水库大坝渗漏检测技术及方法探究

水库大坝渗漏检测技术及方法探究

作者：吴海全

来源：《中国科技博览》2018年第32期

[摘 要]自从我国1998年洪水后，国内对于水库大坝的渗漏检测技术给予高度的重视，大坝渗漏问题一直是水利工程中关注的焦点，在进行渗漏勘察的时候往往需要投入大量的人力、财力和技术。由于水库使用时间过长，年久失修，就会吹按许多裂缝，并且也因冲蚀问题导致水库的渗漏现象，这不仅影响水库的结构安全和防渗安全，而且水库一旦破坝、溃堤，就会威胁到周围居民的生命财产安全，并且还会污染周围环境。因此水库渗漏问题的严重性是已影响到水库大坝的安全，作为一种重要的水利工程，水库在我国国民经济建设中发挥着巨大的作用，本文针对水库大坝渗漏产生的原因进行分析，并对水库采用适合的渗漏检测技术，以确保水库正常的运行，并且这样会有效的推进水库大坝渗漏技术向前快速的发展。 [关键词]水库大坝；渗漏检测技术；方法；探究

中图分类号：TV698.23 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）32-0244-01 引言

大坝渗漏虽是一种常见现象，其危害性却不可忽视，尤其是渗漏较严重的大坝会带来一系列不利影响，甚至直接威胁到大坝和发电设备的安全运行，因此本文结合实际采用适合的检测方法直观地了解研究区地下水运移方向、速度及地表水和地下水之间的水力联系，在平面范围及剖面方向上对渗漏部位进行确定，并根据勘察成果提出针对性防渗处理措施。 一、渗漏成因分析 1.坝身渗漏

1.1 土坝滑坡与处理。

土坝滑坡或沉陷往往是因为填筑的土料差，设计抗剪指标选用不当，坝坡设计不合理以及渗漏等原因造成的。

1.2 新坝和老坝防渗体衔接处理不当导致漏水。

坝体因多次扩建，新老防渗体的衔接片是不当漏水。坝体因多次扩建，新老防渗体的衔接处理往往不严，造成隐患。特别是心墙坝加高时，对原有心墙很难采取补强措施。当蓄水位高以后，其防渗体承受的水力梯度明显加大，增加了被击穿的危险，有的将心墙改做斜墙，但因库内死水排干困难，使基础处理不严，造成漏水隐患。

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1.3 坝心、斜墙裂缝漏水。

水库大坝防渗体开裂较常见，尤其是发生在近年来较普遍的薄心墙土坝中。由于心、斜墙与坝体其他部分的填筑土料不同，因变形模量的差异使变形不一致，导致心、斜墙开裂。在裂缝处产生集中渗漏，渗透水以很大的水力坡降冲涮心、斜墙裂缝，因管涌作用把防渗体土料带至下游坝体，使其丧失防渗作用。 2.坝基渗漏分析

一方面是由于铺盖裂缝一般是由于施工时防渗土料碾压不严，达不到要求的容重或铺土时含水量过大，固结时干缩而产生裂缝；或基础不均匀沉陷时铺盖被拉裂；或铺盖下没有做好反滤层，水库蓄水后在高扬压力下被顶穿破坏；也有施工时就近取土，破坏了覆盖层作为天然铺盖的防渗作用。另一方面，截水墙与基础的接触边界是最容易形成渗流通道的薄弱环节。在截水墙下游与基础接触边界处设置反滤层失效，导致接触冲刷产生，坝体和基础土料被带走，造成坝体严重破坏。

二、水库渗漏的检测技术

以某水库为例，这个水库区地所处地势呈北西高南东低状。水库河流两岸地形坡度一般18°～39°，局部基岩岸坡因侵蚀切割较强烈，地形陡峻，坡度约52°～61°。坝基左岸主要为长石英砂岩、泥质粉砂岩、细砂岩夹少量炭质泥岩，库区地质构造较复杂，裂隙、小断层较发育。右岸主要为泥质粉砂岩、粉砂质泥岩夹炭质泥岩、细砂岩，岩体完整性差，节理发育，库区地下水类型主要为基岩裂隙水和第四系孔隙水。 1.水下声波渗漏探测技术

水下声波渗漏探测技术是利用声波在水中的良好的传导特性，而实现对水流渗漏场的测量。如果被测水域的水体存在渗漏，则必然会在测区产生渗漏流场，声纳探测器能够精细地检测其声波在流体中传播的大小，顺流方向声波传播速度会增大，逆流方向则减小，同一传播距离就有不同的传播时间。利用传播速度之差与被测流体流速之间的关系，建立连续的渗流场水体质点流速计算公式。再经过解析渗漏场流速数学模型，精确地测量到了水库大坝防渗墙体的渗漏隐患坐标，为下一步采取针对性的堵漏措施提供了准确依据。 2.物探方法

堤坝渗漏是渗漏和正常渗流作用的综合结果，是地下水两种不同运动形态所产生的物性场的叠加。因此，根据本工程特点，施工项目部在库区内水库底部和浅部，采用了自然电场法和伪随机流场拟合法开展普查工作，在发现的异常区进行加密测试和电阻率测试，同时，运用综

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合示踪法监测渗漏源、渗漏场和漏水点物性特性的变化，有效反演出大坝的渗漏源、渗透缺陷。

3.水位观测技术

地下水位测量是检测大坝渗漏的手段之一。大坝防渗体系前坝体地下水位与库水位连通性好，地下水位应与库水位基本一致。当大坝防渗体系后某处钻孔地下水位明显高于周边地下水位时，说明该处地下水受到较大渗流补给，亦说明该处防渗体系出现了渗漏，地下水位越高，则渗漏量越大，据此亦可判断大坝渗漏部位。当坝体内地下水位与库水基本一致时，说明坝体不存在渗漏，若一旦某部位地下水位低于库水位时，则说明该处存在着渗漏，差值越大，亦说明渗漏量大，最低处即为渗漏部位，当渗漏量较大时，在渗漏点及其周边将会形成降落漏斗。因此，通过钻孔观测地下水位并与库水位对比，可判断该孔及其周边是否存在渗漏部位。 三、解决水库大坝渗漏的方法 1.水平防渗技术

水平铺盖分利用天然黏土和人工填筑黏土两种，这样的优点是可以就地取材、造价低、施工工作面大、工期短、简单易行，不需要特殊的施工设备和器材。并且带来的经济效益也很大，如果严格按设计要求施工，可以满足渗透稳定，但渗透量较大，坝基下游仍有一定的坡降。因此在采用水平铺盖防渗时，一定要于下游的排水减压设施相结合。 2.使用混凝土防渗墙技术

使用混凝土防渗墙的原理是利用专用的机器和工具在已经建好的坝体或者是覆盖层透水地基中建造槽型孔，以泥浆固壁，并利用高压泵将泥浆压入孔底，携带岩渣，再从孔底回流到地面，然后采用直升导管，向槽孔内浇筑混凝土，形成连续的混凝土墙，起到防渗目的。其原理主要是用黏土和膨润土取代普通混凝土中的大部分水泥形成的一种柔性工程材料。这与普通混凝土相比，具有抗渗性能好的特点。 3.利用高压喷射灌浆防渗技术

高压喷射灌浆防渗技术的原理是按设计布孔，利用钻机进行钻孔，将喷射管置于孔内，由喷射出高压射流冲切破坏土体，同时随喷射流导入水泥浆液与被冲切土体搅拌，喷嘴上提，浆液凝固，在地基中按设计的方向、深度、厚度及结构形式与地基结合成紧密的凝结体，这样会有效的起到防渗作用。

4.对水库的岩溶坝基渗漏处理

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岩溶坝基渗漏大多数采用钻孔帷幕灌浆，主要应该采用合理布置送浆孔，在地质测绘或物探查明岩溶分布规律后，采用自上而下的灌浆法，即钻一段灌一段的分段灌注法。它比全孔一次钻完后自下而下灌浆法好。按浆液在孔内运动形式又以循环式优于纯压式，因循环式的回浆管能真实地反映孔内灌浆压力，这样会有效的减少因内浆的循环流动可减少沉的沉淀现象，能够有效的排除孔内的故障，适合进行灌浆。 结语

目前，我国水库渗漏问题严重关系水库本身的质量，也是吴梅从事水利建筑施工过程及管理和维护中需要特别注意的问题，如果水库大坝的渗漏问题没能及时得到发现和解决，就会对水库本身的正常运行产生极大的危害，这会严重将威胁到水库附件居民的生产、生活等，因此需要合理的运动水库大坝渗漏的监测技术，让其更加适应实际情况的需要，有效的促进我国水利事业的稳步向前发展。 参考文献

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