盧智彬　張志紅　趙林紅

摘 要：滲漏是小型水庫最為重要的安全隱患，多數(shù)小型水庫缺少監(jiān)測手段，或監(jiān)測項目不全，或監(jiān)測資料較少，無法給大壩滲流安全評價提供有效和科學(xué)的理論數(shù)據(jù)支撐。江油有小型水庫186座，共有99座水庫發(fā)生過滲流，截止2011年，這些水庫全部進(jìn)行了防滲處理。文章就江油市小型水庫滲漏的成因、安全評價方法、防滲處理技術(shù)進(jìn)行簡要分析，以期為小型水庫防滲加固提供一定參考。

關(guān)鍵詞：小型水庫；滲漏；成因；評價方法；處理技術(shù)；分析

中圖分類號：TV543 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）29-0024-02

江油市位于四川盆地北部邊緣，幅員面積2719.3km2，1954年興建水庫以來，共建成小型水庫186座。小型水庫興建高峰期是20世紀(jì)50～60年代，建設(shè)期大部分工程設(shè)計資料不全，加之多年來資料保管不善造成殘缺、遺失等，水庫運行幾十年，已進(jìn)入老化期，特別是“5.12”汶川特大地震，四川大量的水庫出現(xiàn)嚴(yán)重震損，安全隱患十分嚴(yán)重，江油的小型水庫全部為震損病害水庫，見表1。

這些震損水庫中，大壩滲流較為突出，共有99座水庫發(fā)生過滲流。截止2011年，這些水庫全部進(jìn)行了防滲處理，經(jīng)過運行，部分水庫又發(fā)生了新的滲流現(xiàn)象，如向陽水庫、東安柏林水庫、茶果灣水庫等又出現(xiàn)新的滲流現(xiàn)象。滲漏是小型水庫最為重要的安全隱患，主要有壩體滲漏、壩基滲漏、繞壩滲漏等。造成的危害包括壩身滲漏，壩坡塌陷，壩腳出現(xiàn)管涌、滑坡、流土、大壩移位等。本文就江油的小型水庫土石壩滲流成因及處理技術(shù)作簡要分析。

2 小型水庫大壩滲漏成因

針對江油小型水庫建設(shè)時間、設(shè)計資料、建設(shè)管理記錄資料，以及運行管理情況，文章對造成小型水庫大壩滲漏的主要原因進(jìn)行分析。

2.1 設(shè)計缺陷

江油在20世紀(jì)50～60年代掀起農(nóng)田水利建設(shè)高潮，據(jù)調(diào)查，江油186座小型水庫大多采取“邊勘測、邊設(shè)計、邊施工”的方法，致使工程缺乏規(guī)范的圖紙。設(shè)計缺陷主要有四點：①大量采用了壩下涵管，以及地勘資料不詳?shù)仍蛟斐苫A(chǔ)處理不徹底，基礎(chǔ)沉降導(dǎo)致涵管變形、折斷、漏水；②未充分考慮放水、檢修等的需求，造成放水涵（臥）管尺寸偏小，檢修困難；③壩坡偏陡或壩身過于單薄，易造成滑坡；④部分?。ǘ┬退畮靿魏笈潘怏w偏小，部分未設(shè)置反濾層，從而導(dǎo)致大面積散浸及漏水。

2.2 施工缺陷

施工控制不好、把關(guān)不嚴(yán)是造成水庫安全隱患的主要原因之一。①部分水庫施工時缺少必要的質(zhì)量監(jiān)測和控制手段，致使多數(shù)壩體輾壓強度不夠，筑壩材料不符合要求，造成大壩滲漏；②部分水庫施工工藝、工序沒有嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行，且分段施工銜接未能作有效搭接處理；③大型施工機械不足、設(shè)備簡陋，造成大壩碾壓質(zhì)量差；④雨季施工沒有控制好填筑材料含水量，以及霜雪天施工沒有做好防護(hù)處理措施，也給大壩安全帶來隱患；⑤絕大部分水庫壩下涵管截水環(huán)施工未按規(guī)范操作，有些基礎(chǔ)未按設(shè)計要求處理，導(dǎo)致涵管變形折斷和漏水，新安鎮(zhèn)任家河水庫就是這種情況，“5.12”地震災(zāi)后重建加固后，2012年涵管又出現(xiàn)漏水，隱患十分嚴(yán)重。

2.3 地質(zhì)缺陷

江油屬典型的喀什特地貌地區(qū)，由于部分水庫大壩選址未充分考慮溶巖地質(zhì)地貌，或地勘資料不全面、或地質(zhì)情況發(fā)生突變，且施工時沒有開挖到新鮮基巖，也沒有進(jìn)行基礎(chǔ)灌漿處理，最后導(dǎo)致壩基滲漏，水磨溝水庫、獅兒河水庫就是這種情況。茶果彎水庫、上游水庫、白楊坪水庫等水庫為了節(jié)約投資，將一些風(fēng)化嚴(yán)重或節(jié)理發(fā)育破碎的山包，未經(jīng)處理或處理不完，就作為壩體的一部分，從而造成壩體滲漏。

3 滲流的安全評價方法

滲流安全評價是大壩安全評價的重點內(nèi)容之一。滲流安全評價常用的方法有現(xiàn)場檢查法、監(jiān)測資料分析法、計算分析與經(jīng)驗類比法及專題研究論證法等。由于江油小型水庫一直以來缺少監(jiān)測手段，或監(jiān)測項目不全，或監(jiān)測資料較少。因此，江油小型水庫滲流安全評價大多采用現(xiàn)場檢查法，或輔之以計算分析法、經(jīng)驗類比法。

3.1 現(xiàn)場檢查法

現(xiàn)場檢查法是通過直接檢查或輔以簡單的測量、測試，復(fù)核建筑物的形體尺寸、外部質(zhì)量以及運行情況等是否達(dá)到了原設(shè)計的要求和功能，主要適用于資料不足的中小型水庫?！端畮齑髩伟踩u價導(dǎo)則》（SL 258-2000）明確指出，對工程現(xiàn)場進(jìn)行檢查，發(fā)生以下現(xiàn)象時可認(rèn)為大壩的滲流狀態(tài)不安全或存在嚴(yán)重滲流隱患：

①通過壩基、壩體及兩端岸坡的滲流量在相同條件下不斷增大；滲漏水出現(xiàn)渾濁或可疑物質(zhì)；出水位置升高或移動等。

②土石壩上、下游壩坡濕軟、塌陷、出水；壩址區(qū)嚴(yán)重冒水翻砂、松軟隆起或塌陷；庫內(nèi)出現(xiàn)漩渦漏水、鋪蓋產(chǎn)生嚴(yán)重塌坑或裂縫。

③壩體與兩壩端岸坡、輸水管（洞）壁等接合部嚴(yán)重漏水，出現(xiàn)渾濁。

④滲流壓力和滲流量同時增大，或突然改變其與庫水位的既往關(guān)系，在相同條件下有較大增長。

如果僅僅根據(jù)某一項滲流現(xiàn)象，不進(jìn)行認(rèn)真深入的分析，就將滲流大壩安全評價為C級，有失簡單之嫌。只有對發(fā)現(xiàn)或曾出現(xiàn)的各種滲流現(xiàn)象的成因、發(fā)展變化過程及其發(fā)展趨勢進(jìn)行仔細(xì)論證分析，方能給出準(zhǔn)確的安全評價，為除險加固提供依據(jù)。

3.2 計算分析法

由于江油的小型水庫沒有滲流分析用的監(jiān)測資料，因此應(yīng)用理論分析計算壩體滲流形態(tài)是滲流分析評價的重點部分。建立二維非恒定滲流的有限元計算模型，在Windows操作系統(tǒng)下實現(xiàn)基于消息傳遞的二維滲流的有限元并行計算，可為大壩滲流分析提供理論依據(jù)。計算分析法應(yīng)與現(xiàn)場檢查法相結(jié)合，應(yīng)在經(jīng)勘測的壩體、壩基的特性，以及相應(yīng)的地質(zhì)參數(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行。

3.3 經(jīng)驗類比法

經(jīng)驗類比法是指根據(jù)當(dāng)?shù)叵噜?、類似的水庫的設(shè)計、運行、除險加固等情況，對照分析本工程的安全程度。由于水庫的實際情況差別大，地質(zhì)情況、施工方法各有不同，因此該方法得到的結(jié)論只能和現(xiàn)場檢查法、計算分析法一起配合使用。經(jīng)驗類比法的應(yīng)用，理論研究和工程實踐比較少，暫時還沒有標(biāo)準(zhǔn)。如何類比修正，以及能否根據(jù)已完成工程特征提出參數(shù)建立的模型等，需要深入研究。

4 防滲處理技術(shù)

大壩防滲處理措施，早些年較為常用的有粘土灌漿、壩前水平鋪蓋防滲、防滲墻、土工膜防滲、混凝土面板和壩基帷幕灌漿等。近些年較為常用的有劈裂灌漿、高噴灌漿、機械造槽防滲等新技術(shù)。

4.1 劈裂灌漿

劈裂灌漿技術(shù)是我國近年來研究成功的處理病險堤壩的一項新技術(shù)。劈裂灌漿是用淺孔輕便鉆機或更簡單的鉆具，分別采用梅花形布孔和直線布孔方式。灌漿時由下而上，少灌多復(fù)；泥漿由稀到稠，循序漸進(jìn)；壓力由大到小，靈活掌握。這樣，可以較好地處理灌漿中出現(xiàn)的冒漿、串漿、滑坡、局部隆起等各種問題，使灌入的泥漿沿堤的軸向形成一道帷幕，達(dá)到改善堤身質(zhì)量、提高堅固度和防止?jié)B漏的目的。

由于小型水庫除險加固中，各自對土壩劈裂灌漿技術(shù)的理解認(rèn)識的不同，造成土壩劈裂灌漿效果不一樣。有些施工單位將劈裂灌漿和充填式灌漿混淆。設(shè)計為劈裂灌漿，施工中卻采用充填式灌漿的工藝，灌漿效果達(dá)不到設(shè)計要求或效果不能持久。設(shè)計單位應(yīng)掌握檢查孔、注漿實驗的數(shù)據(jù)，及時根據(jù)施工現(xiàn)場多變因數(shù)合理調(diào)整設(shè)計參數(shù)，使效果達(dá)到最佳。

合理的灌漿施工工藝是保證灌漿質(zhì)量的一個重要因數(shù)。要想保證灌漿的質(zhì)量，施工隊伍必須嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范或規(guī)程去施工，并具有對灌漿施工過程進(jìn)行全面監(jiān)測的手段和能力。據(jù)統(tǒng)計，江油99座小型水庫進(jìn)行過灌漿防滲處理。由于個別施工隊伍自身素質(zhì)不高，業(yè)務(wù)技術(shù)能力不強，加之監(jiān)理監(jiān)管不到位，造成部分水庫灌漿防滲效果耐久性差，向陽水庫、東安柏林水庫等水庫，施工單位沒有嚴(yán)格按照規(guī)范施工，灌漿后又出現(xiàn)新的滲漏。

4.2 帷幕灌漿

20世紀(jì)以來，帷幕灌漿一直是水工建筑物地基防滲處理的主要手段，對保證水工建筑物的安全運行起著重要作用。江油在“5.12”地震災(zāi)后99座小型水庫防滲加固中，有一些水庫采用了帷幕灌漿。大壩的巖石或砂礫石地基中采用灌漿建造防滲帷幕的工程，帷幕頂部與壩體連接，底部深入相對不透水巖層一定深度，以阻止或減少地基中地下水的滲透；與位于其下游的排水系統(tǒng)共同作用，還可降低滲透水流對大壩的揚壓力。帷幕灌漿施工工藝簡單，但施工時制漿、造孔、注漿等掌握不好，灌漿效果也會事倍功半。漿液效果好壞直接影響灌漿效果和堵水效果的好壞；控制好注漿壓力和漿液擴散半徑，才能保證帷幕效果；造孔操作不當(dāng)易發(fā)生灌漿孔斜，加劇孔內(nèi)坍塌，甚至造成卡鉆、埋鉆現(xiàn)象。

5 結(jié) 語

水庫大壩安全監(jiān)測是水庫大壩安全管理的重要組成部分，小型水庫安全監(jiān)測是水庫大壩安全監(jiān)測工作中的薄弱環(huán)節(jié)，是影響小型水庫安全運行的突出因素。江油186座小型水庫中，安全監(jiān)測系統(tǒng)缺失嚴(yán)重。建立小型水庫大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)，收集、整理水庫運行資料，是掌握水庫大壩安全性態(tài)的重要手段，是科學(xué)調(diào)度、安全運行的前提，意義深遠(yuǎn)。小型水庫除險加固過程中，應(yīng)設(shè)置觀測設(shè)施。水庫運行管理中，管理單位應(yīng)按技術(shù)規(guī)范，并根據(jù)儀器、檢查項目、工程特性，制定監(jiān)測方案和檢查制度。水庫管理單位應(yīng)根據(jù)制度要求進(jìn)行巡查和監(jiān)測，及時整理各監(jiān)測項目的原始數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、完整。江油在小型水庫防滲處理技術(shù)運用中形式單一，復(fù)合土工膜防滲技術(shù)、高噴灌漿及機械造槽防滲等新技術(shù)值得推廣。

參考文獻(xiàn)：

[1] 馬文濤，李海鷗，楊主恩，等.汶川MS8.0地震對四川省水電水利工程場地安全性評價結(jié)果的檢驗[J].地震地質(zhì)，2008，（3）.

[2] 嚴(yán)國璋，李俊輝.堤壩白蟻及其防治[M].武漢：湖北科學(xué)技術(shù)出版社，2001.

[3] 毛昶熙.滲流計算分析與控制[M].北京：中國水利水電出版社，2003.

[4] 江春波，安曉謐.二維非恒定滲流的有限元并行計算[J].水科學(xué)進(jìn)展，2014，（4）.

[5] 萬福滿.劈裂灌漿的機理分析及施工技術(shù)探討[J].大壩與安全，2009，（6）.

4 防滲處理技術(shù)

大壩防滲處理措施，早些年較為常用的有粘土灌漿、壩前水平鋪蓋防滲、防滲墻、土工膜防滲、混凝土面板和壩基帷幕灌漿等。近些年較為常用的有劈裂灌漿、高噴灌漿、機械造槽防滲等新技術(shù)。

4.1 劈裂灌漿

劈裂灌漿技術(shù)是我國近年來研究成功的處理病險堤壩的一項新技術(shù)。劈裂灌漿是用淺孔輕便鉆機或更簡單的鉆具，分別采用梅花形布孔和直線布孔方式。灌漿時由下而上，少灌多復(fù)；泥漿由稀到稠，循序漸進(jìn)；壓力由大到小，靈活掌握。這樣，可以較好地處理灌漿中出現(xiàn)的冒漿、串漿、滑坡、局部隆起等各種問題，使灌入的泥漿沿堤的軸向形成一道帷幕，達(dá)到改善堤身質(zhì)量、提高堅固度和防止?jié)B漏的目的。

由于小型水庫除險加固中，各自對土壩劈裂灌漿技術(shù)的理解認(rèn)識的不同，造成土壩劈裂灌漿效果不一樣。有些施工單位將劈裂灌漿和充填式灌漿混淆。設(shè)計為劈裂灌漿，施工中卻采用充填式灌漿的工藝，灌漿效果達(dá)不到設(shè)計要求或效果不能持久。設(shè)計單位應(yīng)掌握檢查孔、注漿實驗的數(shù)據(jù)，及時根據(jù)施工現(xiàn)場多變因數(shù)合理調(diào)整設(shè)計參數(shù)，使效果達(dá)到最佳。

合理的灌漿施工工藝是保證灌漿質(zhì)量的一個重要因數(shù)。要想保證灌漿的質(zhì)量，施工隊伍必須嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范或規(guī)程去施工，并具有對灌漿施工過程進(jìn)行全面監(jiān)測的手段和能力。據(jù)統(tǒng)計，江油99座小型水庫進(jìn)行過灌漿防滲處理。由于個別施工隊伍自身素質(zhì)不高，業(yè)務(wù)技術(shù)能力不強，加之監(jiān)理監(jiān)管不到位，造成部分水庫灌漿防滲效果耐久性差，向陽水庫、東安柏林水庫等水庫，施工單位沒有嚴(yán)格按照規(guī)范施工，灌漿后又出現(xiàn)新的滲漏。

4.2 帷幕灌漿

20世紀(jì)以來，帷幕灌漿一直是水工建筑物地基防滲處理的主要手段，對保證水工建筑物的安全運行起著重要作用。江油在“5.12”地震災(zāi)后99座小型水庫防滲加固中，有一些水庫采用了帷幕灌漿。大壩的巖石或砂礫石地基中采用灌漿建造防滲帷幕的工程，帷幕頂部與壩體連接，底部深入相對不透水巖層一定深度，以阻止或減少地基中地下水的滲透；與位于其下游的排水系統(tǒng)共同作用，還可降低滲透水流對大壩的揚壓力。帷幕灌漿施工工藝簡單，但施工時制漿、造孔、注漿等掌握不好，灌漿效果也會事倍功半。漿液效果好壞直接影響灌漿效果和堵水效果的好壞；控制好注漿壓力和漿液擴散半徑，才能保證帷幕效果；造孔操作不當(dāng)易發(fā)生灌漿孔斜，加劇孔內(nèi)坍塌，甚至造成卡鉆、埋鉆現(xiàn)象。

5 結(jié) 語

水庫大壩安全監(jiān)測是水庫大壩安全管理的重要組成部分，小型水庫安全監(jiān)測是水庫大壩安全監(jiān)測工作中的薄弱環(huán)節(jié)，是影響小型水庫安全運行的突出因素。江油186座小型水庫中，安全監(jiān)測系統(tǒng)缺失嚴(yán)重。建立小型水庫大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)，收集、整理水庫運行資料，是掌握水庫大壩安全性態(tài)的重要手段，是科學(xué)調(diào)度、安全運行的前提，意義深遠(yuǎn)。小型水庫除險加固過程中，應(yīng)設(shè)置觀測設(shè)施。水庫運行管理中，管理單位應(yīng)按技術(shù)規(guī)范，并根據(jù)儀器、檢查項目、工程特性，制定監(jiān)測方案和檢查制度。水庫管理單位應(yīng)根據(jù)制度要求進(jìn)行巡查和監(jiān)測，及時整理各監(jiān)測項目的原始數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、完整。江油在小型水庫防滲處理技術(shù)運用中形式單一，復(fù)合土工膜防滲技術(shù)、高噴灌漿及機械造槽防滲等新技術(shù)值得推廣。

參考文獻(xiàn)：

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[5] 萬福滿.劈裂灌漿的機理分析及施工技術(shù)探討[J].大壩與安全，2009，（6）.

4 防滲處理技術(shù)

大壩防滲處理措施，早些年較為常用的有粘土灌漿、壩前水平鋪蓋防滲、防滲墻、土工膜防滲、混凝土面板和壩基帷幕灌漿等。近些年較為常用的有劈裂灌漿、高噴灌漿、機械造槽防滲等新技術(shù)。

4.1 劈裂灌漿

劈裂灌漿技術(shù)是我國近年來研究成功的處理病險堤壩的一項新技術(shù)。劈裂灌漿是用淺孔輕便鉆機或更簡單的鉆具，分別采用梅花形布孔和直線布孔方式。灌漿時由下而上，少灌多復(fù)；泥漿由稀到稠，循序漸進(jìn)；壓力由大到小，靈活掌握。這樣，可以較好地處理灌漿中出現(xiàn)的冒漿、串漿、滑坡、局部隆起等各種問題，使灌入的泥漿沿堤的軸向形成一道帷幕，達(dá)到改善堤身質(zhì)量、提高堅固度和防止?jié)B漏的目的。

由于小型水庫除險加固中，各自對土壩劈裂灌漿技術(shù)的理解認(rèn)識的不同，造成土壩劈裂灌漿效果不一樣。有些施工單位將劈裂灌漿和充填式灌漿混淆。設(shè)計為劈裂灌漿，施工中卻采用充填式灌漿的工藝，灌漿效果達(dá)不到設(shè)計要求或效果不能持久。設(shè)計單位應(yīng)掌握檢查孔、注漿實驗的數(shù)據(jù)，及時根據(jù)施工現(xiàn)場多變因數(shù)合理調(diào)整設(shè)計參數(shù)，使效果達(dá)到最佳。

合理的灌漿施工工藝是保證灌漿質(zhì)量的一個重要因數(shù)。要想保證灌漿的質(zhì)量，施工隊伍必須嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范或規(guī)程去施工，并具有對灌漿施工過程進(jìn)行全面監(jiān)測的手段和能力。據(jù)統(tǒng)計，江油99座小型水庫進(jìn)行過灌漿防滲處理。由于個別施工隊伍自身素質(zhì)不高，業(yè)務(wù)技術(shù)能力不強，加之監(jiān)理監(jiān)管不到位，造成部分水庫灌漿防滲效果耐久性差，向陽水庫、東安柏林水庫等水庫，施工單位沒有嚴(yán)格按照規(guī)范施工，灌漿后又出現(xiàn)新的滲漏。

4.2 帷幕灌漿

20世紀(jì)以來，帷幕灌漿一直是水工建筑物地基防滲處理的主要手段，對保證水工建筑物的安全運行起著重要作用。江油在“5.12”地震災(zāi)后99座小型水庫防滲加固中，有一些水庫采用了帷幕灌漿。大壩的巖石或砂礫石地基中采用灌漿建造防滲帷幕的工程，帷幕頂部與壩體連接，底部深入相對不透水巖層一定深度，以阻止或減少地基中地下水的滲透；與位于其下游的排水系統(tǒng)共同作用，還可降低滲透水流對大壩的揚壓力。帷幕灌漿施工工藝簡單，但施工時制漿、造孔、注漿等掌握不好，灌漿效果也會事倍功半。漿液效果好壞直接影響灌漿效果和堵水效果的好壞；控制好注漿壓力和漿液擴散半徑，才能保證帷幕效果；造孔操作不當(dāng)易發(fā)生灌漿孔斜，加劇孔內(nèi)坍塌，甚至造成卡鉆、埋鉆現(xiàn)象。

5 結(jié) 語

水庫大壩安全監(jiān)測是水庫大壩安全管理的重要組成部分，小型水庫安全監(jiān)測是水庫大壩安全監(jiān)測工作中的薄弱環(huán)節(jié)，是影響小型水庫安全運行的突出因素。江油186座小型水庫中，安全監(jiān)測系統(tǒng)缺失嚴(yán)重。建立小型水庫大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)，收集、整理水庫運行資料，是掌握水庫大壩安全性態(tài)的重要手段，是科學(xué)調(diào)度、安全運行的前提，意義深遠(yuǎn)。小型水庫除險加固過程中，應(yīng)設(shè)置觀測設(shè)施。水庫運行管理中，管理單位應(yīng)按技術(shù)規(guī)范，并根據(jù)儀器、檢查項目、工程特性，制定監(jiān)測方案和檢查制度。水庫管理單位應(yīng)根據(jù)制度要求進(jìn)行巡查和監(jiān)測，及時整理各監(jiān)測項目的原始數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、完整。江油在小型水庫防滲處理技術(shù)運用中形式單一，復(fù)合土工膜防滲技術(shù)、高噴灌漿及機械造槽防滲等新技術(shù)值得推廣。

參考文獻(xiàn)：

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