土坝特殊渗漏形式的危害及处理标准范本Word下载.docx

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　　【摘要】本文通过对土坝渗漏的特殊形式——坝肩山体渗漏的形成原理分析，阐述了坝肩山体渗漏的危害性及其处理的措施，为类似的工程问题提供可供借鉴的处理措施。

　　【关键词】土坝坝肩渗漏处理措施

　　一、土坝渗漏的类型及其成因

　　土坝指以土料，或以土料为主，含有适量的砂砾料的材料，经过分层填筑、辗压等方法堆筑成的挡水坝。

根据土坝的材料特性，在土坝的运行中均存在着不同程度的渗水，渗水量在一定的范围内是允许的，如规范规定：

当土坝的渗透系数小于10-5（-5标在右上位置）cm/s时，且坝内的浸润线低于坝后的排水棱体时，被认为是安全的，这是土坝正常的渗水，对土坝安全无危害的。

本文所要研究的渗水，是指渗透系数大于容许量，且对土坝安全形成危害的渗水，一般把这种渗水称渗漏，下文所提到的渗漏均指土坝非正常的渗水。

　　土坝因为其土体颗粒之间的间隙，水库蓄水后在水压力作用下沿间隙发生渗漏，在坝背水坡形成出逸点，如渗漏量较大，坝体土料的细颗粒会被渗漏水带出坝体，形成空隙，随着空隙逐渐扩大，渗流量及渗流系数在不断的加大，在水压力作用下，当空隙发展到一定的阶段后，坝体随着失稳，这是坝体渗漏；

由于筑坝时对两岸山体的破碎带、裂隙、软弱夹层等的处理不当或不彻底等原因，在水库蓄水后随着水压力的增大，水体随着裂隙、破碎带、软弱夹层之间渗出，在坝肩或坝脚形成渗漏出逸点，随着时间的推移，水体不断将细颗粒带出坝肩外，形成渗漏通道，将危及坝肩的安全稳定。

　　根据坝内渗漏通道的部位，土坝渗漏类型可分为：

（1）坝体渗漏。

水库蓄水后，库水进入坝体，以整个浸润线以下的坝体作为渗漏通道，参透水在坝下游坡面或坡脚附近逸出。

据渗漏通道的分布情况，又可分为坝体分散渗漏和坝体集中渗漏两种。

这种渗漏的原因是坝身的填筑密实度不能达到要求，渗透系数较大，可导致坝后坡的滑坡，严重的会导致溃坝。

（2）坝基渗漏。

水库水以坝基以下的浅层或深层的透水层作为渗漏通道，在坝脚或坝脚以外的地层的薄弱部位逸出，一般情况可使坝后形成沼泽化，严重情况渗漏由清变浑或冒水翻砂流出。

　　（3）坝肩渗漏。

水库水的渗漏通道位于土坝的两侧坝肩，渗漏通道全部或部分位于土坝两端山体内，渗漏沿着坝肩山体存在着软弱带、破碎带等渗透，在下游坝坡面或离开坝脚的地面逸出。

当渗漏通道远离坝肩时，其路径一般较复杂，特别是部分或全部的渗漏水来自于山体自身产水时，这是土坝渗漏的一种特殊形式，对其进行勘察或进行技术处理都比较困难。

　　二、土坝渗漏的危害分析

　　土坝的坝身填筑材料、坝基和坝肩都存在一定的透水性，加之施工质量、施工技术等原因，当水库蓄水后，在水压力作用下，库水必然会通过坝身土体、坝基、坝肩土体或岩石的孔隙，或坝体与地基接触面发生渗水，这是符合自然规律的。

但是，渗漏水量超过允许范围，或者渗流逸出点太高，下游坡面将出现渗漏散浸等，对坝身安全形成危害，这就是异常渗漏现象了。

　　不管是哪一种的土坝渗漏，其对土坝造成的危害是基本相同的，主要有：

坝坡塌陷、背水坡脚出现牛皮胀或造成滑坡、流土、管涌、坝坡失稳等，严重的会导致土坝溃坝事故发生，给人民的生命财产造成重大损失。

　　三、坝肩渗漏的处理措施

　　根据土坝的渗漏原因，不管是属于哪一种类型的渗漏，其工程处理的原则是“对渗漏通道前截后排、延长或截断渗漏通道”。

但各个土坝的处理措施是不相同的，工程处理措施需要结合工程的实际情况。

一般来说，对土坝渗漏的工程处理措施主要有以下几种方式：

（1）坝前拦挡：

又分为面拦挡和点拦挡，面拦挡是在坝上游坡及坡脚线外一定中距离，铺填防渗截水铺盖、设置截水墙，以截断或延长其渗漏通道的入口，但这种方法往往施工难度和投资都较大，且要较大面积的铺设，需要对水库放空至死水位以下施工，效果才明显。

　　点拦挡是在坝上游挖除坝肩山体的破碎带，重新回填防渗性较好的材料。

该方法只能用于破碎带（层）较浅较小，且渗流带分布明确的情况。

（2）坝内拦挡：

主要的坝内拦挡工程措施是灌浆。

目前对坝体、坝肩的灌浆技术都比较成熟，主要采用的灌浆方法是充填和帷幕灌浆，主要的浆液有水泥浆、水泥粘土浆、粘土浆及灌化学材料等，一般通过灌浆能达到防渗的预期效果。

　　（3）坝后疏导：

在背水坡渗漏通道出口处，设输通排水设施，一般采用排水棱体、贴坡排水等方法降低背水坡的出逸点，特别是与坝体连接处将排水通过反滤层导出，留住坝体土料，加快排水速度。

　　对于坝肩渗漏来说，由于其渗漏通道一般较为复杂，采用坝前拦挡的办法，很难查清渗漏通道的入口，且可能很分散；

采用灌浆的方法，又需要准确知道渗漏通道的立体位置，故最为适用的是采用坝后疏导的措施。

工程处理前应找到渗漏通道出口，被坝体覆盖的，也要挖开，然后通过排水管或排水廊道，把渗水引至坝后天然河床中，把渗水作无害处理。

　　四、工程处理案例

　　1．瀑布水库及建设概况

　　瀑布水库是一宗以灌溉、发电为主，兼顾防洪的中型工程。

正常蓄水位346m，相应库容3132万m³

。

水库拦河坝为均质土坝，坝高51m。

该水库大坝1970年冬动工，1974年8月竣工，主要施工方式是组织大兵团人力作战，施工方法是人挑肩扛，水中填土的办法填筑。

1985年大坝背水坡左侧发生大面积滑坡，当时滑坡弧段高点为高程347.2m，低点为高程326m，滑坡发生后，于当年开始对坝体背水坡进行了加固处理，至1985年底加固工程结束。

　　2．施工时现滑坡处地质处理

　　在坝轴线上游侧坝基布置有两道砼隔水墙，在背水坡河床部分设有块石、碎石、河沙构成的反滤棱体，而在左岸后坡的120多米长的山沟不仅没有铺设导渗反滤设施，而且填土时也没有彻底清除湖洋田软基，施工时发现的地下水外冒也没有作导渗处理，给工程留下了隐患。

大坝左侧背水坡在库水位仅达342.9m（比正常蓄水位低3.1m，比校核洪水位低5.5m滑坡），发生滑坡，面积达2912m²

，滑坡最大深度达8m，总滑动土方达11648m³

，滑坡最宽处达60m，约占坝顶长度的三分之一，且在滑坡最深处的原山坡地基发现有泉水外冒。

　　3．滑坡的主要原因分析

（1）坝址处左岸山体高大雄厚，植被良好，地下水丰沛，建坝前有较大的涌泉。

且坝后渗水受库内水位高低的影响不大，而受降雨的影响较大，可见坝后渗水并不主要是坝体渗水、坝体与坝岸接触渗水和绕坝渗水，而主要是坝肩山体渗水。

山体水渗到坝体内，因没有采取导排措施，引起山体渗水与坝体接触部位的水力坡降大于临界水力坡降，而产生渗透破坏，起先是带走个别细颗粒，然后是较大量的细颗粒被渗流挟带而走，由于颗粒流失，土的孔隙尺寸不断增大，继而带走较大颗粒，最后产生管涌。

图二后坡滑坡及加固平面布置图 

（2）左坝段背水坡120多m长的山沟没有设排水反滤设施，致使山体裂隙水、山坑泉水、绕坝渗漏水、坝基渗漏没能及时排除而滞留坝内，工程设计错误而形成了隐患。

2）据反映左坝肩山体脚原有两股泉水，土坝施工时只用环氧树脂堵塞泉眼和部分岩石裂缝，填土直接填在上面，没作导渗处理。

而裂隙水是无孔不入的，当时暴露的泉眼堵住了，水又可能另找出路，从其他的岩缝中渗出而注入坝体。

土坝施工时采取的措施不当而使土坝留下了隐患。

　　（3）据原土坝施工人员反映，坝后坡左坝脚冲沟湖洋田软基础在施工中没有彻底清除，ZK10钻孔资料也表明，在孔深8.4m至8.65m为灰色湖洋田土，土呈水泥浆状，8.65至10.5m为沟中洪积层，层厚约2m为灰色沙壤土夹碎石。

在滑坡整治施工开挖时也发现，灰黑色湖洋田厚度沿冲沟走向由0.2m至0.8m，此层土腐殖质含量多，可见铁锈水渗出，但此层土中的水不易析出而形成相对不透水的橡皮土。

此层土以上的坝体不易下渗而滞留坝内，以致使坝体填土湿软，这些土以下的渗漏存在的承压水头作用于土层底部，减轻了填土的压重，对土坝稳定不利。

冲沟基础处理不彻底而形成了又一隐患。

　　5．滑坡的处理措施

（1）清除左坝段背水坡坡脚冲沟的湖洋田软弱层，沿着冲沟沟底走向设置河沙、碎石、堆石、浆砌石廊道排水体，廊道两边侧墙每隔2米布置上中下三排排水孔，呈梅花形布置;

外围布设块石、碎石、河沙排水导渗体，在廊道靠土坝一侧每隔10m左右在原坝坡开挖后填河沙--碎石--河沙组成的导渗沟；

主要是为了将坝体渗漏通过导渗沟排入排水体，然后迅速排入廊道，集中排往下游河床。

（2）用直径80mm的铁管将左坝肩山坡处的两股山泉水导引入排水廊道。

　　（3）在冲沟上游的公路上侧浇筑砼截水墙，拦截公路以上的山坑来水，待水集中后导出至公路排水沟排走；

在廊道最上端的进口处也设砼截水墙，将山坡渗漏、绕坝渗漏水截住后导入排水廊道排走。

　　（4）放缓背水坝坡的坡度，后坡的三个分级的坡度由加固前的1:

2.25、1:

2.50、1:

2.75，放缓为1:

2.5、1:

2.75、1:

3.0，这增强了坝坡的抗滑稳定。

　　五、结束语及建议

　　土坝渗漏是土坝安全隐患之一，对水库除险加固工程的处理措施的确定必须通过实地现场调查，有针对性、并结合工程袜子际地形条件，提出处理意见。

通过以上几宗水库的坝肩渗漏的处理，坝肩渗漏处理的方法以“截、堵、导、排”等措施。

目前全省水库除险加固工程正在紧张地进行着，必须对土坝坝肩等的渗漏作出准确、合理的判断，确保水库安全运行。

　　参考文献

　　[1]黄河水利委员会勘测规划设计研究院《碾压式土坝设计规范〈SL274-2001〉》20xx年出版

　　[2]华东水利学院主编 

《水工设计手册〈第四卷土坝〉》水利水电出版社1984年出版

　　[3]孙钊主编《大坝基岩灌浆》水利水电出版社20xx年出版

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