關(guān)于大漏水段問題的初步探討

1、關(guān)于大漏水段問題的初步探討關(guān)于大漏水段問題的初步探討2945202108-0068-03Abstract： The problem of large leakage section has a very practical engineering significance， nine out of ten projects will be encountered， it is difficult to deal with， and the effect is not ideal. Combined with certain engineering practice， this paper pr

2、obes into the basic characteristics， types， conditions， existing environment and some experiences of the treatment of the large leakage section.Keywords： characteristics; types; conditions; environment; discussion; large leakage section1 概述水庫不能正常運(yùn)行，十有八九是因?yàn)槁┧畣栴}。而大漏水段問題更是普遍存在。在處理方面更是具有很大難度，往往針對一些防滲灌漿處

3、理工程，面對其存在的集中漏水問題束手無策。因?yàn)?，消耗了大量的人力物力，它就是無動(dòng)于終，效果不理想或沒有效果。究其緣由，就是沒有搞清其產(chǎn)生的根源和存在的狀態(tài)，沒有實(shí)行針對性的措施;在針對大漏水段的處理方法上也缺乏總結(jié)討論;更缺乏主動(dòng)性的工程實(shí)踐分析總結(jié)，通常都是被動(dòng)的應(yīng)對。為此，很有必要就這樣一個(gè)很現(xiàn)實(shí)的工程實(shí)踐意義的大漏水段問題，結(jié)合多年的工程實(shí)踐閱歷進(jìn)行總結(jié)分析。以期對大漏水段問題有一個(gè)整體上的、較全面的疏理，提高理性關(guān)注，強(qiáng)化主動(dòng)實(shí)踐。意在激發(fā)業(yè)內(nèi)人士的主動(dòng)性和主動(dòng)性，喚醒更多的人來重視和討論此問題。2 大漏水段的工程特性概述大漏水段即大漏水塊段或者是某一大漏水部位，它是根據(jù)工程地質(zhì)和水文

4、地質(zhì)的范疇來界定的。亦即建筑物某一部位或基礎(chǔ)某一地質(zhì)塊段，其透水性和漏水量都到達(dá)或超過了肯定的程度，并且嚴(yán)峻影響了工程的安全和效益的正常發(fā)揮。一個(gè)大漏水段一般為一個(gè)獨(dú)立的漏水單元。它具有漏水通道大而集中，漏水量大，水力作用強(qiáng)等特點(diǎn)。一般在正常蓄水位狀況下，其集中滲漏量10.0L/s，每年流失水量在30萬m3以上;透水率大于100.0Lu;滲透系數(shù)大于1.0*10-2cm/s。在透水性方面表現(xiàn)為強(qiáng)透水或極強(qiáng)透水?；貞浺酝墓こ虒?shí)際狀況，將部分工程具有代表性的大漏水段列表如表1。3 大漏水段的類型及其特點(diǎn)依據(jù)所接觸工程實(shí)際及大漏水段的發(fā)育狀況，暫將大漏水段歸納為三種類型：一是集中股狀型;二是分散層

5、片狀型;三是隧洞型。3.1 集中股狀型大漏水段集中股狀型大漏水段是指一方面透水地層內(nèi)漏水通道呈集中股狀;另一方面是漏水逸出狀態(tài)呈集中股狀。有時(shí)由于地形地層巖性的影響，出流點(diǎn)水流受阻，致使出流呈分散狀。這種狀況是透水層發(fā)育不勻稱，在一個(gè)漏水塊段單元內(nèi)，以一個(gè)大的集中股狀漏水通道為主，其余為一些細(xì)小的次要通道。主通道延長長，往往為一條地下暗河。主通道是庫水流失的主要途徑。次要通道一般與主通道連通，并通過主通道發(fā)生作用。主通道與次要通道的關(guān)系就象地表水系的主要河流與支流的關(guān)系一樣。集中股狀型大漏水段多出如今斷層破裂帶及巖溶發(fā)育地區(qū)。3.2 分散層片狀型大漏水段分散層片狀型大漏水段是透水地層呈層狀，發(fā)

6、育較勻稱。滲透水流在透水地層內(nèi)分散呈層狀，勻稱分布。出流分散呈層片狀或條帶狀，有時(shí)分散的水流也會(huì)匯聚在一起，于逸出點(diǎn)呈集中股狀出流。這種狀況，透水地層呈一個(gè)層面或一個(gè)勻稱的漏水塊段，通道無主次之分。地層多具大孔隙架空結(jié)構(gòu);或密集的裂隙將地層切割成散體粒狀。該大漏水段多出如今以下狀況：1河床砂礫石層。2強(qiáng)風(fēng)化的非可溶巖地層，比方強(qiáng)風(fēng)化的玄武巖和砂頁巖地層。3斷層破裂帶。4新老地層接合帶。5施工質(zhì)量差，結(jié)構(gòu)松散，具大孔隙架空結(jié)構(gòu)的均質(zhì)土壩。3.3 隧洞型大漏水段輸水隧洞的洞身漏水問題，歸結(jié)為一種類型即隧洞型大漏水段。全部輸水隧洞的漏水問題都有兩個(gè)共同點(diǎn)，即一是施工質(zhì)量差;二是漏水通道在洞身部位。襯

7、砌體與圍巖之間存在大空隙，連通性好，整個(gè)洞身或某一段為一個(gè)透水體。漏水從洞壁上逸出洞內(nèi)，呈很多股狀出流和片狀浸漏。4 大漏水段產(chǎn)生的條件和存在的環(huán)境水庫的大漏水段一般存在于庫區(qū)、庫岸山體、壩址區(qū)地層及輸水隧洞洞身。大壩本身不應(yīng)當(dāng)出現(xiàn)大漏水問題，可現(xiàn)實(shí)中見的也比較多。大漏水段的形成主要受地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造等地質(zhì)條件的制約。另外，水工建筑物，比方大壩、輸水隧洞的漏水又是由施工質(zhì)量確定的。同時(shí)，各種地質(zhì)條件所構(gòu)成的地質(zhì)環(huán)境，又顯示了大漏水段的存在與否。歸納起來，大漏水段多在以下幾種環(huán)境條件下存在。4.1 巖溶發(fā)育地層巖溶主要指溶洞、漏斗、溶隙、暗河等。而暗河則是把溶洞、漏斗、溶隙串聯(lián)在一起

8、，從而形成一個(gè)完好的透水體系或網(wǎng)絡(luò)。暗河作為漏水的主要通道，其在地面通常沿暗河形成串珠狀漏斗落洞或串珠狀泉點(diǎn)。這是最明顯的標(biāo)志，并且肯定會(huì)出現(xiàn)這樣的標(biāo)志。暗河和貫穿壩基和庫岸的大溶隙的存在，是形成大漏水段的必要條件。從地層巖性來看，必需是石灰?guī)r、白云巖地層或是石灰?guī)r、白云巖與砂頁巖混合地層。才會(huì)發(fā)育巖溶，也才會(huì)形成和出現(xiàn)巖溶發(fā)育地層的大漏水段。這些地層發(fā)育的大漏水段通常是集中股狀型的。 4.2 斷層破裂帶斷層破裂帶多存在于庫區(qū)地層、庫岸山體和壩址區(qū)地層。往往溝谷、河流都是順斷層破裂帶發(fā)育的，因?yàn)閿鄬悠屏褞堑叵滤?、地表水匯合的最好場所，最簡單產(chǎn)生風(fēng)化、剝蝕及被水流沖涮。因此，簡單形成大的漏水通

9、道。斷層破裂帶有兩種狀況，一是透水的;二是阻水的即泥化斷層。二者形成大漏水段的機(jī)理和部位不同。1透水?dāng)鄬佑捎跀鄬悠屏褞П旧硗杆詮?qiáng)，水力作用亦強(qiáng)。在水力作用下，破裂的巖層被劇烈地浸蝕淘空，逐步形成大的漏水通道。一般在石灰?guī)r地區(qū)簡單形成集中股狀型大漏水通道。在地面上反映為串珠狀漏斗或泉點(diǎn)，但有的地方由于風(fēng)化剝蝕劇烈，地面表象被掩蓋，所以看不出明顯跡象。比方，偏橋水庫副壩老溢洪道處斷層破裂帶就屬于這種狀況。從理論上講，透水的斷層破裂帶，若是巖層風(fēng)化勻稱，水力作用亦勻稱。便會(huì)形成分散層狀型漏水，即斷層帶為一個(gè)勻稱的透水體。一般玄武巖和砂頁巖地層發(fā)育的斷層破裂帶多屬于這種狀況。2阻水?dāng)鄬佑捎跀鄬悠屏褞?/p>

10、泥化現(xiàn)象的存在，其本身形成一個(gè)相對不透水體。當(dāng)?shù)叵碌乇硭\(yùn)行到斷層帶時(shí)受阻，使水交替作用加強(qiáng)，而強(qiáng)化了水力對斷層帶附近巖層的浸蝕作用，便順斷層帶邊緣形成大的漏水通道。其通道不是由斷層破裂帶本身產(chǎn)生，而是在其作用下，促使其邊緣地層產(chǎn)生的。大漏水段發(fā)育往往是集中股狀型的。4.3 地層接觸帶包括可溶巖與非可溶巖、強(qiáng)風(fēng)化巖層與弱風(fēng)化巖層及新老地層接觸帶。1可溶巖與非可溶巖接觸帶這時(shí)可溶巖為透水地層，非可溶巖為相對不透水地層。地下水在可溶巖層中運(yùn)行到非可溶巖層時(shí)，水流受阻，轉(zhuǎn)變了運(yùn)行方向，水力作用加強(qiáng)。便在交界處產(chǎn)生大的漏水通道，且通常為集中股狀型。2強(qiáng)風(fēng)化巖層與弱風(fēng)化巖接觸帶強(qiáng)風(fēng)化巖層往往就是強(qiáng)透水體

11、，弱風(fēng)化巖層則為相對不透水體。水流從強(qiáng)風(fēng)化巖層向下滲漏，到弱風(fēng)化巖層時(shí)便大大地受到阻礙，水力作用加強(qiáng)，接合部位便會(huì)形成大的漏水通道。這時(shí)接合部位的透水性比強(qiáng)風(fēng)化巖層本身的透水性還強(qiáng)的多。通常的表現(xiàn)是：水流沿接合部位呈層狀滲出，形成分散層狀漏水。多發(fā)生在兩壩肩地層，比方，梨樹坪水庫壩址為二迭系峨眉山玄武巖P2，左壩肩玄武巖風(fēng)化劇烈。在下游河岸的巖層接合部位形成一條狀漏水帶。漏水將接合部位淘空，山體失去平衡，致使左岸山體常?；?。又如，迤黑水庫壩址為三迭系下統(tǒng)飛仙關(guān)T1f砂頁巖。左岸山體薄，下游切割深，致使上部巖層風(fēng)化劇烈。水流從接合部位下滲，下游峭壁上形成一漏水帶，從10多米高處落下形成一道瀑布

12、。3新老地層接觸帶第四紀(jì)地層，如砂礫石地層、殘坡積層與下伏老地層接觸帶;壩體與下伏第四紀(jì)地層或老地層接觸帶;及新壩體與老壩體的接觸帶。以上接觸帶都有可能存在大漏水段的問題。4.4 切割深延長長，發(fā)育劇烈的節(jié)理裂隙帶類似于斷層破裂帶，只是規(guī)模小而已。通常會(huì)形成大的集中股狀漏水通道，但地表還未能形成串珠狀漏斗或泉點(diǎn)等明顯標(biāo)志。這是區(qū)分于斷層破裂帶的地方。比方，偏橋水庫壩址地層為下石炭統(tǒng)巖關(guān)C1y組灰?guī)r。一組高角度節(jié)理發(fā)育，產(chǎn)狀16080，切割深，延長長。節(jié)理風(fēng)化后，形成大的漏水通道。右壩肩下游集中漏水點(diǎn)就是由該組節(jié)理發(fā)育的通道產(chǎn)生的。玄武巖地區(qū)，由于其柱狀節(jié)理發(fā)育，類似的狀況比較多見。并且已成了玄

13、武巖地區(qū)最難處理的漏水問題。4.5 隧洞洞身水工輸水隧洞經(jīng)常由于襯砌體施工質(zhì)量差及超挖部分回填不密實(shí)，或者后續(xù)回填灌漿和固結(jié)灌漿沒實(shí)施或不仔細(xì)。致使沿襯砌體與圍巖之間形成大的漏水通道，庫水沿通道下滲過程中，從襯砌體薄弱地段漏入洞內(nèi)，一般呈集中股狀。涵洞則是往往由于拱涵質(zhì)量差或者是年久老化，造成洞身斷裂的現(xiàn)象較普遍，以致產(chǎn)生嚴(yán)峻的漏水現(xiàn)象。同時(shí)會(huì)造成壩坡下陷，嚴(yán)峻威逼壩體安全。4.6 砂礫石地層在河床上建壩，往往會(huì)遇倒很厚的第四紀(jì)沖積層。其透水性好，滲流速度快，一般不低于100m/d，最高者可達(dá)670m/d。砂礫石地層具有大孔隙架空結(jié)構(gòu)，地層結(jié)構(gòu)勻稱，透水性亦勻稱。通常為分散層狀型滲漏，出流多為

14、層狀，亦有呈集中股狀出流的。比方，土木水庫壩址河槽第四紀(jì)砂礫石地層厚達(dá)6.0m，壩腳集中股狀出流高達(dá)22.5L/s。4.7 具大孔隙架空結(jié)構(gòu)的壩體從工程實(shí)際狀況來看，其主要緣由是在玄武巖地區(qū)建土壩，由于壩料缺乏，便大量使用強(qiáng)風(fēng)化料。在筑壩過程中又使大量的礫石或強(qiáng)風(fēng)化巖塊積累在一起，便形成了大孔隙架空結(jié)構(gòu)。比方，迤黑水庫大壩和土木水庫大壩就具有典型的大孔隙架空結(jié)構(gòu)。有時(shí)，在非玄武巖地區(qū)所建土壩亦會(huì)出現(xiàn)大孔隙架空結(jié)構(gòu)，但比較少見。比方，青峰水庫大壩就屬于這種狀況，它是建在砂頁巖地區(qū)。無論如何，出現(xiàn)大孔隙架空結(jié)構(gòu)的壩體，都是工程質(zhì)量方面存在嚴(yán)峻問題。其特點(diǎn)是壩體結(jié)構(gòu)松散，強(qiáng)透水。其表現(xiàn)形式是外壩坡大

15、面積浸漏或呈層狀浸漏。4.8 導(dǎo)流管道未作必要處理工程施工結(jié)束后，導(dǎo)流管道未作有效的封堵處理，甚至于根本就未作處理。便留下了隱患，導(dǎo)致該部位出現(xiàn)大漏水問題。綜上所述，大漏水段多在以下環(huán)境存在：即巖溶發(fā)育地層、可溶巖與非可溶巖接觸帶、強(qiáng)風(fēng)化巖層與弱風(fēng)化巖層接觸帶、輸水隧洞、節(jié)理裂隙劇烈發(fā)育地層、砂礫石地層、具大孔隙架空結(jié)構(gòu)的壩體和導(dǎo)流管道位置等。反之，水利工程若遇到以上工程或地質(zhì)現(xiàn)象，便要考慮是否有大漏水問題的存在?？v觀大漏水段存在的環(huán)境和條件，主要有兩個(gè)方面：一是地質(zhì)方面的問題;二是工程質(zhì)量方面的問題。前者是客觀存在，無法幸免;后者是人為形成的，應(yīng)當(dāng)幸免。5 大漏水段問題灌漿處理的一些體會(huì)在大

16、漏水段的灌漿處理過程中，通常會(huì)遇到兩方面的問題：一是經(jīng)費(fèi)上超預(yù)算;二是效果上難于顯效。究其緣由，主要是沒能做到具體問題具體分析處理，以不變應(yīng)萬變，面對截然不同的問題，總是接受同樣的方法、手段和措施來處理。自然不會(huì)獲得理想的效果。造成這種局面的緣由主要有：1受相關(guān)規(guī)范的限制，工程人員不敢越雷池半步，因循守舊。2工程人員沒有開拓精神，不思進(jìn)取。3缺乏必要的激勵(lì)機(jī)制和鼓舞措施。4相關(guān)人員怕冒風(fēng)險(xiǎn)。 通過大量的工程實(shí)踐發(fā)覺：在處理大漏水段問題麻煩時(shí)，有關(guān)部門總會(huì)要求既要節(jié)省投資又要保證質(zhì)量。所以，會(huì)被迫千方百計(jì)地想一些方法來應(yīng)對。并且總結(jié)出了肯定的閱歷，主要是遇到大漏水段必需具體問題具體分析，打破常規(guī)

17、，往往要實(shí)行特別規(guī)的方法才能湊效?？傊灰芄?jié)省投資并到達(dá)預(yù)期效果，就要大膽地實(shí)踐。具體有以下幾方面閱歷：1在灌漿壓力使用上接受逐級(jí)升壓法。傳統(tǒng)的不分孔序，一律接受相同壓力的做法，事實(shí)證明具有嚴(yán)峻缺陷。無論是大漏水問題還是一般的滲漏問題，都有其不妥之處。因此，針對大漏水段的處理，轉(zhuǎn)變了常規(guī)的壓力選擇方法。為了節(jié)省材料、降低本錢，前面的孔用小壓力甚至是自流，可以縮小漿液擴(kuò)大半徑;為了形成連續(xù)的帷幕，同時(shí)提高帷幕強(qiáng)度，后面的孔接受更大的壓力。應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際，隨著孔序的增加而逐級(jí)升高灌漿壓力。2在用料和變漿方面接受反常規(guī)的“先粗后細(xì)、先濃后稀的方法。傳統(tǒng)的做法是用稀漿開路，然后逐級(jí)變濃。對于大漏水

18、段可沒有這個(gè)必要。它適合于先用粗料在通道里形成骨架，再用細(xì)料去充填，最終用純漿液去加強(qiáng)。符合大孔隙用大顆粒去充填，小孔隙用小顆粒去充填這樣一個(gè)思路。實(shí)踐證明，該方法的接受，不僅可以大大降低材料消耗量，而且更有利于盡快獲得預(yù)期的灌漿效果。在偏橋水庫副壩基礎(chǔ)的大漏水處理中，使用該方法，同時(shí)結(jié)合逐級(jí)升壓的方法，獲得了理想的效果。3對集中大漏水段接受“倒灌的方法。對于到達(dá)肯定規(guī)模的集中大漏水通道，傳統(tǒng)的上堵下排的處理方法，基本難于奏效。若能結(jié)合工程實(shí)際，在工程地質(zhì)及工程結(jié)構(gòu)同意的狀況下，接受倒灌的方法，即從漏水出逸點(diǎn)進(jìn)行逆向灌漿。然后在上游進(jìn)行適當(dāng)?shù)募訌?qiáng)灌漿，通常能取得很好的效果。并且，通過實(shí)踐證明能節(jié)約大量的人力物力。在小募舍水庫低涵和黃草坪水庫低涵的集中大漏水通道的處理中，接受該方法，獲得了很理想的效果。4對于松散而具有大孔隙架空結(jié)構(gòu)的土壩滲漏處理，接受先充填后劈裂，二者結(jié)合的方法。通過迤黑水庫壩體和土木水庫壩體滲漏處理的應(yīng)用，證明很有效。而對于河床砂礫石層的滲漏處理則不宜用此方法。不同的滲漏處理，要有針對性的，接受切合實(shí)際、切實(shí)可行的方法，才能獲得預(yù)期的效果。這是在工程實(shí)踐中得到的最大收