浅谈土石坝防渗加固技术方案选择
【摘 要】由于我国地域宽广、土石坝水库数量众多、加上各种自然灾害不断，土石坝水库很容易发生险情，所以病险土石坝除险加固防渗工程在我国将是一个长期的主题，为了以后能够更好的做好土石坝除险加固防渗技术方案的选择工作，笔者选择此课题进行研究。文章提出土石坝防渗变形处理技术方案选择。
【关键词】土石坝；防渗；处理
我国大中型水库大坝约 90%多为土石坝，随着病险水库加固工作的进一步展开，防渗墙技术推广应用的前景将更加广阔。 同时，随着我国国民经济的不断发展，我国水资源的开发利用也将得到进一步的提高，对于水利水电工程中的混凝土防渗墙工程，将会不断地提出更高、更新的要求。这就要求我们水利工作者应针对水利水电基础工程的关键技术，如新材料、新设备、新工艺，施工监测，质量检测等展开协同攻关，吸取失败的教训，总结成功的经验，找出其中规律，加强理论研究和科技创新，促进防渗墙技术的全面、可持续发展，以迎接我国 21 世纪水利水电建设的新高潮。
1 坝基防渗加固技术选择
坝基渗漏主要是由于透水性强的坝基未作防渗处理或处理不当、坝基防渗措施失效而产生的。例如：坝体与坝基部位未做截水墙或截水槽；不良地基处理不彻底或未做妥善处理；坝下截水槽未和基础不透水层相连接。砂卵砾石层、松动变形岩土体、构造破碎带与基岩的接触带是最为主要渗漏通道，出现问题时往往造成渗透破坏。对于强透水的砂卵砾石层、松动变形岩土体、构造破碎带的地基，其渗流出逸坡降较大，如果坝后没有采取减压设施、排水措施，出逸坡降会超过表层土的临界坡降，使渗水通过坝基的透水层， 从坝脚或者是坝脚外的较弱处覆盖层出逸，从而使坝后形成沼泽，甚至产生变形，溢出浑水或翻砂。引起坝基渗漏产生的主要原因有：①清理基础不彻底，筑坝前未将植被、垃圾等清除干净，还有未将破碎风化层清理到新鲜层面，从而引起层面和接触面渗水；②防渗措施不满足要求，在砂卵石等基础上未做铺盖，或质量不好、厚度不够而被水压击穿，或者面对强透水基础，由于坝基基岩的渗透性较大，没有封闭良好的相对隔水层，而又未做帷幕灌浆等措施处理，水流通过基岩本身和基岩接触面而产生渗漏。坝基渗漏渗漏的部分原因是后天人为而形成的，如在设计中考虑不周全或在施工过程中施工质量没有得到保证。防渗体的搭接或施工未按设计、规范要求进行，以致出现明显施工缺陷而渗漏。筑坝材质不符合技术标准，施工中没有精心组织，以致于坝体填料渗透系数没有达到设计要求。坝基的渗透也可能是自然因素的原因造成的，如地震灾害等都是造成坝基渗漏的原因。
土石坝的坝基位于大坝的最底部，因此坝基承受的水头压力大、地质条件复杂。当出现渗漏问题后，除险加固防渗的难度大，因此选择坝基的除险加固防渗方案尤为重要，在国内外的坝基除险加固技术方案中，有如下几种适合土石坝的坝基加固防渗：劈裂灌浆技术、帷幕灌浆防渗技术、混凝土防渗墙技术、高压喷
射灌浆防渗技术、坝工应用合成土工材料技术、倒挂井防渗墙加固技术、振冲加固技术、射水造孔技术以及截渗槽法防渗技术。
2 坝体防渗加固技术选择
土石坝坝体的渗漏，是由于斜墙和心墙等防渗体的裂缝，还有就是坝体施工原因造成质量等问题而形成渗流的集中，导致管涌、流沙等问题的发生，渗水逸出面、逸出点在下游坝坡和坝脚。引起土石坝坝体渗漏产生的主要原因有：①筑坝施工质量差， 如碾压不实或漏压、铺土过厚、粘土防渗体（心墙或斜墙）层面结合不好等；②坝体设计单薄以及筑坝土料透水性大而造成坝体渗漏；③反滤材料质量设置差，比如没有按要求铺设反滤层，土石混合坝没有设置过渡段，导致破坏防渗体（心墙或斜墙），可能引起管涌、塌方等问题④涵管或埋管的外壁与土体结合部分结合不密实，涵洞没有做截流环，从而引起接触渗漏。还有就是由于涵管本身质量差、涵管容易开裂等，都很可能引起大坝的渗透破坏，造成大坝出现险情。
土石坝坝体的除险加固防渗是土石坝除险加固工程中的重点。坝体范围广、面积大，需要花费大量的人力财力；坝体的渗漏可以导致整个大坝垮塌，造成溃坝，使下游人民群众的生命财产遭受重大威胁。因此对坝体的除险加固防渗方案进行慎重选择，关系到社会和广大人民的福祉。根据国内外多年的除险加固的实践经验以及科学技术进步，有下面几种土石坝除险加固防渗方案可用于坝体的防渗：劈裂灌浆防渗技术、高压喷射灌浆防渗技术、坝工应用土工合成材料防渗技术、混凝土防渗墙技术、倒挂井防渗墙加固技术、冲抓套井回填防渗墙技术。
3 涵管结合部位防渗加固技术选择
土石坝水库的放水涵管承担着广大下游农田的灌溉以及供水和发电的任务，是水库的重要组成部分，出现险情时是很难处理，如不及早进行除险加固防渗处理，将会对下游的农业生产、生活产生重大影响。
土石坝水库的放水涵管破坏的主要原因有：水锌片损坏、止水沥青老化、管身断裂、漏水严重等，以及涵管外侧填土不实，长期漏水带走泥土，从而危及土坝安全。土石坝涵管除险加固处理一般有下列几个方案：
（1）破坝重建；
（2）放弃和堵塞原有涵管，使用顶管施工法重建；
（3）放弃和堵塞原有涵管，改用虹吸式钢管；
（4）利用原有涵管内套钢管，原涵管与新钢管之间空隙采用灌浆充填。
由于方案（4）与其它三种技术方案比较，其工程投资小，施工容易简单，施工期短，可以利用原涵管而不用开挖土方，能够保留原有进水口的相关设施。
故在本文中，由于涵管结合部位的防渗加固属于土石坝加固防渗工程中的很小一部分，其投资的比例也很小，所以本文未把管涵结合部位的防渗方案进行多目标决策，而是根据设计经验选取方案（4）—利用原有涵管内套钢管，原涵管与新钢管之间空隙采用灌浆充填作为选定方案。
参考文献：
[1]孙继昌.中国的水库大坝安全管理[J].中国水利，2008 （20）.
[2]白永年等.中国堤坝防渗加固新技术[M].中国水利水电出版社，2011.