论淄博市小型水库土石坝防渗工程措施

【摘 要】近年来，上级及有关主管部门投入了大量的人力、物力对小水库进行除险加固，在加固过程中，发现水库防渗方案的选择对水库加固投资影响较大，所以一个合理防渗方案的确定至关重要。本文通过分析淄博市小型水库土石坝渗漏的多方原因，结合具体水库的现状，提出在不同条件下的合理防渗方案，以达到水库防渗治漏的目的。

【关键词】小型水库 土石坝 渗漏 防渗方案

淄博市现有小型水库143座，有134座被确定为病险水库，其中近40座在2007年以前完成了除险加固，仍然有百座小型水库处在病险状态之下。自2007年开始，上级及相关主管部门投入了大量的人力、物力对剩余小型水库进行除险加固，要求三年内全部完成小型水库的除险加固工作，“淄博市‘百座小水库’除险加固工程”的设计工作由淄博市水利勘测设计院完成。

在这百座小型水库中，土石坝就有87座。根据查阅资料及现场排查，确定这些土石坝主要存在以下三个方面的问题：一是现状防洪标准低，达不到国家现行防洪标准的下限要求，大部分水库溢洪道淤积和断面不足，大坝或者粘土心墙的高度不够；二是坝体单薄，坝坡陡，不能满足坝体抗滑、抗震稳定规范要求；三是坝体坝基渗漏严重，大坝渗透稳定不能满足规范要求等。特别是大坝工程的渗漏问题，严重威胁的水库的安全，且需要的投资较大，我院组织了专家组就土石坝渗漏处理技术方面进行了很多有益的探索。

1 土石坝渗漏的类型及原因

据分析，淄博市土石坝渗漏的类型主要有：坝体渗漏、坝基渗漏、绕坝渗漏。就其原因分析：

（1）坝体渗漏主要原因：一是筑坝土料差，如含有杂质，透水性大等，施工时碾压不密实；二是坝身单簿导致渗径过短；三是坝下排水体堵塞失效或根本未设排水体；四是坝体心墙高度不够。

（2）坝基渗漏主要原因：一是清基不彻底或根本未清基，水库建成后，不久便漏水。二是设计中未考虑截水槽，或者截水槽尺寸不符合要求，截水槽在运用中被击穿。

（3）绕坝渗漏主要原因：一是两岸岩体破碎，节理发育、透水性大；二是建筑时，岸坡未设截水槽，或截水槽深度不够，碾压不密实，施工中岸坡开挖不符合要求，与岸坡结合不好。

2 土石坝渗漏处理措施

方案一：是上游坝脚开挖截渗槽+坝坡铺设复合土工膜防渗。这个方案首先需要将大坝上游的护坡石和反滤层全部拆除，在上游坝脚处及两岸设置截渗槽，截渗槽采用混凝土浇筑，并每隔6m左右设置宽1.5m左右的马道，再铺设土工膜，土工膜要分别锚固在截渗槽内，土工膜铺设完成后再用原土回填截渗槽，并对上游反滤层及护坡石进行铺设。这个方案缺点是施工较为复杂，并且需要将库区里的水全部放空或做施工围堰，投资相对较高，但对那些上游坡破坏比较严重，坡度较陡需要大量回填的水库来说是可以采用的一种方案。

方案二是套井冲抓回填防渗墙。它具有防渗效果好，对原坝体有增实作用，施工简单，工效高，投资少，能直观隐患等优点。我认为套井充抓回抓防渗处理土石坝坝体及坝基渗漏效果显著，应予以肯定，尤其适合于处理我市坝高均在20米以下的均质土石坝及心墙坝的坝体渗漏，而对于坝高20米以上的土石坝渗漏，因施工难度大，处理效果难以保证，应谨慎使用。在工程具体施工时要注意以下几点：一是在确定处理方案时，要做到细致的分析研究与论证工作，要多方面调查了解工程的存在隐患，当地粘土场储存量情况，要充分考虑施工中可能出现的问题，有必要可先打1—3个试验井，以检查原坝体各方面的情况，以利工程的施工，如发现坝体非常不密实，塌壁现象异常严重时，则要慎重对待，考虑改用其它处理措施。二是冲抓施工前，库水位应尽早降低，一旦方案确定并审批立项，在灌溉期过后，立即排放库水，腾空库容，以利坝内水分的充分析出，防止或减少施工中可能出现的塌壁现象，减少施工难度，以保证回填质量，达到预期处理的目的。三是对于施工中很有可能出现塌孔，我们可采取奇偶孔相间造孔，二次冲抓回填的方法，是有效果的，只不过是增加了工程量，将增大投资。对于淄博市小型水库有不少坝高小于20m，可以考虑此种防渗处理措施。

方案三是增做粘土斜墙。对防渗体土料差、透水性大的心墙或均质土石坝，尤其是小（二）型水库的坝体渗漏，如当地尚有适宜做防渗体土料的，可以采取在坝上游做粘土斜墙的措施，形成一道新的防渗体，对于较薄透水层的坝基渗漏，也能结合处理，这样可达到既处理坝体、坝基涌漏，又节省投资的多重目的，但在此项工程施工中应特别注意：一是基础及两岸结合面的处理要彻底；二是土料的各项指标要符合筑坝要求；三是土料要分层碾压夯实。只有这样，才能保证处理达到预期效果。

方案四是坝体灌浆。对当地缺乏足够的粘土料或不能放空水库的土石坝坝体渗漏，适宜采用坝体灌浆的方法来处理土石坝坝体渗漏。土石坝坝体灌浆分为充填式灌浆及劈裂式灌浆。一般来说，对性质和范围均比较明确的局部隐患采用充填式灌浆方法，而对于处理范围较大，隐患部位不能完全确定的土石坝坝体渗漏，如坝体出逸点过高，散浸等情况，则以采用劈裂式灌浆方法效果为好。

方案五是增做反滤排水及砂石导渗。对由于原有排水体失效或根本未设排水体而造成坝体浸润线，出逸点过高，渗流从坝坡逸出，坝坡面沼泽化的土石坝，采取增做反滤排水体或者翻修原排水体，必要时可在外皮面做砂石导渗沟（槽）的处理办法来降低浸润线，达到稳定坝坡之目的，施工中应注意反滤层级配的选择，砂石导渗的型式，视渗漏范围大小、轻重，采用“I、Y、W”型，这样做无疑效果是良好的。

方案六是培坡。对由于下游坡过陡导致坝体渗径不能满足要求而造成坝体浸润线出逸点过高的，必须对下游坡进行加厚培坡。因为下游坡过陡，不仅可造成坝体渗漏，也存在坝坡稳定问题，这个问题在小型水库中比较普遍，淄博市沂源县的赵庄水库、耿庄水库等，如果采用培坡结合排水体外移方案，问题可得到彻底解决。

通过以上多方面的探讨、研究，并根据水库渗漏的具体原因、周边地形现状、地质情况及具体水库的特点，选择合适的防渗方案，能达到预期的防渗效果，有待于继续用于各个小型水库的施工中去。

参考文献：

[1]牛运光编著.土坝安全与加固[M].北京：中国水利水电出版社，1998年10月.365页.

[2]顾辉，陈卫国.病险水库土石坝加固设计30例[M].北京：中国水利水电出版社，2009年11月.526页.