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[摘 要]因为水库受修建时间较长，当时的技术等因素所限制，现在大部分水库带病工作，事故较多，对人民生命和国民经济产生了一定影响。在众多水库事故中，因为土石坝渗漏造成的事故占比例较多。本文就这几年的工程实践结合该问题谈谈具体的原因及防治措施，希望对病险水库的加固起到借鉴作用。
[关键词]渗透变形、水流观测、控制措施
中图分类号：TV543 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）04-0124-01
1 引言
水库是水利产业的重要措施。建国后，国家非常重视水库建设，截止到2004年，已建水库8.5万多座，在战胜水旱灾害，促进工农业生产，改善人民生活方面，发挥了巨大的作用。但是，由于当时历史条件及技术、经验不足等原因，很多水库工程存在着不同程度的质量和防洪标准问题，使的水库的事故不断增加，给国家和人民生命财产造成了重大损失。
土石坝事故主要有渗透变形、滑坡和开裂，其中渗透变形最为主要，其他两种事故也与渗流作用有关。渗透变形指管涌、流土、接触冲刷和接触流土四种渗流破坏类型。据我国的数据统计：在241座大型水库的1000次事故中，渗透变形所造成的事故占总事故的31.9%，2391座水库挎坝事故中，渗透变形所造成的垮坝事故占29%。所以研究分析因渗透变形所造成的水库事故，并对其进行一系列的防止和处理措施，具有非常重要的意义。
土坝存在问题，除防洪标准偏低外，主要是工程质量问题，具体表现在渗漏、滑坡和裂缝。概括起来，是一个防渗加固问题，一般处理防渗的原则是“上堵下排”。上堵的措施有垂直防渗和水平防渗。垂直防渗有混凝土防渗墙、高压喷射灌浆防渗、劈裂灌浆防渗、冲抓套井回填防渗、倒挂井防渗、土工合成材料防渗、射水造孔混凝土墙防渗和岩溶帷幕灌浆防渗等。水平防渗有人工粘土铺盖和利用天然铺盖等，并结合下排的措施有：在坝体背水坡脚附近开挖导渗沟，减压井和蓋重压渗等。
下边着重谈一下国内的常用措施。
2 垂直防渗
垂直防渗常适用于地基透水层较薄或隔谁层较浅的情况，以作成封闭式防渗帷幕来根治坝基渗透破坏的险情，可以比较彻底地解决坝基和坝身渗漏问题。在工程实际中是比较常用的办法，我们着重介绍一下混凝土防渗墙、高压喷射灌浆防渗、劈裂灌浆防渗的原理和施工办法。
2.1 混凝土防渗墙
防渗墙的机理是：使用专用机具（乌卡斯钻机），在已建的坝体或覆盖层透水地基中建造槽型孔，以泥浆固壁，并利用高压泵将泥浆压入孔底，携带岩渣，再从孔底回流到地面，然后采用直升导管，向槽孔内浇筑混凝土，形成连续的混凝土墙，起到防渗目的。这种防渗墙可以适应各种不同材料的坝体和复杂的地基水文和工程地质条件，墙的两端与岸坡防渗设施或岸边基岩相连接，墙的底部可嵌入弱风化基岩内一定深度，在施工中只要严格控制施工质量，是可以达到彻底截断渗透水流的目的。
混凝土防渗墙早在20世纪50年代初意大利和法国即开始使用，随后各国相继引进和推广，我国也开始对混凝土防渗墙进行研究和使—用。40年来，国内外都有飞速发展，在应用范围和墙体材料种类方面有了新的进展。1958年我国首先在我省的月子口（现名崂山）水库试验成功以后，相继在其他省的大、中型水库推广使用，已建成40多座坝基混凝土防渗墙和10多座穿过坝体并直达基岩的混凝土防渗墙，都获得了成功。
2.2 高压喷射灌浆防渗
它的机理是：按设计布孔，利用钻机钻孔，将喷射管置于孔内（内含水管、水泥管和风管），由喷射出高压射流冲切破坏土体，同时随喷射流导入水泥浆液与被冲切土体搅拌，喷嘴上提，浆液凝固，在地基中按设计的方向、深度、厚度及结构形式与地基结合成紧密的凝结体，起到防渗作用。20世纪70年代，由日本引进高压旋喷灌浆法，80年代由山东省水科院研究试验将旋喷改为定向喷射灌浆，用于险库坝基防渗，取得了较好的效果并迅速在全国得到了推广。
2.3 劈裂灌浆防渗
20世纪70年代末，山东省水科院研究人员大胆试验，在过去重力灌浆的基础上，在土坝中采取劈裂灌浆，使用一定压力，将坝体沿坝轴线小主应力面劈开，灌注泥浆，并使浆坝互压，最后形成10—50cm厚的连续泥墙，可以起到防渗目的。同时泥浆使坝体湿化，增加坝体的密实度。这项技术不仅起到防渗作用，也加固了坝体，可以就地取材，施工简便，投资省、工效高，较快地得到推广。1985年山东省大沽河200km的堤防进行劈裂灌浆，形成了堤身5m，堤基3-4m的深度竖直连续的防渗泥墙，较好地解决了堤身和堤基的渗漏问题。
3 水平防渗
水平铺盖分利用天然黏土和人工填筑黏土两种，可以就地取材、造价低、施工工作面大、工期短、简单易行，不需要特殊的施工设备和器材。按设计要求施工，可以满足渗透稳定，但渗透量较大，坝基下游仍有一定的坡降。因此在采用水平铺盖防渗时，必须结合下游排水减压设施。
总结以上各项控制措施，在具体施工时应严格遵守以下的原则。
3.1 必须对坝基进行详细的水文地质调查
在决定防渗措施之前，要考虑各方面的因素，其中最重要的是坝址的工程和水文地质条件，要对河床冲积层进行详细的勘探和试验，以了解河床覆盖层的总厚度，有无相对不透水层，厚度及其连续性，砂砾石层平面与空间分布、级配、渗透系数、允许渗透坡降，土层的成层性，是否是不透水层与透水砂砾石层相互间层：查明铺盖土料的料源、级配、最大干容量、最优含水量、渗透系数、允许渗透坡降等，来确定有效而经济的防渗措施。
3.2 垂直防渗处理可以比较彻底的解决土坝渗漏问题
垂直防渗加固措施，在实际工程中的应用都取得了显著的防渗和加密效果。水平防渗结合下游排水减压导渗，虽然可以做到坝基渗透稳定，但仍有一定的渗漏水量损失。在处理时，是采用垂直防渗，还是采用水平防渗与排水相结合，应按技术可靠、经济合理的原则，根据防渗条件和要求，结合当地具体情况，通过方案比较，慎重研究确定。
目前，我国的许多大中型水库属于超级服役阶段，病情险情非常严重。在这些水库中90%以上是土石坝，这些坝因各种原因形成渗透现象的较为普遍，有些渗透影响了坝身的整体性，危及大坝安全，应引起我们足够的重视。土石坝渗透的原因很多，是错综复杂的，必须加强检查观测，及时认真分析研究，以便查明渗透产生的原因，有针对性的加以处理！同时应相应地做好设计、施工和管理运行方面的工作，使水库的使用寿命延长，更好的为人民造福，促进经济的发展！
[关键词]渗透变形、水流观测、控制措施
中图分类号：TV543 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）04-0124-01
1 引言
水库是水利产业的重要措施。建国后，国家非常重视水库建设，截止到2004年，已建水库8.5万多座，在战胜水旱灾害，促进工农业生产，改善人民生活方面，发挥了巨大的作用。但是，由于当时历史条件及技术、经验不足等原因，很多水库工程存在着不同程度的质量和防洪标准问题，使的水库的事故不断增加，给国家和人民生命财产造成了重大损失。
土石坝事故主要有渗透变形、滑坡和开裂，其中渗透变形最为主要，其他两种事故也与渗流作用有关。渗透变形指管涌、流土、接触冲刷和接触流土四种渗流破坏类型。据我国的数据统计：在241座大型水库的1000次事故中，渗透变形所造成的事故占总事故的31.9%，2391座水库挎坝事故中，渗透变形所造成的垮坝事故占29%。所以研究分析因渗透变形所造成的水库事故，并对其进行一系列的防止和处理措施，具有非常重要的意义。
土坝存在问题，除防洪标准偏低外，主要是工程质量问题，具体表现在渗漏、滑坡和裂缝。概括起来，是一个防渗加固问题，一般处理防渗的原则是“上堵下排”。上堵的措施有垂直防渗和水平防渗。垂直防渗有混凝土防渗墙、高压喷射灌浆防渗、劈裂灌浆防渗、冲抓套井回填防渗、倒挂井防渗、土工合成材料防渗、射水造孔混凝土墙防渗和岩溶帷幕灌浆防渗等。水平防渗有人工粘土铺盖和利用天然铺盖等，并结合下排的措施有：在坝体背水坡脚附近开挖导渗沟，减压井和蓋重压渗等。
下边着重谈一下国内的常用措施。
2 垂直防渗
垂直防渗常适用于地基透水层较薄或隔谁层较浅的情况，以作成封闭式防渗帷幕来根治坝基渗透破坏的险情，可以比较彻底地解决坝基和坝身渗漏问题。在工程实际中是比较常用的办法，我们着重介绍一下混凝土防渗墙、高压喷射灌浆防渗、劈裂灌浆防渗的原理和施工办法。
2.1 混凝土防渗墙
防渗墙的机理是：使用专用机具（乌卡斯钻机），在已建的坝体或覆盖层透水地基中建造槽型孔，以泥浆固壁，并利用高压泵将泥浆压入孔底，携带岩渣，再从孔底回流到地面，然后采用直升导管，向槽孔内浇筑混凝土，形成连续的混凝土墙，起到防渗目的。这种防渗墙可以适应各种不同材料的坝体和复杂的地基水文和工程地质条件，墙的两端与岸坡防渗设施或岸边基岩相连接，墙的底部可嵌入弱风化基岩内一定深度，在施工中只要严格控制施工质量，是可以达到彻底截断渗透水流的目的。
混凝土防渗墙早在20世纪50年代初意大利和法国即开始使用，随后各国相继引进和推广，我国也开始对混凝土防渗墙进行研究和使—用。40年来，国内外都有飞速发展，在应用范围和墙体材料种类方面有了新的进展。1958年我国首先在我省的月子口（现名崂山）水库试验成功以后，相继在其他省的大、中型水库推广使用，已建成40多座坝基混凝土防渗墙和10多座穿过坝体并直达基岩的混凝土防渗墙，都获得了成功。
2.2 高压喷射灌浆防渗
它的机理是：按设计布孔，利用钻机钻孔，将喷射管置于孔内（内含水管、水泥管和风管），由喷射出高压射流冲切破坏土体，同时随喷射流导入水泥浆液与被冲切土体搅拌，喷嘴上提，浆液凝固，在地基中按设计的方向、深度、厚度及结构形式与地基结合成紧密的凝结体，起到防渗作用。20世纪70年代，由日本引进高压旋喷灌浆法，80年代由山东省水科院研究试验将旋喷改为定向喷射灌浆，用于险库坝基防渗，取得了较好的效果并迅速在全国得到了推广。
2.3 劈裂灌浆防渗
20世纪70年代末，山东省水科院研究人员大胆试验，在过去重力灌浆的基础上，在土坝中采取劈裂灌浆，使用一定压力，将坝体沿坝轴线小主应力面劈开，灌注泥浆，并使浆坝互压，最后形成10—50cm厚的连续泥墙，可以起到防渗目的。同时泥浆使坝体湿化，增加坝体的密实度。这项技术不仅起到防渗作用，也加固了坝体，可以就地取材，施工简便，投资省、工效高，较快地得到推广。1985年山东省大沽河200km的堤防进行劈裂灌浆，形成了堤身5m，堤基3-4m的深度竖直连续的防渗泥墙，较好地解决了堤身和堤基的渗漏问题。
3 水平防渗
水平铺盖分利用天然黏土和人工填筑黏土两种，可以就地取材、造价低、施工工作面大、工期短、简单易行，不需要特殊的施工设备和器材。按设计要求施工，可以满足渗透稳定，但渗透量较大，坝基下游仍有一定的坡降。因此在采用水平铺盖防渗时，必须结合下游排水减压设施。
总结以上各项控制措施，在具体施工时应严格遵守以下的原则。
3.1 必须对坝基进行详细的水文地质调查
在决定防渗措施之前，要考虑各方面的因素，其中最重要的是坝址的工程和水文地质条件，要对河床冲积层进行详细的勘探和试验，以了解河床覆盖层的总厚度，有无相对不透水层，厚度及其连续性，砂砾石层平面与空间分布、级配、渗透系数、允许渗透坡降，土层的成层性，是否是不透水层与透水砂砾石层相互间层：查明铺盖土料的料源、级配、最大干容量、最优含水量、渗透系数、允许渗透坡降等，来确定有效而经济的防渗措施。
3.2 垂直防渗处理可以比较彻底的解决土坝渗漏问题
垂直防渗加固措施，在实际工程中的应用都取得了显著的防渗和加密效果。水平防渗结合下游排水减压导渗，虽然可以做到坝基渗透稳定，但仍有一定的渗漏水量损失。在处理时，是采用垂直防渗，还是采用水平防渗与排水相结合，应按技术可靠、经济合理的原则，根据防渗条件和要求，结合当地具体情况，通过方案比较，慎重研究确定。
目前，我国的许多大中型水库属于超级服役阶段，病情险情非常严重。在这些水库中90%以上是土石坝，这些坝因各种原因形成渗透现象的较为普遍，有些渗透影响了坝身的整体性，危及大坝安全，应引起我们足够的重视。土石坝渗透的原因很多，是错综复杂的，必须加强检查观测，及时认真分析研究，以便查明渗透产生的原因，有针对性的加以处理！同时应相应地做好设计、施工和管理运行方面的工作，使水库的使用寿命延长，更好的为人民造福，促进经济的发展！