程園園

【摘要】水庫(kù)大壩由于滲流破壞造成水庫(kù)失事占有一定的比例，滲流穩(wěn)定對(duì)大壩安全至關(guān)重要。對(duì)非正常滲流如何進(jìn)行檢測(cè)，如何制定和調(diào)整加固處理方案，施工步驟及如何實(shí)施更加切合實(shí)際的施工方案提出新的思路。

【關(guān)鍵詞】大壩安全；非正常滲流；處理方案；充填灌漿

1、滲流與大壩失事

由于滲流原因所造成的水庫(kù)大壩失事比例不同文獻(xiàn)給出不同結(jié)果，但接近半數(shù)的高比例還是占多數(shù)的。差異的存在是失事原因的歸類(lèi)，由于滲流原因造成失事分為兩種情況，一類(lèi)是直觀也是常見(jiàn)的，由于出現(xiàn)非正常滲流，滲流量過(guò)大造成的，而另一類(lèi)，出逸點(diǎn)滲流量正常有的還偏小，由于壩體內(nèi)孔隙水壓力增高，如壩體浸潤(rùn)線過(guò)高引起土體強(qiáng)度指標(biāo)下降，這一類(lèi)與壩體排水有關(guān)，實(shí)際原因也是滲流，分析失事原因時(shí)將這一情況歸類(lèi)于排水降壓工程措施失效上。滲流穩(wěn)定對(duì)大壩安全至關(guān)重要，對(duì)于新建水庫(kù)和水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程必須引起高度重視，特別是土石壩，很少有由于壩體穩(wěn)定問(wèn)題失事的，滲流破壞造成失事的是占大多數(shù)的。

2、大壩滲流穩(wěn)定控制

沒(méi)有任何手段可以阻止大壩滲流的存在，對(duì)滲流進(jìn)行控制對(duì)大壩安全至關(guān)重要。控制好滲流，大壩的安全具有了一定的安全把握。壩體的防滲體設(shè)計(jì)與施工必須保證滲透系數(shù)和水力比降滿足滲透穩(wěn)定要求，防止?jié)B透變形的發(fā)生。滲透系數(shù)和水力比降是互為關(guān)聯(lián)的，防止?jié)B透變形的發(fā)生從兩個(gè)方面采取措施，其一是減小水力梯度，具體措施，降低水頭或增加滲徑，增加滲徑是工程普遍采用的，一般采用水平和垂直防滲方式延長(zhǎng)滲徑。其二在滲流溢出處設(shè)反濾，這項(xiàng)措施對(duì)提高土體允許水力比降，保證滲流穩(wěn)定至關(guān)重要，但現(xiàn)實(shí)情況是，科學(xué)合理的反濾體設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量使這一措施大打折扣。

3、水庫(kù)大壩非正常滲流

非正常滲流危及大壩安全，也是較難處理的大壩病害。非正常滲流的現(xiàn)場(chǎng)表現(xiàn)，在背水壩坡上出現(xiàn)坡面土體飽和區(qū)，經(jīng)擾動(dòng)形成沼澤化；排水棱體處或遠(yuǎn)離棱體下游處出現(xiàn)以隱流、線流、股流等型式的過(guò)大流量的滲流量；少見(jiàn)的在棱體處有流水聲響，或上游壩坡附近水面出現(xiàn)漏斗狀漩渦。上述情況的出現(xiàn)可以判斷已產(chǎn)生貫通性集中滲流。產(chǎn)生的原因是多種的，不論是由變形形成的貫穿性裂縫，還是剪切裂縫或是拉裂縫等，大部分與施工質(zhì)量有關(guān)。但有一種形成原因要引起設(shè)計(jì)和施工的注意，對(duì)壩體內(nèi)兩種相互接觸材質(zhì)的彈性模量差異過(guò)大的接觸部位，必須引起高度重視，如在巖基上的土壩壩基、壩體內(nèi)有殘丘的接觸部位、輸水涵管管壁四周部位等。其接觸體彈性模量的差異導(dǎo)致固結(jié)變形相互不能協(xié)調(diào)，產(chǎn)生裂縫，續(xù)而發(fā)生滲透破壞與變形破壞的相互作用，結(jié)果貫穿性的集中滲流發(fā)生，這類(lèi)案例很多，可以引以為戒。

4、非正常滲流的處理方案

在滲流處理技術(shù)方案上，目前國(guó)內(nèi)解決壩體滲流病害時(shí)的原則必須形成連續(xù)的防滲帷幕，對(duì)防滲的厚度和密實(shí)度還提出設(shè)計(jì)要求。防滲帷幕對(duì)于水庫(kù)大壩筑壩材料的密度和強(qiáng)度指標(biāo)進(jìn)入衰退老化期的病險(xiǎn)庫(kù)加固是必要的，但對(duì)于大壩出現(xiàn)非正常滲流的處理方案上，不一定采用幕墻封閉的處理方式，實(shí)踐證明，防滲幕墻方案在處理非正滲流時(shí)不能持久發(fā)揮效益，當(dāng)貫穿性的集中滲流形成后，采用防滲帷幕方案，實(shí)際上是對(duì)不需加固部位進(jìn)行了多余的防滲處理，而對(duì)已形成通道，需要全部充填的部位只對(duì)切割到的部分空洞段實(shí)施了封堵，對(duì)于未填充的空穴空間仍充滿水體，存在水壓力，隨著庫(kù)水位變化，水壓力在時(shí)間和細(xì)微通道作用下，最后會(huì)再次形成滲流通道。也就是說(shuō)對(duì)發(fā)生貫穿性滲流只依靠采取防滲帷幕方案不僅經(jīng)濟(jì)性差，防滲效果的耐久性也不好。

5、非正常滲流的灌漿處理

對(duì)滲漏通道充填灌漿是普遍采用的手段，充填灌漿是通過(guò)鉆孔向壩體內(nèi)灌漿，灌入漿液使裂縫孔隙充填粘合，形成一定強(qiáng)度具有阻水性能的固體。同時(shí)在充填過(guò)程中灌漿產(chǎn)生擠壓力，對(duì)周?chē)馏w產(chǎn)生擠壓效應(yīng)，使未能進(jìn)入漿液的細(xì)小裂縫受到壓縮和擠密。根據(jù)灌漿充填裂縫機(jī)理，充填灌漿對(duì)水庫(kù)大壩非正常滲流病害整治效果顯著。具體的技術(shù)方案分為兩個(gè)步驟，空隙切割灌漿與空隙充填彌合灌漿。第一步，空隙切割灌漿，這一步實(shí)際意義不是充填孔隙，是確定通向貫通通道的灌漿孔位置，實(shí)施時(shí)通過(guò)吃漿量判斷灌漿孔與空洞部位是否聯(lián)通。灌漿采用粘土漿液，由于它顆粒細(xì)小，可分散成粒徑0..001—5um的微粒，施灌分散程度高，這就為流入切割空隙和吃漿表現(xiàn)創(chuàng)造了條件。當(dāng)一旦有大量吃漿表現(xiàn)，就找準(zhǔn)了第一孔，續(xù)而沿著滲流方向延伸順勢(shì)跟進(jìn)，不斷找準(zhǔn)與空洞相連的灌漿孔，沿滲流通道布均灌漿孔，完成空隙切割灌漿。要注意施工順序，是從大壩背水坡下游溢出點(diǎn)附近開(kāi)始向上游實(shí)施。第二步充填彌合灌漿，灌漿方法是常規(guī)的，要注意的是灌漿材料的采用，根據(jù)對(duì)片狀、蜂窩狀、和脈管型洞穴類(lèi)型的不同，施灌材料所形成封堵機(jī)理的不同，采用水泥漿、水泥砂漿漿液。一般先采用水泥漿施灌，當(dāng)吃漿量大時(shí)改為水泥砂漿，不要過(guò)早使用水泥砂漿，會(huì)造成對(duì)滲流通道攔駕而不能對(duì)整個(gè)通道充填密實(shí)。另一點(diǎn)注意的是施工順序自大壩上游順壩坡向下游施工。

6、土壩非正常滲流檢測(cè)

一旦壩體出現(xiàn)非正常滲流會(huì)引相關(guān)部門(mén)高度重視，請(qǐng)專(zhuān)業(yè)檢測(cè)部門(mén)對(duì)壩體進(jìn)行檢測(cè)，查找滲流位置。對(duì)均質(zhì)土壩壩體內(nèi)部產(chǎn)生的集中滲流，一般采用物探檢測(cè)的方法，有高密度電法和自然電場(chǎng)法等。高密度電法根據(jù)富水區(qū)較正常介質(zhì)電阻率低的特點(diǎn)，通過(guò)觀測(cè)地下介質(zhì)電阻率的變化，可檢測(cè)出滲流部位所形成的滲漏帶；自然電場(chǎng)法利用水流破壞了電位的平衡，形成了極化，產(chǎn)生了過(guò)濾電場(chǎng)，通過(guò)自然電位的變化確定集中滲流位置。多項(xiàng)工程檢測(cè)結(jié)果顯示，由于物探是間接推斷，檢測(cè)結(jié)果與實(shí)際相符的情況不多，有的還大相徑庭。介紹一種簡(jiǎn)易測(cè)壓管觀測(cè)方法，從溢出處沿壩坡向上埋設(shè)臨時(shí)測(cè)壓管，具體方法，將直徑5cm的塑料pvc管四周鉆孔，用硬質(zhì)木料做成直徑6cm沖頭，一頭尖的，另一端縮徑后與塑料管固定。用一鋼管穿入塑料管對(duì)著沖頭打入，觀察各位置管內(nèi)水位變化，判斷滲流通道，實(shí)踐證明，這是一種直觀的即經(jīng)濟(jì)又行之有效滲流檢測(cè)方法。

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