郑继为红河州水利水电勘察设计研究院
摘要：我国水库大都兴建于上世纪70、80年代，由于涉及水准偏低，且经过多年的使用，很多存在病险，抗震、稳定性不足，坝体、坝基渗漏非常严重，对大坝的安全构成严重的威胁。因此，需要对水库大坝进行防渗加固设计处理。本研究结合具体水库大坝加固案例，对其防渗加固设计处理做了有益的探索。
关键词：水库大坝；防渗设计；加固处理；研究水库
坝体的防渗漏性能必须保证，对于病险水库大坝，应进行加固防渗处理，以提高水库大坝的安全性。由于水库大坝病险处理，需要投入大量的资金，所以在设计处理中应尽量采用新工艺、新技术等，在确保加固质量的同时，也可降低工程投资。本研究从实例入手对该命题进行了探究。
一、工程介绍某水库为20 世纪80 年代末修建的水库，多年来正常蓄水，但是由于使用年限较长，近年来水库大坝的左坝肩、右坝肩出现了4 处凹陷坑洞，分别标记为A、B、C 和D。同时在大坝坝脚外5~170m 位置，相继出现了7 处漏水涌泉，漏水量达到了0.07m /s。为了保证大坝的安全性，之前做过相应的堵塞、截流等处理，但是效果均不理想，且水库渗漏现象日渐严重，无法正常蓄水。水库大坝上，出现了多处不规则的垮塌，且溢洪道也出现了安全风险，正常溢洪能力受到严重的抑制。溢洪道出现破坏后，也经过一定的处理，但是效果也不理想。
由于水库为本地区重要的农业灌溉用水工程之一，对于本地区的农业生产提供者重要的水资源保障，如果水库渗漏继续，溢洪道地板沉陷不变形，则水库大坝的安全性就无法保障，也将影响下游地区人民群众的生命和财产安全，影响本地区的农业生产和丰收[1]。为了确保农业生产的水源不流失，消除水库大坝的安全隐患，相关单位决定对水库大坝进行防渗加固设计处理，以确保人民的生命财产安全和正常的农业生产作业。
二、水库大坝渗流的原因（一）坝体渗漏的原因修建大坝时，由于条件的限制，技术人员参与少，技术力量薄弱，且施工质量的控制不严格，未有完善的质控体系，且坝体碾压质量差，完工后虽然经防渗填充处理，但由于使用多年，水库大坝坝体的防渗能力已遭破坏，造成坝体渗漏。
接触带发生渗漏的原因，与坝体渗漏的原因大体相似。另外，在开挖坝基时，未能完全清除岩石强风华层，成为接触带渗漏的原因之一。
（二）坝肩及坝基渗漏的原因水库所在地地质情况复杂，岩溶管道及裂隙发育，属于强岩溶透水层，加上表层风华作用强劲，节理裂隙较发育，使得坝基、坝肩在库水的长时间压力下，防渗体逐步被破坏，造成管道渗漏与岩层裂隙，最终导致发生渗漏。
三、水库大坝的防渗设计及处理（一）水库大坝的防渗处理技术（1）根据以往对大坝的防渗处理经验，不同部位的防渗处理，应采取不同的措施。比如对于盆塌陷部位，可采用开挖回填混凝土方式，而左岸及坝肩渗漏，适宜采用帷幕灌浆防渗处理方式。
（2）坝体及坝基防渗方案的选择。防渗处理有两种方案，一种是沿坝轴线做坝体劈裂灌浆和坝基帷幕灌浆，一种是迎水面柔毡铺盖、坝址截流墙防渗方案。经比较，该工程决定采用前一种处理方案，该方案的优点为，通过填充大坝坝体，可提高坝体的防渗性能及密实度，而帷幕防渗可提高坝基的防渗能力、坝体的稳定性，在技术上可行，施工简单，且投资在可承受范围内[2]。
其中，放水涵洞为成门型拱涵，宽度1.3m，高度1.7m，可采用洞内反压回填灌浆方式进行防渗加固处理。
（二）水库大坝的防渗设计分析（1）大坝防渗灌浆的设计。这部分设计包括防渗帷幕线布置、长度、深度、排数和孔间距等。
经研究，左、右坝肩及大坝防渗帷幕线沿坝轴线布置，右岸沿1170m高程线布置；左坝肩延伸至公路后，与上游公路相平行，而左岸防渗帷幕延伸至F3 断层后，再增加30m。在施工前，经先导孔压水试验确定防渗边界。
防渗帷幕线长度：右岸延伸至正常蓄水高程线与地下水位线交汇处，左岸延伸至F3 断层外的30m 处，总的长度约为280m。其中，左岸、右岸和大坝帷幕线长度分别为70m、60m 和150m。
防渗帷幕的排数与孔距：水库大坝坝基岩石宝库灰岩和白云岩两种，岩层向右岸上有倾斜约为16°，且节理裂隙面比较发育，按照此类统称灌浆的经验和教训，该水库大坝帷幕设计为两排，排间距为3m，且孔距同样为3m。其中，坝体根据一排孔进行灌浆，而副帷幕坝体不需要灌浆，对接触带和基岩行双排孔灌浆即可。同时，左、右岸坝肩设计为两排帷幕孔，孔距为3m，并根据III 次序进行施工，总进尺为5288m。但是总进尺中不包含检查孔的长度。
防渗帷幕的深度设计：水库大坝岩层属于较强的岩溶含水层，岩溶管道和渗漏的深度比较深。而大坝下游渗漏泉点，在高程1140m 以上部分比较集中，所以可将河床当做坝区最低排泄基准面。经计算和分析，工程防渗帷幕的深度为：左、右坝肩和坝基为1140m 高程、左岸为1145m 高程。
在施工前，可经先导孔压水试验确定下限深度，其中起灌高度为1170m[3]。
灌浆压力的计算，详见表1。
表1 防渗灌浆工程量表
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（三）放水涵洞反压灌浆的设计处理（1）反压灌浆线布置。在涵洞内的坝轴线与消力池之间的洞段，合理布置反压灌浆线，并在大坝右侧墙、左侧墙和洞顶各布置1 排灌浆孔，其中洞段长度为36m。
（2）灌浆孔的排数与孔距。灌浆洞段的长度为36m，共设置13 个灌浆断面，并将断面间距控制在3m 左右，并于每个断面上布置3 个灌浆孔，共布置39 个灌浆孔。同时，根据II 次序进行施工，经计算，灌浆面积为150 ㎡ 。
（3）灌浆孔深度与灌浆压力。灌浆孔深度为进入坝体1m，而灌浆采用封闭方式，将灌浆压力控制在0.1~0.2MPa 之间。
结语：水库大坝在农业发展、防御洪灾等方面均发挥着不可替代的作用，必须确保水库大坝的安全性，掌握工程动态，确保水库大坝的安全。在本文中，笔者以某水库大坝为例，指出了大坝渗漏的原因，并系统探讨了水库大坝防渗加固的设计处理，实践证明，水库大坝的安全性得到保障。
参考文献：[1]朱祖友.水库大坝除险加固防渗设计处理分析[J].黑龙江水利科技，2013，10：69-71.[2]潘登星.水库大坝除险加固防渗设计处理解析[J].广东科技，2014，18：108-109.[3]陈延生.苇子沟水库大坝除险加固设计[J].黑龙江水利科技，2014，12：160-163.
论文作者:郑继为
论文发表刊物:《基层建设》2015年2期供稿
论文发表时间:2015/9/8
标签：大坝论文; 水库论文; 防渗论文; 坝基论文; 帷幕论文; 高程论文; 岩溶论文; 《基层建设》2015年2期供稿论文;