王文海

摘 要：水库是重要水利设施，我国水库众多，在兴利和防洪中都起着重要作用。然而随着我国的病险水库增多，在病险水库中渗透问题比例大的现象，进行水库的防渗除险加固的工作已经如火如荼的开展。根据各类水库出现的实际问题，选用切实可用并经济的方案，是目前主要的研究方向。文章简介了几种防渗技术，并以切吉水库为例，根据实际选择合适的防渗方案。

关键词：水库；防渗除险技术；浅析

1 概述

自开国以来，我国大兴水利建设工程，这对众多的河流及水利资源是统筹合理的应用和调整控制，这些水利工程对我国的发电、供水、灌溉以及防洪方面创造了非常大的经济效益，对社会发展贡献巨大。但是随着经年累月，很多水利工程因为施工质量、地质、水文等内因，因为设计不合理、管理不恰当、前期勘测不周全等外因，还有一些自然原因，使得很多工程发生了渗流等安全隐患。由于土石坝结构简单、造价经济、抗震性能好、施工管理方便等的优势，我国有百分之八九十的水利工程都为土石坝，而土石坝出现的问题最多，而在所有事故统计分析中，有百分之四十五的事故是由渗流问题产生的。

在土石坝设计初期，由于实际建设完毕的土石坝竣工后与设计预想很难完全一致，所以在计算渗流时，不但要计算渗流的动水压、渗流量，还要确定水力坡降以及浸润线位置，并且要根据不断改变的渗流条件，需要设计后期加固的补救方案。同时，水利工程有地下及地上部分，而堤坝加固属于地下部分的工程施工，能见度低、操作不易，凡此种种不确定的因素堆积在一起，使得在水利工程建设结束后，在渗流方面出现问题的可能性增多。

渗流的定义是水或者其他在岩石土质介质空隙及裂缝中的流动，它是多种学科研究的内容，它通过计算得出的结果供分析，选择合理的防渗技术方案和排渗设计，以便在水利工程的运行及管理中更好的发挥水资源的作用，加固做得好也能大大减少对国家及人民生命财产的威胁。

2 水库大坝防渗技术简介

2.1 混凝土防渗墙技术

混凝土防渗墙最早是意大利工艺，我国1958年着手研究这方面的施工技术。混凝土防渗墙按照水平截面可分为四种：圆桩柱型、墙板型、混合桩柱型、墙板桩柱混合型，其中圆桩柱型因为厚度不足接缝多现在已经很少采用。世界最大的混凝土防渗墙在加拿大，厚达131米的马尼克坝防渗墙采用的是混合桩柱型混凝土防渗墙。混凝土防渗墙技术有较低的弹性模量和较高的抗渗标号，并且强度也适当，所以较为常用，施工中的难点是相邻的墙之间或着桩柱之间的连接技术，无论在哪一种墙型中，这都是个技术难点。为了防止混凝土与泥浆分隔可采用直升导管浇筑，同时要控制速度，防止坝体因为膨胀开裂。

2.2 劈裂帷幕灌浆技术

前面说到的混凝土防渗墙技术是最广泛使用的，而劈裂帷幕灌浆技术则是我国首创技术，这种技术的优点是施工方便、效率高，投资金额小，而且取材方便，所以推广迅速。帷幕灌浆顾名思义就是在岩石土质介质空隙及裂缝中灌入浆液，形成帷幕的防渗技术。根据灌浆孔的排数可分为双排孔和多排孔帷幕；根据灌浆孔底部位置可以分为悬挂式和封闭式帷幕。运用该技术的前提是，水库大坝坝体不能有滑坡型的裂缝。施工中容易出现的问题是裂缝和冒浆，当因为坝体灌浆张力产生裂缝时也分纵缝和横缝两种，纵窄缝可以自动闭合、纵宽缝可以用自重灌浆方法处理；横缝一般从上游贯通至下游但大都不深，处理方法是加大灌浆时的压力，使缝中填充浆液。冒浆可能在坝体的顶部、放水洞、排孔口处出现，也可能在上游或下游出现。如冒浆现象出现在上游坝坡，施工处理方法是用浓浆液间歇灌入；如在下游坝坡出现冒浆现象，可在冒浆位置压砂形成反滤层也可以加阻浆盖。

2.3 冲抓套井回填技术

技术原理是冲抓打井机取出防渗质量较差的材料，重新在套井内回填粘土压实形成防渗墙从而实现防渗目的。具体来说，施工的流程是首先要将水库水位降到要求高程下进行造孔，施工重点是为了保证防渗墙的有效厚度和搭接，要确保钻孔垂直，到一定深度时要及时检查是否井壁不正并及时纠正。钻孔结束后要确保井底无水、无碎石浮土后进行粘土分层回填，粘土质量应通过检测，回填厚度每层40cm（上下浮动10cm）为宜。另一个施工重点是对回填粘土的夯实，无论通过室内或者现场实验，都要在夯击次数、夯击距离、夯击功能等参数上得以验证，这对提高粘土的防渗度和密实度起到至关重要的作用。冲抓套井回填技术具备使用的机械设备简单、工程量不大、投入资金少，而且防渗效果好，可以在施工中在现场下孔检查等优点，但这种技术的不足在于可用范围的局限性，结合劈裂帷幕灌浆技术才能全面的解决堤坝渗漏问题。

2.4 土工膜防渗技术

土工膜分为单糙面土工膜、双糙面土工膜、长丝复合膜、HDPE土工膜等，由于土工膜具有抗拉、抗撕裂、抗顶破等物理性能，其优点有延展性好、变形度大、抗腐蚀、耐酸碱老化，当然，防渗性能优良，故在水利工程中广泛使用。在施工中，首先要用料径较小的砂土或粘土找平基面，然后再铺设土工膜。使用埋入式的方法，每层覆盖厚度不小于30cm为宜，在整个整修防渗系统中，必不可少有垫层、防渗层、过渡层及保护层。土体要坚实，避免不均匀沉陷、裂纹，与膜接触面铺设粒径小的沙土或粘土作防护层。铺设时复合土工膜不要拉得太紧，两端埋入土体部分成波纹状较好，特别是与刚性材料锚固时，应留有一定的伸缩量。施工时，应避免石块，重物直接砸在土工膜上、最好边施工、边铺设膜、边覆盖保护层。

3 防渗加固方案选择

以青海省海南藏族自治州共和县切吉水库为例，切吉水库为土石坝，在1992年已经对坝体使用了单膜加固。在大坝最初建成蓄水时，坝基渗透就已经出现，经年累月各项排渗功能的效果逐年下降，在下游坡的位置也出现了塌陷及变形，渗透问题亟待解决。切吉水库大坝上下游护坡采用的是干砌条石，风侵雨蚀后出现风化，稳固性降低，局部出现凹凸变形，而水库坝基多用管涌土，根据勘探的资料，这也是导致渗透的主要因素之一。大坝心墙与上游坝采用的都是粘土料，根据勘探的地质资料，该粘土土质不均匀、含砾多，填土的压实度远远低于标准，且含水量偏高，故大坝心墙也存在渗透问题。

根据以上分析，切吉水库需要选择一种工程量小、资金投入合理且防渗加固效果好的方案。经过多方面比较，确定在坝体采用低弹模砼防渗墙加固，对坝基采用帷幕灌浆加固。其原因有：复合土工膜对蚁虫侵害防御不如低弹模硷耐用，而采用低弹模砼防渗墙加砼面板方案虽然也能较为全面彻底的解决大坝渗透问题，但资金投入较大，加入砼面板后接头增多质量不容易保证。采用低弹模砼并掺加膨润土形成弹模3000MPa以下的柔性防渗墙，既可以满足墙体强度要求，又与坝体涂料相差不大，且经济优势明显。

4 结束语

本文主要针对目前我国水库大坝存在渗透问题普遍的现象，简单介绍了集中防渗技术，并以青海切吉水库为例，选择一种符合实际需要的防渗加固方案。但水库大坝的结构复杂，组成部分多且出现的渗透问题也各不相同，发生渗透问题也是多种因素共同作用之下产生的结果。文章只是简单的介绍了几种防渗技术，在综合运用方面还需要进一步的研究。单一技术简单易掌握，但不能全面彻底的解决水库大坝的复杂问题，只有综合的方法治理，才能解决困难。用综合治理的方法治理出现问题的土石坝，在我国虽然成功案例较多，但在对于各种单一技术的对比选择使用上，還需要多研究多下功夫，研究出新技术及新工艺，使水库工程发挥更好的作用，希望本文能为将来同类防渗除险加固水利工程设计及施工贡献绵薄之力。

参考文献

[1]顾淦臣.国内外土工膜防渗土石坝的现状与发展[J].东北水利水电，1994，10：41-46.

[2]张景秀.坝基防渗与灌浆技术[M].北京：中国水利水电出版社，2002：15-21.