式溢洪道，長度與進口襯底板高程分別設置為40m與206m，頂部與復式斷面寬度分別為22m與18m，以原本的漿砌石結構作為邊墻，內部砌筑一層碎石混凝土，厚度為20cm。在溢洪道中后部設置尺寸為23m×5m×209m的三跨梁板式交通橋，并將邊墻設置成混凝土擋墻。明渠段長度設置為725m，設置成梯形復式斷面與梯形斷面結合形式，斷面寬度控制為22m，邊坡坡度比設為1∶2。以C25強度等級混凝土作為溢洪道建設材料，將其泄洪量上限值設為129.48m3/s。

4結語

水庫土壩滲漏有壩體滲漏、壩基滲漏、接觸滲漏、繞壩滲漏4種類型，不同滲漏形式的誘發原因各不相同，然而所有類型的水庫土壩滲漏均是由于多方面因素相互作用、在長時間積累下逐步形成的。為有效預防水庫土壩滲漏問題，需要科學選用上游防滲技術與下游導滲技術，進而通過有效預防與處理，減少土壩滲漏對水庫帶來的不利影響，從而提高水庫管理的質量成效。文章結合水庫土壩工程，采取澆筑機制模擬處理滲漏區混凝土、修建防滲墻加固滲漏結構兩種方式進行滲漏處理，經過一段時間運行后，水庫土壩未再出現滲漏情況，說明此種滲漏處理方式具有良好效果。

參考文獻

[1] 莫能興.小型水庫土壩滲漏的成因及對策[J].水上安全，2023（16）：187-189.

[2]張乾.水庫管理過程中土壩滲漏的成因及應對措施[J].工程技術研究，2023，8（11）：142-144.

[3] 胡戈.小型水庫滲漏成因及處理措施[J].河南水利與南水北調，2021，50（4）：51-52.

[4] 劉佳南.基于TOPSIS-GRA的水庫大壩防滲加固施工方案評價研究[D].西安：西安建筑科技大學，2023.

[5] 王麗霞.小型水庫除險加固工程施工風險管理研究[D].蘭州：蘭州交通大學，2023.