你认为造成水坝渗漏的原因有哪些
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- 提问者网友：做自己de王妃
- 2021-04-04 08:35
你认为造成水坝渗漏的原因有哪些
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- 五星知识达人网友：廢物販賣機
- 2021-04-04 08:56
1 大坝渗漏的常见类型和状况
大坝渗漏的表现相当多，而且状态复杂，它的主要危害有：如其渗漏量较大，将使水库效益显著降低，使某些岩土或断裂带充填物产生渗透变形，治理难度也较大，是水电建设和使用中的突出问题。
1.1 大坝渗漏的常见类型
从土石料透水性质和渗透破坏发生的机理看，大坝在水流渗透和外力的作用下，会使坝体的土石料受到冲击，土石料的颗粒或颗粒成分、颗粒结构等，发生相对移动，此现象称之为大坝渗漏，也称渗透破坏。渗透水流作用下的坝体土石料抗剪切强度降低，坝基发生不均匀沉降、局部沉降和冲剪破坏，即为形变破坏。破坏形式根据形成原因分为孔隙性渗漏、裂隙性渗漏、管道式渗漏等几种形式[3]。
1.1.1孔隙性渗漏：水流透过土石料孔隙间隙产生的渗漏，一般是孔隙均匀流态，渗流量的大小主要取决于土石料的颗粒级配及其渗透系数。例如黄土、各种粒径的砂层及砾石等。
1.1.2裂隙性渗漏：水流透过土石料中节理、裂隙产生的渗漏。当节理、裂隙错综复杂时，裂隙性渗流近似均匀流态；当节理、裂隙发育不规则时，裂隙性渗流呈非均匀流态。裂隙性渗漏量的大小取决于节理、裂隙的发育程度[4]。
1.1.3管道式渗漏：水流透过可溶岩中的溶洞产生的渗漏，管道式渗漏流量的大小取决于地下溶洞的规模。例如喀斯特地貌区的水库，水流透过各种规模的溶洞发生渗漏。
这三种类型的渗漏在坝基中可以在不同部位同时出现，也可以独立出现[5]。
1.2 大坝渗漏及其后果
水库蓄水运行以后，开始持续受到渗流、破坏、冲刷、冻融等作用，还有可能受到非正常频率洪水和地震的破坏作用，建筑结构逐渐老化，坝体承受水压力、风浪压力等巨大荷载作用的能力不断下降，因而必须及时通过安全鉴定评价分析，准确掌握坝身应力变化规律，找出危及大坝安全的主要原因，并加固补救，以保证大坝的安全运行。如果水库坝身的安全隐患得不到及时鉴定和安全加固，则会影响水电站发挥其设计功能的，并且可能会造成溃坝危险，给人民的生命财产带来极大的灾难，威胁国民经济建设，以及生态环境和社会稳定[6]。
2 大坝渗漏形成原因
根据大坝渗漏发生的部位不同，分为坝体渗漏、坝基渗漏、绕坝渗漏三种情况，各种渗漏的原因分析如下。
2.1 坝体渗漏主要原因
大坝在加高培厚过程中，坝体通过很多次规模的扩建，新、旧坝体连接的位置处置不好，筑坝土石料质量差，土石料水性大、回填土中块石及杂物过多，引发坝体渗漏隐患。如果大坝提高蓄水水位，坝体的防渗体将承担更大的水压力，进而导致防渗墙失去其用途，存在溃坝的危险[7]。
2.2 坝基渗漏主要原因
坝基渗漏通常是由于土石坝的地基强度不高所造成，因此基础与坝身防渗体的衔接程度，关系到大坝的运行安全。例如有些水库地基基础覆盖层很厚，或其地基为透水岩石带，如：未胶结或胶结不好的砂砾石层，岩浆岩，玄武岩、还有岩溶透水带等。由于水库建设过程中对地质情况未予探明，或探明后未按施工规范进行加固处理，在水库后期运行多年后，安全隐患慢慢显现，造成坝基渗漏严重[8]。
2.3 绕坝渗漏主要原因
绕坝渗漏又称坝肩渗漏，是指水库蓄水后，由于上下游水头差，使库水沿坝两岸岩石的孔隙、裂隙、溶洞、断层等向坝下游的渗漏。产生的主要原因是：由于坝端岸坡地质条件差，如土石坝两侧岸坡下有透水的砂砾层；开挖或者风浪侵蚀岸坡后，破坏了上游岸坡的铺盖防渗体；坝端与岸坡衔接处的防渗体处理措施不当，如防渗体暴露，反而加剧了绕坝渗漏；有时施工未根据设计要求进行，造成质量缺陷，形成渗漏通道[9]。
3 大坝渗漏的防治措施
3.1 灌浆帷幕
通过钻孔向地下灌注可凝结的浆液，堵塞岩体裂隙（渗漏通道），形成可以阻水的防渗帷幕。灌浆分为帷幕灌浆、固结灌浆、接触灌浆，用于防止裂隙性岩溶渗漏具有显著的效果。对规模不大的岩石裂隙渗漏也有较好的效果。一般在坝肩位置设有接触灌浆，以防止绕坝渗漏。接触灌浆布置在坝前，以及坝后的坝基处，提高地基承载力。坝基灌浆要贯穿深层岩石基础，这是防止坝基渗漏比较彻底的办法。灌浆的灌浆压力、钻孔孔距、钻孔排距、钻孔排数等，根据壅水高度、建筑物特点、岩溶发育特点和灌浆试验结果确定[10]。 3.2 防渗墙
当坝基下透水层厚度不大时，常用防渗墙防渗，这是一种比较简单、可靠的防渗措施。防渗墙根据材质分为粘土墙、混凝土墙和大口径钻孔成墙等形式。粘土防渗墙多用于土坝坝基，将透水层截断与坝身心墙或斜墙相连接，要求防渗墙厚度满足设计要求，具备反滤措施，以保护防渗墙不致产生管涌和流土。混凝土防渗墙多用于岩石坝基的透水带，如溶蚀带、岸坡风化带等[11]。
3.3 铺盖
在大坝坝基的上游，以钢筋混凝土板做成铺盖，覆盖坝底漏水区，以防止渗漏。铺盖防渗主要适用于坝底的孔隙性、裂隙性渗漏。水库库底大面积渗漏，常用粘土介质铺盖；对于水库岸坡地段的局部渗漏，常用钢筋混凝土铺盖。为防止坝基、坝端渗漏而设置的防渗铺盖，最好使坝体与上游的防渗覆盖相衔接，将绕过铺盖的比降和流量控制在允许范围以内。
3.4 隔离与导排
隔离就是在水库岸基岩石上修筑隔水围堰。对于渗漏范围不大的集中区，修筑围堰可以减少水量渗漏。导排则是将建筑物基础下及其周围压力水区域通过反滤设施，如减压井、导管及排水沟（廊道）等将压力水引导至建筑物范围以外，以降低水压力。减压井或其他排水设施一般在坝后的防渗帷幕和后面的两岸山坡[12]。
3.5 堵洞
查找集中漏水的洞口，用填充材料堵塞，是防止岩石裂隙渗漏的有效方法。对裸露在外的基岩中的漏水洞，只要清除其风化松软的腐质，然后用混凝土、水泥浆液封堵，即可获得良好效果。对于深层岩溶河段，由于基岩中渗流通道埋藏于覆盖层之下，要消除覆盖层，应找到基岩中渗流通道的入口，加以封堵。如果覆盖层太厚，彻底开挖清除掉有一定困难，也应尽可能深挖清除。清除其中的腐质物质，然后加以封堵。[13]
4 结语
水库大坝如何治理渗漏问题，一直是水利水电工作者长期关注的重要的工作，任务艰巨，难度大。必须仔细分析渗漏原因，高度重视，采取相对应的防治措施，有效解决大坝渗漏问题，以使水库发挥最大的社会、经济效益。
大坝渗漏的表现相当多，而且状态复杂，它的主要危害有：如其渗漏量较大，将使水库效益显著降低，使某些岩土或断裂带充填物产生渗透变形，治理难度也较大，是水电建设和使用中的突出问题。
1.1 大坝渗漏的常见类型
从土石料透水性质和渗透破坏发生的机理看，大坝在水流渗透和外力的作用下，会使坝体的土石料受到冲击，土石料的颗粒或颗粒成分、颗粒结构等，发生相对移动，此现象称之为大坝渗漏，也称渗透破坏。渗透水流作用下的坝体土石料抗剪切强度降低，坝基发生不均匀沉降、局部沉降和冲剪破坏，即为形变破坏。破坏形式根据形成原因分为孔隙性渗漏、裂隙性渗漏、管道式渗漏等几种形式[3]。
1.1.1孔隙性渗漏：水流透过土石料孔隙间隙产生的渗漏，一般是孔隙均匀流态，渗流量的大小主要取决于土石料的颗粒级配及其渗透系数。例如黄土、各种粒径的砂层及砾石等。
1.1.2裂隙性渗漏：水流透过土石料中节理、裂隙产生的渗漏。当节理、裂隙错综复杂时，裂隙性渗流近似均匀流态；当节理、裂隙发育不规则时，裂隙性渗流呈非均匀流态。裂隙性渗漏量的大小取决于节理、裂隙的发育程度[4]。
1.1.3管道式渗漏：水流透过可溶岩中的溶洞产生的渗漏，管道式渗漏流量的大小取决于地下溶洞的规模。例如喀斯特地貌区的水库，水流透过各种规模的溶洞发生渗漏。
这三种类型的渗漏在坝基中可以在不同部位同时出现，也可以独立出现[5]。
1.2 大坝渗漏及其后果
水库蓄水运行以后，开始持续受到渗流、破坏、冲刷、冻融等作用，还有可能受到非正常频率洪水和地震的破坏作用，建筑结构逐渐老化，坝体承受水压力、风浪压力等巨大荷载作用的能力不断下降，因而必须及时通过安全鉴定评价分析，准确掌握坝身应力变化规律，找出危及大坝安全的主要原因，并加固补救，以保证大坝的安全运行。如果水库坝身的安全隐患得不到及时鉴定和安全加固，则会影响水电站发挥其设计功能的，并且可能会造成溃坝危险，给人民的生命财产带来极大的灾难，威胁国民经济建设，以及生态环境和社会稳定[6]。
2 大坝渗漏形成原因
根据大坝渗漏发生的部位不同，分为坝体渗漏、坝基渗漏、绕坝渗漏三种情况，各种渗漏的原因分析如下。
2.1 坝体渗漏主要原因
大坝在加高培厚过程中，坝体通过很多次规模的扩建，新、旧坝体连接的位置处置不好，筑坝土石料质量差，土石料水性大、回填土中块石及杂物过多，引发坝体渗漏隐患。如果大坝提高蓄水水位，坝体的防渗体将承担更大的水压力，进而导致防渗墙失去其用途，存在溃坝的危险[7]。
2.2 坝基渗漏主要原因
坝基渗漏通常是由于土石坝的地基强度不高所造成，因此基础与坝身防渗体的衔接程度，关系到大坝的运行安全。例如有些水库地基基础覆盖层很厚，或其地基为透水岩石带，如：未胶结或胶结不好的砂砾石层，岩浆岩，玄武岩、还有岩溶透水带等。由于水库建设过程中对地质情况未予探明，或探明后未按施工规范进行加固处理，在水库后期运行多年后，安全隐患慢慢显现，造成坝基渗漏严重[8]。
2.3 绕坝渗漏主要原因
绕坝渗漏又称坝肩渗漏，是指水库蓄水后，由于上下游水头差，使库水沿坝两岸岩石的孔隙、裂隙、溶洞、断层等向坝下游的渗漏。产生的主要原因是：由于坝端岸坡地质条件差，如土石坝两侧岸坡下有透水的砂砾层；开挖或者风浪侵蚀岸坡后，破坏了上游岸坡的铺盖防渗体；坝端与岸坡衔接处的防渗体处理措施不当，如防渗体暴露，反而加剧了绕坝渗漏；有时施工未根据设计要求进行，造成质量缺陷，形成渗漏通道[9]。
3 大坝渗漏的防治措施
3.1 灌浆帷幕
通过钻孔向地下灌注可凝结的浆液，堵塞岩体裂隙（渗漏通道），形成可以阻水的防渗帷幕。灌浆分为帷幕灌浆、固结灌浆、接触灌浆，用于防止裂隙性岩溶渗漏具有显著的效果。对规模不大的岩石裂隙渗漏也有较好的效果。一般在坝肩位置设有接触灌浆，以防止绕坝渗漏。接触灌浆布置在坝前，以及坝后的坝基处，提高地基承载力。坝基灌浆要贯穿深层岩石基础，这是防止坝基渗漏比较彻底的办法。灌浆的灌浆压力、钻孔孔距、钻孔排距、钻孔排数等，根据壅水高度、建筑物特点、岩溶发育特点和灌浆试验结果确定[10]。 3.2 防渗墙
当坝基下透水层厚度不大时，常用防渗墙防渗，这是一种比较简单、可靠的防渗措施。防渗墙根据材质分为粘土墙、混凝土墙和大口径钻孔成墙等形式。粘土防渗墙多用于土坝坝基，将透水层截断与坝身心墙或斜墙相连接，要求防渗墙厚度满足设计要求，具备反滤措施，以保护防渗墙不致产生管涌和流土。混凝土防渗墙多用于岩石坝基的透水带，如溶蚀带、岸坡风化带等[11]。
3.3 铺盖
在大坝坝基的上游，以钢筋混凝土板做成铺盖，覆盖坝底漏水区，以防止渗漏。铺盖防渗主要适用于坝底的孔隙性、裂隙性渗漏。水库库底大面积渗漏，常用粘土介质铺盖；对于水库岸坡地段的局部渗漏，常用钢筋混凝土铺盖。为防止坝基、坝端渗漏而设置的防渗铺盖，最好使坝体与上游的防渗覆盖相衔接，将绕过铺盖的比降和流量控制在允许范围以内。
3.4 隔离与导排
隔离就是在水库岸基岩石上修筑隔水围堰。对于渗漏范围不大的集中区，修筑围堰可以减少水量渗漏。导排则是将建筑物基础下及其周围压力水区域通过反滤设施，如减压井、导管及排水沟（廊道）等将压力水引导至建筑物范围以外，以降低水压力。减压井或其他排水设施一般在坝后的防渗帷幕和后面的两岸山坡[12]。
3.5 堵洞
查找集中漏水的洞口，用填充材料堵塞，是防止岩石裂隙渗漏的有效方法。对裸露在外的基岩中的漏水洞，只要清除其风化松软的腐质，然后用混凝土、水泥浆液封堵，即可获得良好效果。对于深层岩溶河段，由于基岩中渗流通道埋藏于覆盖层之下，要消除覆盖层，应找到基岩中渗流通道的入口，加以封堵。如果覆盖层太厚，彻底开挖清除掉有一定困难，也应尽可能深挖清除。清除其中的腐质物质，然后加以封堵。[13]
4 结语
水库大坝如何治理渗漏问题，一直是水利水电工作者长期关注的重要的工作，任务艰巨，难度大。必须仔细分析渗漏原因，高度重视，采取相对应的防治措施，有效解决大坝渗漏问题，以使水库发挥最大的社会、经济效益。
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