探讨坝前泥沙淤积对大坝基础渗流影响

【摘要】坝前泥沙淤积既具有一定的优势，也有一定的劣势，优势在于提高水利工程垂直基础渗流，劣势在于会影响水利工程防洪等功能的发挥。因此如何利用坝前泥沙淤积是重点关注的问题。本文主要通过对坝前泥沙淤积问题的介绍，以某一水利工程威力，对坝前泥沙淤积对大坝基础渗流影响进行了分析，仅供参考借鉴。

【关键词】水利工程；大坝；泥沙堆积；渗流问题

坝前泥沙淤积过于严重，会影响水利工程容量，进而使得水库防洪、灌溉等功能受到影响，但是坝前泥沙淤积也有一定的益处，比如会提升坝体防渗性。作为天然防渗措施，坝前泥沙淤积已经在我国很多水利工程中得到应用。总体讲，如果加以正确运用，坝前泥沙淤积益处更大。

一、坝前泥沙淤积问题

我国某些水利工程附近的河流，存在着比较多的泥沙，这些泥沙逐渐的堆积到水利工程坝体结构前，对坝体结构造成了一定的冲击，但是随着泥沙逐渐沉降，坝体结构上逐渐出现了非常有利的防渗结构。如果水利工程规模比较小，施工建设时，施工人员常常会为防渗问题感到困扰，而通过上述方法，则能够有效解决问题，因此施工人员完全可以借助这一天然优势。这样既能够有效减少施工量，也可以提升工程抗渗性以及延长了工程使用寿命。

二、某水利工程坝前泥沙淤积情况以及对大坝基础渗漏影响

1、水库蓄水初期

1.1坝前泥沙淤积

该水利工程，竣工后坝前库底高程为132m左右，而待到蓄水结束后，泥沙开始逐步淤积，一段时间后，泥沙淤积厚度越来越大，顶面也因此抬高。通过资料调查显示，该水利工程在2010年、2011年、2012年这三年，坝前1.32km位置，分别为160.30m、174.90m和180.50m，经过计算，坝前泥沙淤积厚度达到了47m，整个淤积面已经保持水平。

1.2坝前淤积铺盖防渗效果

某水库自下闸蓄水到2013年7月，水库最高水位为240.87m。从2009年10月水库开始蓄水到2011年8月，库水位与P81水位差总体上随库水位上升而增加、随库水位下降而减小，2010年11月8日，上游水库进行拉沙运用，某坝前淤积明显，导致库水位与P81水位差突增16.4m，坝前其他渗压计读数也普遍下降，表明蓄水初期坝前泥沙淤积对大坝基础防渗效果显著。随着坝前泥沙淤积厚度增加速度的放缓或停滞，这种变化在2012年9月～2013年7月库水位在230m以下时已变得不明显。

2、高水位时期

2013年后，汛期受“华西秋雨”影响，某水库水位快速上升，10月15日达到265.48m，超出前期最高水位（240.87m）24.61m，距水库设计最高水位275m不足10m。2014～2015年，水库最高水位分别为261.99、263.41m，水库进入高水位运行期。

2.1坝前泥沙淤积

2015年8月26日，某坝前泥沙淤积面高程为182.5m，比2013年7月11日升高了3.7m，泥沙淤积厚度约为51m，坝前淤积面仍然为水平面，泥沙粒径也基本未变。

2.2坝前淤积铺盖防渗效果

经过2013年汛后首次高水位运行以后，某水库坝前淤积铺盖水头削减比率与库水位的变化呈反比关系，随库水位升高而减小、随库水位降低而增加；随着高水位运行时间的延长，淤积铺盖的水头削减比率变化幅度也逐步减小，2015年以来一直稳定在50%～75%，也就是说，从坝基防渗来讲，淤积铺盖削减了大坝工作水头的一半以上，说明坝前淤积铺盖的防渗效果较好。

三、坝前泥沙淤积对大坝基础渗流影响思考

上文介绍的大坝，设计人员采取的垂直与水平防渗相结合的方法，但是主要以垂直防渗为主题，水平防渗起到辅助的作用。正常情况下，若水利工程投入使用已经达到3年，蓄水能力却不高，此时将会加速坝前泥沙淤积，而且会形成初步铺盖，开始固结，此时水利工程底部垂直渗漏效果会得到明显改善。泥沙经过3年淤积，水平方向上的覆盖已经成型，而且会随着水位变化而随之发生变化。两者之间成反比例关系，即水位高，水平淤积覆盖无论是在体积上，还是在面积上，都会呈现出减小的态势，反之则不同。这可以说是天然的防渗手段，不仅造价成本比较低，不会对环境产生影响，效果也能够得以保证。基于上述初步分析意见，我们可以对坝前泥沙淤积对大坝基础渗漏产生的影响作出如下思考：

第一，并不是所有的水利工程都能够运用坝前泥沙淤积来进行防渗。此种防渗手段的应用需要满足一定的条件：水利工程竣工后，并不存在泥沙淤积，坝体以及坝基也不会出现渗透，与此同时水利工程拦河坝能够可以安全可靠的运行；坝前堆积的泥沙必须是细沙，具有非常小的渗透系数。

第二，水利工程坝前泥沙淤积厚度越大，在水利工程坝体需要承受的水力坡降也会越大，尤其是入渗点坡降会有更为明显的增加，所以施工人员需要预先对上游坝坡进行有效的防护，以此有效的防止渗透破坏。而下游，施工人员也需要按照出溢点的情况，来选择相应的排水方法，以此确保水利工程始终保持良好的态势。

第三，尽管水利工程坝前泥沙淤积具有积极的作用，实践证明，当泥沙淤积厚度为9m或者超过9m时，水利工程的渗流量并未降低，基本上保持在一个比较稳定的状态。所以为了能够延长水利工程的使用年限，有关人员必须及时应用相应手段冲淤，以此确定水库发挥出效能。

四、结语

综上所述，可知水利工程投入使用初期，如果泥沙在坝前能够快速堆积，会对垂直防渗产生非常积极的影响。但是需要注意的是，不能让泥沙淤积厚度过大，否则会影响水利工程的功能发挥。要想此种方法发挥最大的功能，相关人员还需要进行不断的研究。

参考文献

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[4]陈一明，谈广鸣.淤积固结条件下坝前泥沙压力对坝体影响的试验[J].武汉大学学报（工学版），2014（02）.

作者简介

娄汉宇，出生年月：1977年2月20日。民族：汉族。现任职称：水利工程工程师。拟进职称：水利工程高级工程师。