任务三 混凝土坝和浆砌石坝的渗漏处理

※基本知识※

一、混凝土坝和浆砌石坝渗漏的类型

（1）坝基渗漏。坝基渗漏会增加坝底扬压力，从而影响坝身稳定，而且会损失水库水量，降低水库效益。

（2）坝体渗漏。坝体渗漏将使建筑物内部产生较大的渗透压力，甚至影响建筑物的稳定；如果水具有侵蚀性，还会产生侵蚀破坏，降低混凝土强度；在寒冷地区，渗漏水在出水处冻结成冰，也会使建筑物受到冻融破坏。

二、混凝土坝和浆砌石坝渗漏的原因

混凝土建筑物产生渗漏的原因是多方面的，即使最密实的混凝土，其本身仍存有气孔和小孔隙，在水压力作用下也具有一定的渗透性。一般水工混凝土由于设计或施工上的缺陷，或在运用中遭受意外破坏，都容易导致建筑物发生渗漏。一般有以下几种情况：

（1）由于勘探工作不到位，地基留有隐患，水库蓄水后引起渗漏。

（2）由于设计考虑不周，在某种应力作用下，使混凝土产生裂缝，引起渗漏。

（3）因施工、温差或本身干缩等原因，产生裂缝而引起渗漏。

（4）设计、施工中采取的防渗措施不良，或运用期间由于物理、化学因素的作用，使原来的防渗措施失效或遭受破坏而引起渗漏，如帷幕破坏、伸缩缝止水结构破坏或沥青老化、混凝土受侵蚀后抗渗性能降低、预制混凝土涵管接头处理不好、混凝土与基岩接触不良等。

（5）遭受强烈地震及其他破坏作用，使混凝土建筑物或基础产生裂缝，引起渗漏。

三、混凝土坝和浆砌石坝渗漏的检查和观测

混凝土坝和浆砌石坝发生渗漏时，应着重进行下列几方面的检查与观测：

（1）查明帷幕后剩余水头是否超过设计允许值以及扬压力与水位的变化关系。

（2）基础渗漏量的变化情况。

（3）分析水质，从离子、矿化度及pH值的变化情况，判明渗水有无侵蚀性。

（4）上游冲淤情况。

（5）混凝土裂缝的长度、宽度、分布范围、开度变化及其与水位、气温的关系。

（6）止水结构如发生损坏，渗漏量较大，影响建筑物安全，需要进行处理时，应结合设计、施工和管理等有关资料进行分析，为确定处理方案提供依据。

四、混凝土坝和浆砌石坝渗漏处理的原则

渗漏处理的基本原则是“上截下排，以截为主，以排为辅”，根据渗漏的部位、危害程度以及修补条件等实际情况制定处理措施。

（1）对于建筑物本身渗漏的处理，以上游面封堵为主。

（2）对于基础渗漏的处理，以截为主，辅之以排。

（3）对于接触渗漏或绕坝渗漏的处理，应先封堵，以排补救。

五、混凝土坝和浆砌石坝渗漏处理的措施

※技术应用※

（一）混凝土坝坝体渗漏处理

1.混凝土坝体裂缝渗漏的处理

根据裂缝产生的原因及其对结构影响的程度、渗漏量的大小和集中分散情况，分别采取以下措施：

（1）表面处理。坝体裂缝渗漏按裂缝所在位置可采取表面涂抹、表面贴补、凿槽嵌补等表面处理方法。具体可见上节内容。对于渗漏量较大，但是渗透压力不影响建筑物正常运用的渗水裂缝，在漏水出口进行处理时，应采取以下导渗措施：

1）埋管导渗。沿漏水裂缝在混凝土表面凿形槽，并在裂缝渗漏集中部位埋设引水铁管（其数量视渗漏的情况而定），然后用旧棉絮沿裂缝填塞，使漏水集中从引水管排出，再用快凝灰浆或防水快凝砂浆迅速回填封闭槽口，最后把引水管封堵，如图3-7所示。

2）钻孔导渗。用风钻在漏水裂缝一侧（水平缝则在缝的下方）钻斜孔，穿过裂缝面，使漏水从钻孔中导出，然后封闭裂缝，最后灌浆填塞导渗孔。

（2）内部处理。内部处理与上节所介绍的裂缝内部处理的方法相同，采用灌浆充填漏水通道，达到堵漏的目的。需要注意的是，有时为了灌浆的顺利进行或保证灌浆的可靠性，须先在裂缝上游面采取表面处理堵漏或在裂缝下游面采取导渗并封闭裂缝的措施。

图3-8 插筋结合止水塞处理渗水裂缝示意图（单位：cm）

1—5φ28第一排插筋；2—5φ28第二排插筋；3—止水塞；4—裂缝

（3）结构处理结合表面处理。对于影响建筑物整体性或破坏结构强度的渗水裂缝，除了内部处理外，有的还要采取结构处理与表面处理结合的措施，以达到防渗、结构补强或恢复整体性的要求。结构补强措施多种多样，必须通过专门验算和进行技术经济比较选定。图3-8所示是利用插筋结合止水塞处理大坝水平渗水裂缝的一个实例，其具体措施是：在上游面沿缝隙凿一宽20～25cm、深8～10cm的槽，向槽的两侧各扩大约40cm的凿毛面，共宽100cm。并在槽的两侧钻孔埋设两排锚筋。槽底涂沥青漆，然后在槽内填塞沥青水泥和沥青麻布2～3层，槽内填满后，再在上面铺设宽50cm的沥青麻布2层，最后浇筑宽100cm、厚25cm的钢筋混凝土盖板作为止水塞。从坝顶钻孔两排孔插钢筋锚固坝体，最后进行接缝灌浆。

2.混凝土坝体散渗或集中渗漏的处理

混凝土坝由于蜂窝、空洞、不密实及抗渗指标不够等缺陷，从而引起坝体散渗或集中渗漏时，可根据渗漏的部位、程度和施工条件等情况，采取下列某一种或某几种方法相结合进行处理：

（1）灌浆处理。灌浆处理主要用于建筑物内部密实性差、裂缝孔隙比较集中的部位。可用水泥灌浆，也可用化学灌浆。

（2）表面涂抹。对大面积的细微散渗及水头较小的部位，可采取表面涂抹处理；对面积较小的散渗可采取表面贴补处理。

（3）构筑防渗层。防渗层适用于大面积的散渗情况。防渗层一般做在坝体迎水面，结构一般有水泥浆及砂浆防渗层等形式。

水泥浆及砂浆防渗层，一般在坝的迎水面应抹5层，总厚度12～14mm，具体方法如下：

1）表面处理。用钢丝刷或竹刷将渗水面松散的表层、泥沙、藓苔、污垢等清洗干净，然后用清水冲洗。如渗水面凹凸不平，则需把凸起的剔除，凹陷的用1：2.5水泥砂浆填平，并经常洒水，保持表面湿润。

2）降压导渗。当防渗层设在背水面时，为便于防渗层施工，应设法降低渗透压力。在漏水较严重的部位，应凿开孔眼，在孔眼中插入钢管（或胶管）将水导出。孔眼数量视具体情况而定。

3）防渗层施工。第一层为素灰浆，厚2mm（水灰比0.35～0.4），分两次涂抹，先用拌和的素灰浆抹1mm，把混凝土表面的孔隙填满压实，然后再抹第二次素灰浆，如施工时仍有少量渗水，可在灰浆中加入适量促凝剂，以加速素灰浆的凝固。第二层为水泥砂浆，厚度4～5mm（灰砂比1：2.5，水灰比0.55～0.60），应在初凝的素灰浆层上轻轻压抹，使砂粒能压入素灰浆层，但又不压穿为度，这层表面应保持粗糙，待终凝后表面洒水湿润，再进行下一层施工。第三层为素灰浆，厚度2mm，操作工艺同第一层。第四层为水泥砂浆，厚度4～5mm，操作工艺同第二层，但在背水面时，该层表面应压实抹光。第五层为素灰浆层，厚度2mm，应在第四层初凝时进行，且表面须压实抹光。为了达到速凝和提高防渗效果，可在各层浆料中分别掺入为水泥质量1%的硅酸钠（水玻璃）。

4）养护。防渗层终凝后，应每隔4h洒水一次，保持湿润，并避免直接受风吹日晒，以防开裂。养护时间按混凝土施工规范规定进行。

5）封堵孔眼。在防水层终凝后，拔出钢管（或胶皮管），采用快凝胶泥堵塞孔眼。此法在易受冲击、腐蚀部位和对于有振动或可能发生变形的结构，均不宜采用。

（4）增设防渗面板。当坝体本身质量差、抗渗等级低、大面积渗漏严重时，可在上游坝面增设防渗面板。

防渗面板一般用混凝土材料，施工时需先放空水库，然后在原坝体布置锚筋并将原坝体凿毛、刷洗干净，最后浇筑混凝土。锚筋一般采用直径12mm的钢筋，每平方米一根，混凝土强度等级一般不低于C13。

混凝土防渗面板的两端和底部都应深入基岩1～1.5m，根据经验，一般混凝土防渗面板底部厚度为上游水深的1／60～1／15，顶部厚度不少于30cm。为防止面板产生温度裂缝，应设伸缩缝，分块进行浇筑，伸缩缝间距不宜过大，一般为15～20m，缝间设止水。

（5）堵塞孔洞。当坝体存在集中渗流孔洞时，若渗流流速不大，可先将孔洞稍微扩大并凿毛，然后将快凝胶泥塞入孔洞中堵漏，若一次不能堵截，可分几次进行，直到堵截住为止。当渗流流速较大时，可先在洞中楔入棉絮或麻丝，以降低流速和漏水量，然后再行堵塞。

（6）回填混凝土。对于局部混凝土疏松，或有蜂窝、空洞而造成的渗漏，可先将质量差的混凝土全部凿除，再用现浇混凝土回填。

（二）混凝土坝止水、结构缝渗漏的处理

混凝土坝坝段间伸缩缝止水结构因损坏而漏水，其修补措施有以下几种。

1.补灌沥青

对沥青止水结构，应先采用加热补灌沥青的方法堵漏，若补灌有困难或无效时，再考虑采用其他止水方法。

2.化学灌浆

伸缩缝漏水也可用聚氨酯、丙凝等具有一定弹性的化学材料进行灌浆处理，根据渗漏的情况，可进行全缝灌浆或局部灌浆。

※技能操作※

3.补做止水

坝上游面补做止水，应先降低水位，然后加镶铜片或镀锌片，具体操作方法如下：

（1）沿伸缩缝中心线两边各凿一条槽，槽宽3cm、深4cm，两条槽中心距20cm，槽口尽量做到齐整顺直，如图3-9所示。

（2）沿伸缩缝凿一条宽3cm、深3.5cm的槽，凿后清扫干净。

（3）将石棉绳放在盛有60号沥青的锅内，加热至170～190℃，并浸煮1h左右，使石棉绳内全部浸透沥青。

图3-9 坝面加镶铜片凿槽示意图（单位：cm）

1—中心线；2—伸缩缝

图3-10 纯铜片形状尺寸图（单位：cm）

（4）用毛刷向缝内小槽刷上一薄层沥青漆，沥青漆中沥青与汽油比为6：4，然后把沥青石棉绳嵌入槽缝内，表面基本平整。沥青石棉绳面距槽口面保持2.0～2.5cm。

（5）把铜片或镀锌铁片加工成图3-10形状。纯铜片厚度不宜小于0.5mm，纯铜片长度不够时，可用铆钉铆固搭接。

图3-11 坝面加镶片示意图

1—环氧基液与沥青漆；2—裂缝；3—沥青石棉绳；4—环氧砂浆；5—纯铜片

（6）用毛刷将配好的环氧基液在两边槽内刷一层，然后在槽内填入环氧砂浆，并将纯铜片嵌入填满环氧砂浆的槽内，如图3-11所示。将纯铜片压紧，使环氧砂浆与纯铜片紧密结合，然后加支撑将纯铜片顶紧，待固化后拆除。

（7）在纯铜片面上和两边槽口环氧砂浆上刷一层环氧基液，待固化后再涂上一层沥青漆，15～30min后再涂一层冷沥青胶泥，作为保护层。

※技述应用※

（三）浆砌石坝体渗漏的处理

浆砌石坝产生渗漏原因有上游防渗部分施工质量不好、砌缝砂浆存在较多孔隙、砌筑石料本身抗渗指标较低等，这些都会引起坝体渗漏。通常采取以下方法进行处理。

1.重新勾缝

当坝体石料质量较好，仅局部地方由于施工质量差，砌缝中砂浆不够饱满，有孔隙，或者砂浆干缩产生裂缝而造成渗漏时，均可采用水泥砂浆重新勾缝处理。一般浆砌石坝，当石料质量较好时，渗漏多沿灰缝发生，因此，认真进行勾缝处理后，渗漏途径可全部堵塞。

2.灌浆处理

当坝体砌筑质量普遍较差，大范围内出现严重渗漏，勾缝无效时，可采用从坝顶钻孔灌浆，在坝体上游形成防渗帷幕。

3.加厚坝体

当坝体砌筑质量普遍较差，渗漏严重，勾缝无效，又不具备灌浆处理条件时，可在上游面加厚坝体，若原坝体较单薄，可一并加厚坝体防渗体。加厚坝体前需放空水库。

4.上游面增设防渗层或防渗面板

渗漏严重时，可在坝上游面增设防渗层或混凝土防渗面板。方法和前述混凝土坝的防渗面板做法相同。

（四）绕坝渗漏的处理

绕过混凝土或浆砌石坝的渗漏，应根据两岸的地质情况，摸清渗漏的原因及渗漏的来源与部位，采取相应措施进行处理。处理的方法：可在上游面封堵，也可进行灌浆处理。

（五）基础渗漏的处理

对岩石基础，如出现扬压力升高或排水孔涌水量增大等情况，可能是原有帷幕失效、岩基断层裂隙扩大、混凝土与基岩接触不密实或排水系统堵塞等原因所致。对此，应首先查清有关部位的排水孔和测压孔的工作情况，然后根据原设计要求、施工情况进行综合分析，确定处理方法。一般有以下几种方法：

（1）若原帷幕深度不够或下部孔距不满足要求，可对原帷幕进行加深加密补灌。

（2）若是混凝土与基岩接触面产生渗漏，可进行接触灌浆处理。

（3）若为垂直或斜交于坝轴线且贯穿坝基的断层破碎带造成的渗漏，可进行帷幕加深加厚和固结灌浆综合处理。

（4）若排水设备不畅或堵塞，可设法疏通，必要时增设排水孔以改善排水条件。