土石坝渗水险情原因及抢护措施

【摘要】及时发现并判断水库土石坝发生险情的性质，采取必要的措施，对保证水库工程安全度汛是非常重要的。本文针对土石坝出现的渗水险情进行分析。
　　由于土石坝可用当地石料筑坝，对地质条件的适应性强，施工较方便，抗震性能好，造价低，世界各地建造了许多土石坝。我国解放以来已建成土石坝8万多座，其中坝高达60m以上的有60多座，这些大坝改善了我国水资源的开发利用条件，在发电、抗御洪水、灌溉、城乡供水等方面发挥出巨大效益。但一些大坝由于设计不周、施工不良、管理不善，以及地震等外在因素的作用，也出现了若干病害和险情。如果不注重维护和加固处理，任其发展，将会导致工程失事。土石坝维护和加固重点在于处理大坝渗漏。
　　1.渗水抢险
　　1.1土石坝渗水的原因
　　土石坝发生渗水的主要原因是：①高水位持续时间较长；②坝坡较陡，坝的断面不足，浸润线抬高，在背水坡上出逸；③均质坝身夹有沙层，透水性强；④土坝填筑时，土料多杂质，有较大的干土块或冻土块、夯压不实，施工分段接头未能搭接紧密；⑤坝体本身有隐患，如蚁穴、兽洞等；⑥坝体与输水洞、溢洪道结合处填筑不密实；⑦坝基渗水性强，未采取防渗或截渗措施；⑧坝后排水反滤施工质量差或失效，浸润线抬高，渗水从坡面逸出。
　　1.2渗水抢护措施
　　土石坝渗水抢护的原则，应是“临水截渗，背水导渗”。临水坡用透水性小的黏土料抛筑前戗，也可用篷布、土工膜隔渗，上压土袋，可以减少水体入渗。背水坡用透水性较大的砂、石或土工织物反滤，把已经入渗的水，通过反滤，有控制地只让清水流出，不让土粒流失，从而降低浸润线，保持坝坡稳定，切忌在背水坡用黏性土压渗，这样会阻碍坝体内渗流逸出，反而抬高了浸润线，导致渗水范围扩大，加剧险情。渗水抢护方法较多，这里只介绍两种常用方法。
　　1.2.1临水截渗
　　为减少向坝身的渗水量，降低浸润线，达到控制渗水险情和稳定坝坡的目的，可采用此法截渗。一般根据临水的深度、流速，风浪的大小，取土的难易，可以采取以下方法。
　　1.2.1.1土工膜截渗。当缺少黏性土料时，在水深较浅时，可采用土工膜加保护层的办法，达到截渗的目的，具体做法是：①防渗土工膜种类较多，可根据坝身具体条件选用。在铺设前，应清理铺设范围内的边坡和坡脚附近地面，以免造成土工膜的损坏。②根据坡面渗水的具体尺寸，确定土工膜边坡的宽度，预先粘结或焊接好，以满铺渗水段边坡并深入临水脚以外1m以上为止。顺边坡长度不足时，可以搭接，但搭接长度应大于0.5m；③铺设前，一般将土工膜卷在8-10m的滚筒上，置于临水面的坝肩上。在滚铺前，把土工膜的下边折叠粘牢形成卷筒，并插入直径4-5cm的网管加重，使土工膜能沿坡紧贴展铺；④土工膜铺好后，应在其上满压1-2层装有土或砂石的土工膜袋。由坡脚下端压起，逐层错缝向上压，不留空隙，作为土工膜的保护层，同时起到放风浪的作用。
　　1.2.1.2抛黏土截渗。当水库不太深，风浪不大，附近有黏性土料，而且取土较易，在库水又不能放空的情况下，可采用此法。具体做法是：①根据坝身临水坡渗水范围和渗水严重程度确定抛筑尺寸。一般顶宽2-3m，顺坝轴线长度至少超过渗水段两端各3m，戗顶高出渗水面约1m。②抛土前应将边坡上杂草、树木尽量清除，以免抛填不实，影响戗体截渗效果；③在临水坝肩准备好黏性土料，然后集中力量沿临水坡由上而下，由里而外，向水中慢慢推下，由于土料入水后的崩解、沉积固结作用，即成截渗戗体，如临水较深或土坝有防浪墙，可使用船只或油桶搭排抛土。（如图1）。
　　2.背水反滤导渗
　　该法是在渗水边坡上满铺反滤材料，使渗水排出，而土料不随水流出来。根据使用反滤材料不同，有以下几种方法：
　　2.1土工织物反滤层。按砂石反滤层的要求在渗水边坡清好后，先铺设一层符合滤层要求的土工织物。铺设时应保持搭接宽度不小于50cm。然后再满铺一般透水砂石料，其厚度40-50cm。最后再压块石或土沙袋保护。
　　2.2砂石反滤层。在抢护前，先将渗水边坡的软泥、草皮及杂物等清除，其厚度一般为10-20cm。然后，按要求铺设反滤层。反滤料的质量要求、铺填方法以及保护措施与砂石导渗铺筑反滤料相同（见图4）。
　　2.3梢料反滤层。在土工织物和砂石料都缺少的情况下，为及时抢护，也可就地采用梢料反滤层导渗。按砂石反滤层要求，先将渗水边坡清理好后，铺设一层粗稻糠、麦秸、稻草等细梢料，其厚度不小于10cm，再铺设一层柳枝、芦苇等粗梢料，其厚度不小于40cm。所铺设的各层梢料应粗枝朝上，细梢朝下，从下往上铺置，在枝梢接头处，应搭接一部分。梢料反滤层做好后，其顶部覆盖保护与梢料导渗沟相同。
　　3.渗水抢险应注意的事项
　　3.1对渗水险情的抢护，原则上应遵守“临水截渗、背水导渗”。但临水截渗，需在水下摸索进行，施工困难，效果较差。为了避免贻误时机，应在临水截渗措施实施的同时，还应在背水面抢护反滤导渗。
　　3.2在抢护渗水险情时，应尽量避免在渗水范围内来往践踏，以免加大加深稀软范围，造成施工困难和扩大险情。