第十二讲-水库与坝区渗漏的工程地质条件分析.ppt

大坝建成后，坝上游水位抬高，在上、下游水位差的作用下，库水可能通过坝基或坝肩岩层中的孔隙、裂隙、破碎带向下游渗漏。前者称为坝基渗漏，后者称为绕坝渗漏。 坝区渗漏形式分为均匀渗漏和集中渗漏两种。前者，如通过砂砾石层和基岩中较为均布的风化裂隙的渗漏；后者，如通过较大的断裂破碎带和各种岩溶通道的渗漏。 三、坝区渗漏条件分析 绕坝渗漏示意图 1.松散岩层的坝区渗漏条件　　 　　在松散岩层地区建坝，渗漏主要是通过透水性强的砂砾石层发生的。砂砾石层有的是现代河床沉积，有的是位于阶地之上，也有的是古河道沉积。古河道砂砾石沉积可以是埋藏在河岸一侧，也可以分布于阶地之上。有时砂砾石层与不透水层成互层结构，对此，应给予充分注意。一般在河谷狭窄、谷坡高陡的坝区，砂砾石层仅分布于谷底，因此，坝区渗漏主要发生在坝基。而在宽谷区当谷坡上分布有多级阶地时，库水除沿坝基渗漏外，还可能发生绕坝渗漏。 2.裂隙岩层坝区的渗漏条件 在裂隙岩层分布区，由于岩层中各种结构面的透水能力的不同，以及河谷地貌和地质构造的差异，使建坝所导致的渗漏在不同地区或地段内有显著的不同。 河谷地貌与地质结构条件对坝区渗漏有显著影响。 河谷平面形态与坝区渗漏的关系 四、岩层渗透性指标 表征岩层渗透性的指标有三个，即渗透系数(k)、单位吸水量(w)和透水率(q)。这三个指标是评价坝、库是否渗漏或估算渗漏量时的重要参数，也是地基防渗处理设计的水文地质依据。 1．渗透系数(k) 法国水力学家达西曾通过大量的试验，发现地下水层流的渗透速度(v)与水力坡度(I)成正比，写成公式为: v=kI 式中：v为渗透速度（m/d）；I为水力坡度；k为渗透系数。 在生产实践中，多采用抽水试验确定岩体的渗透系数k值: 单位吸水量是在单位压力下每米试验段、每分钟压入岩层中的水量，以L/(min·m·104Pa)表示。它是在岩层中进行压水试验所测得的岩层渗透性指标。新的压水试验的成果为岩层透水率（ｑ，Lu），１ Lu（吕荣）单位为：在l MPa的压力下，每米试验段的平均压人流量，以L／ min计，即：1 Lu等于在1 MPa的压力下，每米试段压人的流量为1L／min。试验要求试段长为5m左右，每个试段的试验时间为10min。1Lu一般相当于单位吸水量w值为0．01L／(min·m·104Pa)时的渗透量。 2.单位吸水量（w）和透水率（ｑ） 压水试验示意图 渗透系数k值是代表整个降水漏斗较大范围内岩层的平均透水性。而透水率q值或单位吸水量w值，则是代表钻孔中某个试验段岩层的透水性。它代表的范围较小，但可说明岩层不同部位的渗透性和岩层渗透性的不均一程度。 　 长期以来， w值被当作坝区防渗处理—— 帷幕灌浆设计的主要依据和质量鉴定标准，即 认为w值小于0．01或0．05时，就被视为不透 水层，不需进行防渗处理。 　　 据k值和q值对岩土渗透性的分级见表。 (一)灌浆帷幕 通过钻孔向地下灌注水泥浆或其他浆液，填塞岩溶岩体中的渗漏通道，形成阻水帷幕，可以达到防渗的目的。 灌浆帷幕用于裂隙性岩溶渗漏具有显著的防渗效果。对规模不大的管道性岩溶渗漏采用填充性灌浆也有一定效果。 一般在坝基和坝肩部位都设置有灌浆帷幕，以防止绕坝渗漏。帷幕深度及向两岸的延伸范围则根据防渗处理范围确定。 坝基灌浆帷幕最好能深入基础的相对不透水层岩层中构成接地式帷幕，这是截断渗流比较彻底的办法。 帷幕灌浆压力、孔距、排距、排数等，根据壅水高度、建筑物特点、岩溶发育特点和灌浆试验结果确定。 五、防渗措施 当地基下面透水层深度不大时，常用截水墙防渗，这是一种比较可靠的防渗措施。防渗墙有粘土墙、混凝土墙和大口径钻孔造孔回填混凝土等形式。 粘土截水墙多用于土坝基础，将透水层截断与心墙或斜墙相连接，要求截水墙应有足够的厚度和严格的反滤措施，以保护截水墙不致产生管涌和冲刷。 混凝土截水墙多用于截断岩石基础的表部透水带，如溶蚀带、岸坡风化带等。 （二）截水墙 * 水库与坝区渗漏问题 库坝区渗漏是指库水沿岩石孔隙、裂隙、断层、溶洞等向库盆以外或通过坝基(肩)向下游渗漏水量的现象。水库的作用是蓄水兴利，在一定的地质条件下，水库蓄水期间及蓄水后会产生渗漏。对任何一座水库来说，在未采取有效的工程处理措施的情况下，如果存在严重的渗漏现象，将会直接影响到该水库的效益。而坝区的渗漏，在不少情况下往往导致坝基产生渗透变形，威胁到大坝的安全。 在工程设计中，一般都要求使水库的渗漏量小于该河流段平水期流量的1％-3％。 库坝区渗漏简介 1.库区渗漏的类型 （１）暂时性渗漏 水库蓄水初期，由于库水位逐渐抬高，因湿润、饱和库水位以下岩土层的孔隙、裂隙和空洞，导致库水量损失。但库水不漏出库外，因此，水