灌区干渠土坝渗漏分析

1、    灌区干渠土坝渗漏分析    摘要：涝洲灌区干渠土坝因为灌区干渠土坝渗漏造成事故占比例较多，本人就这几年工程实践结合该问题谈谈具体原因及防治措施，希望对病险灌区干渠土坝加固起到借鉴作用。关键词：渗透变形;水流观测;控制措施一、引言肇东市非常重视灌区干渠土坝建设，涝洲灌区干渠土坝在战胜水旱灾害、促进农业生产、改善人民生活方面发挥了巨大作用，但由于当时历史条件及技术、经验不足等原因，灌区干渠土坝工程存在着不同程度质量和防洪标准问题，使灌区干渠土坝事故不断增加，给肇东市人民生命财产造成了重大损失。涝洲灌区干渠土坝存在问题除防洪标准偏低外，主要工程质量问题

2、具体表现在渗漏、滑坡和裂缝，概括起来一个防渗加固问题，一般处理防渗原则“上堵下排”，上堵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措施有：在坝体背水坡脚附近开挖导渗沟、减压井和盖重压渗等。二、灌区干渠土坝渗漏表现形式灌区干渠土坝病险问题主要各种原因引起渗漏问题常表现在以下方面：（一）灌区干渠土坝建成蓄水后由于选取土料物理力学指标不当致使浸润线常高于设计浸润线水位导致渗流从坝下游坡面溢出使下游坡失稳。（二）坝基和坝身产生

3、危害性渗透变形导致坝基或坝身淘空破坏。（三）地质条件差往往认为灌区干渠土坝对基础要求不高因而忽视工程与水文地质条件及其基础防渗处理造成基础漏水。三、坝身滲漏分析（一）心墙、斜墙裂缝漏水灌区干渠土坝防渗体开裂较常见，尤其发生在近年来较普遍薄心墙灌区干渠土坝中由于心、斜墙与坝体其部分填筑土料不同因变形模量差异使变形不一致导致心、斜墙开裂在裂缝处产生集中渗漏渗透水以很大水力坡降冲刷心、斜墙裂缝因管涌作用把防渗体土料带至下游坝体使心、斜墙丧失防渗作用。（二）坝体因扩建加高新老防渗体衔接处理不当漏水坝体因多次扩建新老防渗体衔接处理往往不严造成隐患特别心墙坝加高时对原有心墙很难采取补强措施当蓄水位抬高以后

4、其防渗体承受水力梯度明显加大增加了被击穿危险有将心墙改做斜墙但因库内死水排干困难使基础处理不严造成漏水隐患。（三）浸润线抬高使下游坝坡失稳已建均质灌区干渠土坝中常存在浸润线比设计计算有所抬高致使坝下游坡面长期处于湿润状态而影响坝坡稳定浸润线抬高多数原因设计时没有考虑灌区干渠土坝施工时分层碾压因碾压使坝体形成许多水平层面导致水平向渗透系数大干垂直向渗透系数产生各向异性渗流场结果。（四）灌区干渠土坝滑坡与处理灌区干渠土坝滑坡或沉陷往往因为填筑土料差设计抗剪指标选用不当坝坡设计不合理以及渗漏等原因造成的。四、渗漏控制方法和措施（一）垂直防渗垂直防渗常适用于地基透水层较薄或隔水层较浅的情况，以封闭式防

5、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。垂直防渗在工程实际中应用较多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。（1）     混凝土防渗墙使用专用钻机机具，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

6、要严格控制施工质量，是可以达到彻底截断渗透水流的。（2）     高压喷射灌浆防渗按设计布孔，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。（3）     劈裂灌浆防渗在灌区干渠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1050cm厚的连续泥墙，可以起到防渗目的。同时泥浆使坝体湿

7、化，增加坝体的密实度。劈裂灌浆防渗不仅起到防渗作用，也加固了坝体，可以就地取材，施工简便，投资省、工效高。（二）水平防渗水平铺盖分利用天然粘土和人工填筑粘土两种，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。在实际应用中摘要的注意以下几点：（1）     利用天然粘土铺盖要慎重，必须了解粘土的分布情况、厚度、干容重以及粘土下面覆盖层的厚度、粒径组成和透水性等。（2）  

8、0;  人工填筑粘土铺盖长度与坝前设计水头比，实践总结78倍，最大有超过10倍。（3）     铺盖粘土渗透系数应小于1000倍地基的渗透系数。（4）     粘土铺盖要避免与河床覆盖层渗透系数k>10-2cm/s透水层接触。（5）     铺盖粘土要封闭大坝两侧岸坡，避免发生饶渗。（6）     在坝基表面有较薄的弱透水层或不透水层，且底下的透水层较浅时，宜采用排水沟截穿表层，用以控制渗流，也就是做导渗沟导渗。（7）&

9、#160;    如果不透水层较厚，而其下透水层深厚或含水层成层显著，应该采用减压井深入下部强透层导渗。（8）     做导渗沟和减压井有困难时，可做压渗措施。五、施工要求（一）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、最大干容重、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。（二）垂直防渗处理可以比较彻底的解决灌区干渠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。六、结束语目前，灌区干渠土坝因各种原因形成渗透现象的较为普遍，有些渗