水庫堤防滲漏

水庫堤防滲漏(SeepageofReserviorandlevee)通常是指水體向圍護(hù)區(qū)(庫盆、堤防保護(hù)區(qū))，以外滲流而產(chǎn)生水量漏失的現(xiàn)象1］。如其滲漏量較大，將顯著降低水庫效益；降低軟弱結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度，使某些巖土或斷裂帶充填物產(chǎn)生滲透變形；造成相鄰低谷、洼地或壩基揚(yáng)壓力增加；下游地下水位抬升、建筑物地基浸沒、失穩(wěn)；引起壩肩、壩體滑動(dòng)等環(huán)境地質(zhì)問題，造成下游農(nóng)田浸沒和鹽漬化等，但由于這種滲漏現(xiàn)象通常是徐變漸進(jìn)的，一般不會(huì)立即造成水庫堤防潰決、垮壩等災(zāi)難性后果。本文主要論述水庫、堤防、非常溢洪道等永久性或半永久性擋水建筑物的滲漏問題，同時(shí)結(jié)合工程實(shí)踐，提出相應(yīng)的應(yīng)急措施和處理方法。1、滲漏的主要表現(xiàn)形式土質(zhì)堤壩的滲漏，常見的有壩基滲漏(Seepagethroughdamfoundation)，壩體滲漏Seepagedam)、涵閘滲漏Seepageconduitandlock)、接觸滲漏(Seepagecontact)、繞壩滲漏(Seepagethroughdamabutment)和溢洪道滲漏(SeepageSpillway)等，現(xiàn)分述如下：［壩基滲漏］通常是指水體沿壩基和壩肩透水巖土帶滲流而發(fā)生漏失水量的現(xiàn)象。由于土石壩對(duì)地基強(qiáng)度的要求不高，因此基礎(chǔ)的防滲處理好壞直接關(guān)系到土石壩的運(yùn)行安全。有些水庫地基基礎(chǔ)復(fù)蓋層很深，或其基巖為透水巖土帶，如：未膠結(jié)或膠結(jié)不好的砂礫石層，砂礫巖、砂巖、巖體風(fēng)化帶或裂隙透水帶；巖漿巖，非巖溶化沉積巖和變質(zhì)巖中的斷層、裂隙密集帶；玄武巖、安山巖等噴出巖的柱狀節(jié)理，層間裂隙和巖熔洞穴；還有一類為巖

溶透水帶，如石灰?guī)r、白云巖、大理巖、頁巖、泥質(zhì)頁巖等。建設(shè)時(shí)由于經(jīng)費(fèi)或其它種種原因?qū)Φ刭|(zhì)情況未予探明或探知后未得到妥善處理，結(jié)果在運(yùn)行多年后，隱患逐步暴露并造成壩基、壩肩嚴(yán)重漏水。如我市安吉縣老石坎水庫（大（二）型），其非常溢洪道的三級(jí)白潰壩就位于厚度2~10m，透水性較強(qiáng)。33LU）的鈣質(zhì)頁巖的風(fēng)化破碎帶上，由于原工程S工時(shí)，原壩基未進(jìn)行徹底處理，部分壩基未挖至基巖，兩岸山坡及中間分隔墩的墩體均為厚度廣15m的強(qiáng)風(fēng)化巖，而隔墩周邊的擋水墻乂是采用整體性和防滲性能相對(duì)較差的漿砌塊石和地產(chǎn)的325#水泥砌護(hù)，結(jié)果在“99.6.30”洪水期間出現(xiàn)了全壩段、大面積的集中滲漏；湖州市區(qū)妙西鄉(xiāng)的盛塢、利山水庫，91年市區(qū)旄兒港臘山段施工圍堰等均存在著上述情況。［壩體滲漏］主要是指水體透過壩身滲流而造成水量流失的現(xiàn)象，由于土質(zhì)堤壩是由土料構(gòu)筑的，而土料具有一定程度的透水性，在持續(xù)高水位下，如果填筑的土料選擇不當(dāng)或夯壓不實(shí)，滲透到壩體內(nèi)部的水分即會(huì)相應(yīng)增加，浸潤線和出逸點(diǎn)也會(huì)明顯抬高，如不及時(shí)處理，就可能發(fā)生滑坡、漏洞、塌坑等，因而對(duì)土質(zhì)堤壩的安全和穩(wěn)定危害很大，其演變過程通常是從潤濕散浸集中滲漏流土、管涌潰決。如湖州市區(qū)南埠鄉(xiāng)庫容2萬m3的銀家塢山塘曾在91年洪災(zāi)中發(fā)生潰決，事后勘查，發(fā)現(xiàn)該山塘潰決的主要原因是壩型不合理（反拱型）、加上壩身單薄，白蟻洞穿土壩拱端，發(fā)生持續(xù)高水位時(shí)，蟻道貫通壩體并形成集中滲漏和流土，最后導(dǎo)致潰決099.6.30洪水期間，長興、安吉二縣有十幾只發(fā)生潰決，也是由于堤身單薄，背水坡堤腳有塘，加上白蟻危害。洞穿堤身，最后在高水位時(shí)發(fā)生漏水、塌坑、流土而最終潰決。

［涵閘滲漏］是指水體通過涵閘破損斷裂部位或因周邊止水失效，或因閘身不均勻沉陷導(dǎo)致閘體變形并在其周邊接觸處發(fā)生的水體流失現(xiàn)象。如：我市導(dǎo)流西大堤埭溪老翻水站一側(cè)就有一閑置不用的5m大閘，因基礎(chǔ)沉陷、閘身變形，造成閘身周邊漏水，93年洪水期間，該閘的漏水量高達(dá)2.0m3/s。至于水庫涵閘漏水的情況更是屢見不鮮，如：1996年春，我市最早興建的一座西羊山水庫，就因大壩不均勻沉降造成分級(jí)臥管斷裂和底孔閘門嚴(yán)重漏水;安吉縣大河口水庫1998年則因高水位時(shí)涵洞高壓水流洞穿頂部上緣一處廢棄的放水涵管的封口閘板，造成出水段背水坡一側(cè)大面積滲流，其滲流最高達(dá)50L/S。［接觸滲漏］主要是水體沿壩體與山體結(jié)合部或風(fēng)化巖層處向下游地區(qū)滲流的現(xiàn)象，最典型的為位于長興煤礦的東風(fēng)水庫，該水庫右壩頭與山體結(jié)合部位為強(qiáng)風(fēng)化帶，由于建庫時(shí)未做防滲處理而且?guī)r層乂傾向下游，從而形成集中滲漏，91年洪水期間，其滲流最高達(dá)10~12L/S。市區(qū)的盛塢、革命等水庫也有類似情況。［溢洪道滲漏］如加以歸類也可列入接觸滲漏，最常見的有三種。一是水庫大壩加高時(shí)，對(duì)原遺留的臨時(shí)溢洪道部位未作妥善處理，結(jié)果在結(jié)合層面上發(fā)生滲水，如80年代初市區(qū)喬溪鄉(xiāng)紅旗水庫的左壩頭發(fā)生的滲水就屬于這種類型；二是溢洪道位于土基或風(fēng)化巖基上而基礎(chǔ)乂未作很好處理，結(jié)果在高水位時(shí)造成庫水沿溢洪道基部向下游滲流，如：安吉縣椅子塔揚(yáng)樹塢，長興縣顧渚、牛角沖水庫、市區(qū)石橋塢、二澗頭等十多座?。ǘ┬退畮旌蜕教辆蛯儆谶@種情況；三是對(duì)溢洪道與壩體導(dǎo)水墻和底板結(jié)合部，未作有效

的防滲處理，導(dǎo)致高水位泄洪時(shí)，水流向壩體一側(cè)滲流，如：市區(qū)妙西鄉(xiāng)霞幕山水庫的滲漏就是由上述二、三種原因合并產(chǎn)生的。2、滲漏成因分析造成土質(zhì)水庫堤壩滲漏的原因錯(cuò)綜復(fù)雜［2］，但概括起來，無非有以下幾種原因：2.1設(shè)計(jì)上的缺陷五、六十年代群眾性水利運(yùn)動(dòng)時(shí)，我國和各省市曾成功地修建了一大批水利工程，其豐功偉績也是有目共睹的，但囿于當(dāng)時(shí)的技術(shù)和認(rèn)識(shí)水平，加上片面地追求高速度和“土法上馬”，許多小型水利工程采取“邊勘測、邊設(shè)計(jì)、邊施工”的方法，致使許多工程缺乏規(guī)范的圖紙，即倉促上馬；在設(shè)計(jì)思想上則片面追求“多快好省”，并盲目照搬蘇聯(lián)經(jīng)驗(yàn)，大量采用了壩下涵管、經(jīng)濟(jì)管徑和經(jīng)濟(jì)邊坡而未認(rèn)真考慮放水、檢修、泄洪和電站擴(kuò)容等需求，致使溢洪道和放水涵管尺寸偏小，壩身過于單薄或壩坡偏陡，部分水庫防滲體斷面偏??；少數(shù)?。ǘ┬退畮焐踔廖丛趬魏笤O(shè)置反濾措施，從而導(dǎo)致出逸點(diǎn)偏高和大面積散浸及漏水。2.2施工上的缺陷主要是五六十年年代開展的群眾性水利運(yùn)動(dòng)中，缺少必要的質(zhì)量監(jiān)測和控制手段，致使輾壓強(qiáng)度不夠；或填筑土料多雜質(zhì)并有較大土塊（豬肝土等）未予充分粉碎夯實(shí)；或每層填筑厚度過大（M40cm），分段施工接頭處乂未

能作有效搭接；另一種常見的通病是大壩經(jīng)多次加高時(shí)，新老土結(jié)合部往往未作有效處理，從而出現(xiàn)結(jié)合層面上的分層現(xiàn)象并導(dǎo)致水平向滲水；三是大壩加高時(shí)，防滲體（心墻、斜墻等）與壩體和兩側(cè)山坡結(jié)合部未筑嵌槽或作妥善處理；四是溢洪道與壩體、山體的連接部分以及導(dǎo)水墻等，未作有效的防滲或截滲處理；壩后排水反濾體質(zhì)量差或失效，從而造成浸潤線和出逸點(diǎn)抬高，滲水從坡面上逸出。如：安吉縣天子崗水庫、長興縣宿子嶺水庫（中型）的滲漏就是這種情況；五是壩下涵管未設(shè)截水環(huán)或設(shè)置過少，加上基礎(chǔ)軟硬不一，導(dǎo)致涵管變形折斷和漏水等。2.3地質(zhì)上的缺陷由于受經(jīng)費(fèi)和開工期限制約，絕大部分?。ǘ┬退畮旒爸匾教猎跔I建前均未作地質(zhì)勘探，部分水庫由于建于溶巖或復(fù)蓋層很深的地區(qū)，施工時(shí)乂未很好開挖或無法挖到新鮮基巖；發(fā)現(xiàn)問題后也未修筑防滲鋪蓋或?qū)嵤┽∧还酀{，最后導(dǎo)致壩基滲漏和壩后沼澤化，如：安吉縣姚塢水庫、市區(qū)陸家莊水庫就是這種情況。還有些水庫堤防為了減少填筑方量和節(jié)約投資，常將嚴(yán)重風(fēng)化或節(jié)理發(fā)育破碎的部分山包、崗垅未作處理或略作處理后，即作為壩體的一部分，從而造成壩體滲漏，如：湖州市梅峰鄉(xiāng)的二八水庫，其主副壩和連接的山包在水庫滿蓄或庫區(qū)下大雨、暴雨時(shí)，其山體坡腳處就有二、二處集中的滲水漏洞，滲流量可達(dá)5~6L/s。2.4材料上的缺陷

在五六十年代興建水庫時(shí)，由于“三材”十分匱乏，為趕進(jìn)度部分圬工建筑物被迫采用地產(chǎn)“土水泥”和石灰作膠結(jié)材料，如麗水地區(qū)縉云縣在文革前后大搞冬修水利運(yùn)動(dòng)時(shí)，就曾“土法上馬”采用陶、木、素混凝土或用凝灰?guī)r鑿成外方內(nèi)圓的涵管作為放水建筑物，由于這些涵管強(qiáng)度低，抗腐蝕能力差，結(jié)果留下了漏水和剝蝕的隱患；部分水庫由于缺乏優(yōu)質(zhì)土料，甚至采用含水量及腐植質(zhì)極多的水稻土、淤泥質(zhì)粘土、腐質(zhì)土或砂壤土作為壩體填筑材料，從而造成壩體不均勻沉陷和漏水，如：市區(qū)南埠鄉(xiāng)陸家莊水庫壩體壩基漏水十分嚴(yán)重，81、82年進(jìn)行套并回填處理時(shí)發(fā)現(xiàn)：用沖抓抓取的土樣中有不少為黑色發(fā)臭并帶有稻根的水稻土，干容重rW1.2g/m3。2.5運(yùn)行管理上的缺陷實(shí)行聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制后，不少小（二）型水庫和山塘長期處于無人管理的狀態(tài)，致使啟閉設(shè)施、涵閘、拉桿嚴(yán)重失修和銹蝕，如：市區(qū)青山鄉(xiāng)的六十畝、梅峰鄉(xiāng)的二八、五四等水庫即是如此，結(jié)果在汛期或干旱季節(jié)無法正常啟閉，從而造成無益棄水或大量漏水。2.6蟻害、獸害早在2300多年前，韓非于就提出了“千里金堤，潰于蟻穴”的著名論斷。1998年長江洪水，荊江大堤，以及“99630”洪水杭州、德清的西險(xiǎn)大塘均曾發(fā)生數(shù)十處漏水、跌窩等險(xiǎn)情后，經(jīng)查明其絕大多數(shù)均為黑翅土棲白蟻危害所致。根據(jù)我市1975年5至6月對(duì)全市96座水庫山塘普查的結(jié)果，有白蟻的達(dá)78座，蟻害率高達(dá)81.25%。歷史上我市對(duì)河口、老石坎、天子崗、

石沖、五豐等一批大中型水庫均曾發(fā)生過嚴(yán)重的白蟻危害。如安吉縣良朋鄉(xiāng)的石沖水庫在八十年代即發(fā)現(xiàn)白蟻危害，后采取局部毒土灌漿和毒餌殺滅后仍未奏效，1996年4月防汛檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)水庫大壩有十多處被白蟻洞穿，并在中端一處老山包上挖出一直徑2X1.2X1m的特大型蟻巢；乂如：市區(qū)南埠鄉(xiāng)95年一座新建的福塢水庫，在開挖齒槽兩側(cè)時(shí)，就在開挖的上緣部分發(fā)現(xiàn)2個(gè)直徑為0.5X0.5X0.5m的黑翅土棲白蟻的大型蟻巢，由于土棲白蟻具有廣布性、隱蔽性、漸進(jìn)性和再生性，從其入侵、滋生、繁衍、擴(kuò)展并產(chǎn)生危害一般需8-9年，因而常常會(huì)被人們忽視，如果不及時(shí)加以殺滅、挖除或采取灌漿充填和毒土處理，就有可能在持續(xù)高水位時(shí)發(fā)生漏水、跌窩和潰決。3、緊急狀態(tài)時(shí)的主要對(duì)策“上堵（截）下排”，是水庫堤防防滲搶險(xiǎn)時(shí)必須遵循的一個(gè)基本原則，即在迎水面迅速查明漏水部位，并及時(shí)截?cái)嗦┧畞碓?，同時(shí)在背水坡滲漏部位，采用反濾導(dǎo)滲和壓滲，以防止流土和險(xiǎn)情進(jìn)一步擴(kuò)大3］。切忌在背水坡滲水處用不透水材料進(jìn)行強(qiáng)堵，以免釀成更大的險(xiǎn)情。一切搶險(xiǎn)方案和預(yù)案均需按照這個(gè)原則進(jìn)行制定。根據(jù)我市“83、84、91.92”和“99.6.30”洪水期間一批水庫堤防的搶險(xiǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，如遇險(xiǎn)情，必須迅速抽調(diào)1至數(shù)名富有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，有一定權(quán)威和能相互協(xié)調(diào)的技術(shù)人員以及一名頭腦冷靜并能果斷決策的領(lǐng)導(dǎo)到現(xiàn)場指揮，在查明原因并制定切實(shí)可行的搶險(xiǎn)方案后，為防止險(xiǎn)情擴(kuò)大，必須立即調(diào)集勞力、搶險(xiǎn)物資，統(tǒng)一指揮搶險(xiǎn)，切忌群龍無首，眾說紛紜和猶豫不決，以免貽誤戰(zhàn)機(jī)。

根據(jù)多次實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)來看，堤防搶險(xiǎn)堵漏的主要手段是：“臨水截滲，穩(wěn)定壩坡”。即在迎水面離堤腳2—3米處拋石以加固堤腳、消殺水勢，同時(shí)可采用土工膜（布）、彩條布貼面截滲或用有內(nèi)襯塑料薄膜的編織袋加土封堵;如庫水深，風(fēng)浪不大，附近乂有豐富的粘性土料時(shí)，也可在迎水坡一側(cè)或利用船排，由上而下，由里而外慢慢倒土，使其在漏水一側(cè)沉積固結(jié)，以達(dá)到封堵閉氣的目的；如庫水位較淺也可在水面以下用松木椿和土袋筑一圍堰，然后在圍堰內(nèi)倒土夯實(shí)并做好標(biāo)識(shí)。如發(fā)現(xiàn)滲水漏洞時(shí)，也可用棉絮或鐵鍋覆罩，然后用土袋封堵，必要時(shí)也可采取沉船封堵。在背水面滲水處則可用有反濾導(dǎo)滲能力的土工布、編織袋（布）攤鋪貼護(hù)并加壓塊石或砂石料進(jìn)行壓滲，本辦法能最大限度地調(diào)配和使用勞力，并可避免窩工，同時(shí)還可避免背水坡修筑的燕子窩（月堤）在持續(xù)高水位或迎背水坡水位差過大時(shí)產(chǎn)生的土體松軟、坍塌和滲水面積進(jìn)一步擴(kuò)大的危險(xiǎn)。如果一時(shí)調(diào)集不到土工織物和砂石料時(shí)，也可利用各地盛產(chǎn)的蘆竹、蘆葦、柳條、松枝、稻草、麥桿等梢料用繩索扎緊后，分層貼鋪在滲水部位，以防土體被水流帶出?！?9.6.30”洪水期間，我們?cè)趯?dǎo)流東大堤搶險(xiǎn)時(shí)，即采用上述辦法并取得較好的效果。對(duì)于水體較深的水庫特別是涵管嚴(yán)重漏水、啟閉機(jī)乂無法正常啟閉的情況下，可采用雙層編織袋，中間襯以舊棉絮，再用尼龍線或聚乙烯線縫綴成米字形，并在四角各系長繩，底綱上則懸吊塊石作為沉子，然后在岸邊和用船排1-2只將襯有棉絮的編織袋緩緩?fù)度霛B漏部位，利用負(fù)壓和牽引繩索使編織袋緊貼漏水部位，再拋置土袋貼坡加固，如：我市城區(qū)南埠鄉(xiāng)的陸家莊水庫、菱湖區(qū)青山鄉(xiāng)的六十畝水庫、梅峰鄉(xiāng)的“二八”水庫均曾采用此法進(jìn)

行搶險(xiǎn)并取得較好的效果。當(dāng)水庫堤壩發(fā)生持續(xù)高水位時(shí)，由于滲透流速加大，滲透坡降變陡，如滲透坡降大于地基表面弱透水層或壩體防滲層允許的滲透坡降時(shí)，會(huì)在背水坡壩腳附近發(fā)生滲流破壞并形成管涌和流土，這時(shí)的搶護(hù)原則為“反濾導(dǎo)滲，控制涌水，留足滲路”，這樣可使粉細(xì)砂層不再破壞，乂可降低滲水壓力，從而使險(xiǎn)情得以穩(wěn)定。其常用的搶險(xiǎn)辦法為為：反濾壓蓋，即用土工織物，砂石、梢料反濾壓蓋，并以制止涌水帶出細(xì)沙和使渾水變清，穩(wěn)定險(xiǎn)情為原則；也可在管涌流土處搶筑反濾圈井或減壓濾井，前者適用于管涌流土數(shù)目不多，面積不大的情況，后者適用臨背水頭差較小，高水位持續(xù)時(shí)間短，管涌或流土周圍地表堅(jiān)實(shí)、完整、滲透性較小且未遭破壞和出險(xiǎn)處較少的地段，常用的有無濾層圈井或用無底木桶、鐵桶緊套在出水口上面，四周再用袋圍筑；當(dāng)背水坡腳出現(xiàn)分布范圍較大的管涌群時(shí)，也可搶筑月堤，截蓄涌水直到制止涌水帶沙和險(xiǎn)情穩(wěn)定；也可修筑透水壓滲臺(tái)或水下拋填反濾層等。對(duì)流土搶護(hù)（俗名“牛皮脹”），則可在隆起部位鋪墊稻草、蘆竹、柳枝等梢料，然后上壓土袋或塊石。4、水庫堤壩滲漏搶險(xiǎn)后的治理水庫堤壩滲漏經(jīng)緊急搶險(xiǎn)并轉(zhuǎn)危為安后，應(yīng)進(jìn)一步查明病因，并對(duì)癥下藥徹底根治。對(duì)于壩基滲漏通?？捎么怪苯貪B（混凝土防滲墻、帷幕灌漿）、設(shè)置水平或斜坡式鋪蓋，排水減壓；巖溶地區(qū)通常采用混凝土堵塞和隔離，以便將滲透比降、揚(yáng)壓力和滲透壓力控制在允許范圍內(nèi)；對(duì)于壩體和堤防的滲漏，常見的處理方法有壓力灌漿，劈裂灌漿，套并回填，加做粘土或混凝土連鎖截水墻；在迎水面采用土工膜防滲處理；下游面采取導(dǎo)滲溝或采取貼

坡排水、褥墊排水或加做反濾層以降低出逸點(diǎn)高度；對(duì)于涵管漏水通?？刹扇…h(huán)氧樹脂補(bǔ)漏、鋼絲網(wǎng)水泥噴漿加固、化學(xué)灌漿或另打隧洞；對(duì)于抗?jié)B性較差的斷層破碎帶，通常是在斷層破碎帶與建筑物基巖防滲帷幕軸線的相交處，沿?cái)鄬拥膬A向開挖豎井、斜井或平洞，同時(shí)清除軟弱破碎物質(zhì)再回填混凝土，對(duì)于混凝土與斷層上下盤基巖的接觸面則應(yīng)進(jìn)行灌漿處理；對(duì)于接觸滲漏處的風(fēng)化巖層則可采取水泥灌漿；對(duì)于白蟻巢穴可采取0.2%克蟻星或伊維菌等生物農(nóng)藥進(jìn)行毒土沖填灌漿和藥物防治，其處理辦法，在一般技術(shù)書刊中均有詳細(xì)介紹，故本文不再詳述。5、討論與小結(jié)滲漏是土質(zhì)堤壩的常見病、多發(fā)病，也是水工程管理單位的心腹之患。通常情況下，有一個(gè)從局部散浸滲水集中滲漏流土塌方潰決和量變到質(zhì)變的過程；對(duì)此，務(wù)必不能掉以輕心，俗話說：“千里金堤，潰于蟻穴”，因此，必須治早、治好、抓早、抓了。湖州市1998年起，先后對(duì)全市500多座山座水庫150多公里重點(diǎn)堤防進(jìn)行了普查和防治工作，在摸清情況、查明病因后，制訂相應(yīng)的除險(xiǎn)加固方案，并建立和健全工程的資料檔案，然后結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)化水庫和標(biāo)準(zhǔn)堤建設(shè)，根據(jù)輕重緩急，分期分批進(jìn)行治理。由于處理得力，91年以來，全市未發(fā)生庫塘潰決的情況，白蟻對(duì)土質(zhì)堤壩的危害率也從1991年的88.9%降低到1999年的7.14%。防治滲漏的基本原則是“上堵下排，臨背并舉”，這在搶險(xiǎn)和汛后處理時(shí)都必須嚴(yán)格遵循。

（3）土質(zhì)堤壩滲漏的原因是錯(cuò)綜復(fù)雜的，必須通過“查、辨、問、切”，才能對(duì)癥下藥，藥到病除，女如H年汛期