岩溶区水库渗漏的防渗方法
岩溶发育特征
（1）岩性对岩溶发育的控制。岩性是岩溶发育的基础，岩溶化的程度取决于碳酸盐岩本身的纯度、厚度及组合关系，其中灰岩可溶性强，白云岩与灰岩互层或白云质灰岩可溶，白云岩及灰质白云岩可溶性差，碎屑岩和碎屑岩夹碳酸盐岩岩石基本不可溶，因此不同岩性的地层中岩溶率不同，并导致各岩组地下水富集程度差异较大。
（2）构造对岩溶发育的控制，区内构造对岩溶发育控制比较明显，涵洞堵漏落水洞、岩溶洼地、溶洞，均沿岩层走向NE向展布或延伸。由于受构造裂隙的影响，溶洞、暗河系统呈树枝状分布，溶洞局部及支洞发育方向常受构造裂隙控制，岩溶的地表形态沿构造裂隙方向普遍优势发育。
（3）地形条件对岩溶发育的影响
地形对岩溶的影响主要在地下水的补给和排泄上，为地下水溶蚀作用提供动力条件。在库区左岸存在约10 km2的汇水面积，高程900m以上的山顶平台区，地形较平缓和地表冲沟不发育的区域，岩溶漏斗、 落水洞、竖井、溶蚀洼地、溶洞较为发育，地形较陡和地表冲沟发育的区域,岩溶形态发育较为局限。
（4）新构造运动对岩溶发育的影响。地质构造影响地下水，从而间接影响岩溶发育。
2.2 岩溶区渗漏分类。
渗漏的形式按渗漏通道划分：①裂隙分散式渗漏；②管道式渗漏按库水漏失的特点划分：①暂时性渗漏；②永久性渗漏按渗漏途径：①坝区渗漏；②库区渗漏。
2.3 岩溶区渗漏原因
根据土坝渗漏的部位分为坝体渗漏、坝基渗漏、绕坝渗漏三种情况，各种渗漏的主要原因如下。
2.3.1 坝体渗漏主要原因
（1）筑坝土料质量差，如土料透水性大、回填料中块石及杂物含量过大，引起坝体渗漏。
（2）填筑质量差。筑坝时铺土过厚，使碾压或夯实不密或分层回填时结合面少压、漏压造成层面不密实等引起坝体渗漏。
（3）坝身单薄导致渗径过短。
（4）坝内涵管漏水。坝内涵管外壁填土质量差，夯压不密实、涵管未做截水环，引起沿管壁的纵向渗漏。
（5）动物破坏。如老鼠等动物在坝体筑巢、打洞产生危害。
2.3.2 坝基渗漏主要原因
（1） 清基不彻底或根本未清基，水库建成后不久便漏水。
（2） 设计中未考虑截水槽， 或者截水槽尺寸不符合要求，截水槽在运用中被击穿。
2.3.3 绕坝渗漏主要原因
（1）两岸地质条件差，岩体破碎，节理发育、透水性大。
（2）坝岸接头防渗处理不彻底，建筑时，大坝堵漏岸坡未设截水槽，或截水槽深度不够。
（3）施工质量差。碾压不密实，施工中岸坡开挖不符合要求，与岸坡结合不好。
由于岩溶地区岩溶发育特征，可溶岩的岩石（碳酸盐岩、泥岩、灰岩）、岩溶发育形态及特征（溶洞、溶蚀裂隙、溶孔），岩溶发育评价根据调查，库区岩溶发育具有如下特征：
①岩溶的发育主要有水平小溶洞，顺层溶蚀裂隙和溶孔三种形态。②库区发现的溶洞规模有限，高程均在1600m左右，反映出现在河流的侵蚀基准面，在河谷下切历史过程中基本上没有相对稳定的时期。因此，库区水平和垂直岩溶系统的发育非常有限。③溶洞与溶蚀裂隙的发育由地表往下逐渐减弱，表明它们主要发育于浅表，溶洞是由溶蚀裂隙进一步发育所形成的。④蜂窝状小溶孔主要沿层面发育，且在地表和地下都十分发育，其连通性不好。
综上所述，库区岩溶总体上不发育，不存在大的贯通性岩溶渗漏通道，库水渗漏的通道为裂
2.4 岩溶区渗漏分析
渗漏问题的两个关键：①渗漏通道的分析②水文地质条件的分析。
由于原生裂隙因溶蚀而强烈分异渗透性极不均一沿溶洞可以形成管道流所以灰岩神咯特有的水文地质条件是：往往有集中渗漏的径流带和两河之间的河间地块往往无地下水分水岭或地下水分水岭较低（1）有集中渗漏的径流带：如果形成溶洞产生强大的管道流而成为排除灰岩中地下水的地下排水管道水库蓄水抬高抬高水位之后这些径流带或管道流带和库外相通就会形成集中渗漏带。（2）无地下水分水岭或地下水分水岭较低，两河谷之间分水岭如比较单薄而且两河水位高程不同时由于水位高的河谷中水流长期向低水位渗漏形成通畅的岩溶管道就会出现河间地块间地块的无地下水分水岭或地下分水岭较低。
2.5、岩溶区渗漏方法
防渗方法概括起来就是避、堵、隔、围、铺、截、导(排)、观8个字。
即首先尽量避开岩溶发育的库、坝址，堵住溶洞，采取防渗截流墙，防渗铺盖，灌浆，用竖井或围堤将溶洞围在库外，将坝基地下水或渗水导出坝外，进行较长期的运行观测，再对症下药地进行处理。一般在坝址区多采用堵、铺、截、导(排)的方法，在水库库区多采用堵、隔、围的方法。防渗处理应根据不同渗漏形式和特点选择相应的处理方法对集中型渗漏应以“堵”“截”为主对分散型渗漏又以“铺”“灌”为主多数情况下由于渗漏形式和通道较复杂需要采取综合处理。所起的作用主要在两个方面：①降低岩体的透水性堵截渗透通道；②合理导水导气
①灌浆 ②铺盖 ③堵洞 ④截渗 ⑤疏导
灌 通过砖孔用较高压力将水泥浆、粘土浆或化学浆液灌入岩体之中形成灌浆帷幕以封闭溶蚀裂隙和小型管道对大型集中渗漏通道必须辅以堵、截等措施方能奏效。
铺 以粘土、混凝土或土工织物等材料在库内地表做铺盖放置地表分散性的溶蚀裂隙如有集中渗漏洞穴应先堵后铺。
堵 用浆砌块石或混凝土堵塞引起集中渗漏的岩溶洞穴。
截 用浆砌块石或混凝土截水墙截断引起集中渗漏的岩溶暗河管道等。
围（隔） 用围坝或烟筒式围井将水库中的岩溶落水洞或竖井包围起来防止渗漏。
喷 用喷涂水泥砂浆的办法将库边分散渗漏的溶蚀裂隙予以堵塞。
塞 用混凝土塞填实库边较大的溶蚀裂隙再辅以喷浆处理。
2.5.1 对坝基泉水的处理
根据岩土透水性质的不同， 坝基渗漏可分为三种主要类型：
（1）孔隙性渗漏： 通过砂砾石孔隙产生的渗漏， 一般呈均匀流， 渗漏量的大小主要取决于土的粒度成分及其渗透系数；
（2）裂隙性渗漏： 通过岩石中节理裂隙产生的渗漏。当裂隙很多且互相切割时， 渗流近似均匀流； 当裂隙发育不均一或不规则时， 渗流常呈脉状流；
（3）管道式渗漏： 通过石灰岩、 白云岩等可溶岩中的溶洞产生的渗漏，渗漏量的大小取决于溶洞的大小和数量。这三种类型在坝基中可以在不同部位同时存在，也可以单独出现，主要取决于坝基的岩土分布和地质结构条件。
控制坝基渗漏的方法很多。为减少坝基渗漏量，可以采用上游水平铺盖、垂直混凝土防渗墙、帷幕灌浆及堵塞溶洞等措施； 为减小扬压力或渗流梯度，通常采用排水孔、排水廊道、减压井等工程措施。根据坝基地质条件和渗漏量情况选取上述方法中的一种或几种，上堵下排，就会获得良好的防渗效果。
在碳酸盐类岩石地区进行大坝基坑开挖时，往往会碰到大小不等的泉水，且常具有承压性质，若处理不好 ，则会影响大坝安全。当有地下分水岭存在，地下水补给河水，河水面是当地的侵蚀基准面时，河谷中就有泉水露头。若河床部分有不透水或弱透水的覆盖于灰岩之上时，使两侧补给河水的地下水不能通畅流出，在薄弱地带或揭穿时就有泉水涌出，且有承压性。泉水沿河床纵向分布，露头较多 ，有的呈散流状 ，其处理的方法是: ① 堵:对于小股泉水或分散出露的无压裂隙水，一般可在土坝回填时把它堵塞在坝基下，堵塞的原则是先堵小，后堵大；先堵高，后堵低；先堵山边 ，后堵河谷中间；先堵坝轴线上游，后堵坝轴线下游。② 导(排) :在坝基开挖中出现泉水，用堵的方法效果不佳，则须用引导的方法把泉水引出坝外或导入排水体。一般采用砂导滤管导水，如泉眼多，则可作成许多小型导滤管，把地下水汇集至低洼处。
2.5.2 对坝基处溶洞、 竖井及溶蚀裂隙的处理
（1）对溶洞、竖井的处理
竖井的处理:采用堵塞的方法，将井口周围的覆盖层彻底清除至基岩，洞内用浆砌毛块石填满塞紧，井口视井径大小，采用混凝土、钢筋混凝土盖板或拱等形式封口，承担坝土压力，防止沉陷。当坝基有水平的或倾斜度不大的溶洞，也用堵的方法处理。洞的喉部用毛块石填塞、填紧，在洞口做成反滤层，用黏土填筑防渗。在坝基最好用混凝土封闭洞口，防止库水入洞冲蚀坝基。若遇溶洞比较大 ，地面地形较徒 ，则可用块石、圬工衬砌堵塞洞口，周围岩溶裂隙用水泥砂浆填缝抹面 ，也可在砌体上留个洞 ，安装一套闸门，溶洞可作泄洪洞
（2）对小溶洞、溶蚀裂隙的处理
一般采用截和铺的方法处理.截有两种形式：①当相对隔水层埋藏较浅，用开挖截流槽处理，截流槽底部要嵌入相对隔水层0.5～1.0m(或新鲜基岩以下0.5) ；②当岩溶透水层埋藏较深，则采用灌浆法以形成防渗帷幕。用截的方法处理坝基渗漏时往往结合铺的方法 ，做好坝前防渗铺盖 ，从上游坝坡脚至坝顶正常水位逐渐由厚变薄。
（3）绕坝渗漏处理
绕坝渗漏主要是通过溶隙、小溶洞和构造破碎带溶蚀裂隙发生的，多采用堵、铺、截、导等方法。先把岸坡上大小裂隙和溶洞彻底清挖出来，在地形平缓地段，对宽大裂隙和溶洞，先作好反滤层或用水泥砂浆砌块石填塞好，最后用黏土或混凝土铺筑，或作成斜墙式铺盖。若山坡坡度较大或呈陡岸时，将大小洞隙中的充填物全部清除后，再用高压冲洗干净，大洞隙用水泥砂浆砌毛块石填塞，小洞隙用水泥砂浆勾缝。
（4）库区渗漏的处理
若库区周围地下水补给河水，且地下分水岭高于水库回水位或者库区周围有隔水岩层存在时，水库可不予处理。但存在下述情况时，常会出现漏水，即碳酸盐类岩石岩溶很发育；没有隔水岩层，或虽有隔水岩层，但不能起到隔水作用；库内有断层通过；库水补给地下水；落水洞多，分水岭单薄等。
2.5.3 溶洞和漏斗的处理
对库区较孤立的少数溶洞、落水洞、竖井等的处理，用堵塞的方法，处理工作的关键在于清基是否彻底。当库区回水范围内有较大的“反复泉”(雨季出水、旱季落水)时，也可用堵塞的方法处理。另外，有些直径、深度均较大的落水洞、竖井及相互联通的大、小溶洞，若把它们逐个加以堵塞，工程量很大，处理后不一定达到预计效果。而用圈围处理往往是行之有效的方法之一。尤其是对水头不高的小型水库较为适宜。对于一些岩溶洼地，其天然覆盖层较好，能起到防渗作用。而在个别地段，竖井、落水洞集中，溶洞特多，它们有时会成为地下暗河的入口。对此可采用区域隔离的方法处理，即把落水洞集中漏水的地段与水库隔开，达到水库正常蓄水的目的。
（1） 断层破碎带漏水处理
当库区有断层通过，且与地势较低处相通，水库蓄水后沿断层破碎带漏水，可用铺盖及帷幕灌浆处理。如威宁县杨湾桥水库，为均质土坝，左岸及坝基为石炭系大塘组灰岩夹少量页岩，下部为石英砂岩，右岸为石炭系马平群灰岩、白云岩，坝区有3条断层通过，呈NNW向展布，F1断层通过坝区右岸，距右坝肩40～50m，节理裂隙发育，岩石异常破碎；F2通过水库和坝基中部；F3通过水库和左坝肩旁侧，F2和F3均为区域性大断层，影响带宽100m以上。以上断层的存在造成库坝区的坝基渗漏、绕坝渗漏及邻谷渗漏，因而影响水库的正常蓄水 ，水库一直未投入使用。据观测，当库水位高程为2181.45m时，下游渗漏量为11.7L/s。后经帷幕灌浆处理后，将土坝段上游面高程567.49m至坝顶的混凝土面板揭开 ，用塑料膜覆盖，再将混凝土面板盖回；与溢洪道连接部位用黏土压实。
(2)下游坝坡渗水部位反滤反压处理
下游坡面渗水部位均为土坡，为了防止土粒被渗水带走，拟对渗水部位设置反滤层并设置压重体。具体做法为:对渗水部位进行局部开挖，开挖范围不小于渗水尺寸3倍，开挖深度约1.2m，开挖后，首先回填一层中粗砂，厚约30cm，然后用直径2～8mm砂砾石或碎石裹压30cm厚，最外一层用 10～50mm小块石压面，袋装厚60 cm。将两出渗点渗水归并后挖导沟引向下游，导沟内填砂砾石。
2.5.4 岩溶地区渗漏的具体方法
（1）粘土斜墙法
粘土斜墙采用粘土作防渗材料在原坝上游面分层填筑成人工或机械夯实成斜墙粘土斜墙的主要优点是施工简单造价低廉适用于坝体不高、坝坡不稳定、坝体渗漏较为严重的水库坝址附近有适宜做防渗体土料的小（二）型水库应优先考虑。采取在坝上游做粘土斜墙的措施形成一道新的防渗体对于较薄透水层的坝基渗漏也能结合处理这样可达到既处理坝体、坝基涌漏又节省投资的多重目的但在此项工程施工中应特别注意：基础及两岸结合面的处理要彻底；土料的各项指标要符合筑坝要求；土料要分层碾压夯实。只有这样才能保证处理达到预期效果。迎水面冲刷除保证冲刷部位的填筑质量外可采用铺设30cm厚的砂卵石垫层再浇筑15cm厚的C20混凝土护坡混凝土浇筑时应错缝浇筑缝内灌沥青也可采用30cm厚浆砌块石护坡。
（2）灌浆处理法
对当地缺乏足够的粘土料或不能放空水库的土坝坝体渗漏坝基及绕坝渗漏适宜采用灌浆的方法来处理渗漏。土坝坝体灌浆分为充填式灌浆及劈裂式灌浆。一般来说对性质和范围均比较明确的局部隐患采用充填式灌浆方法而对于处理范围较大隐患部位不能完全确定的土坝坝体渗漏如坝体出逸点过高散浸等情况则以采用劈裂式灌浆方法效果为好。灌浆孔的布置一般可在渗漏段沿坝轴线布设单排孔也可以根据实际需要增加排数；孔距应根据土层的渗水情况和采用的灌浆压力等因素综合考虑；布孔由疏到密；孔深应超过漏水部位3～5m。
（3）土工合成材料防渗法
当坝址附近缺少粘土原料时可以考虑采用土工膜防渗它具有不透水性强、抗冻性好、重量轻、便于施工和造价低等特点。 一般土石坝工程中土工膜通常选用复合土工膜塑料薄膜的厚度一般选择0.５mm。薄膜可采用搭接、粘接、焊接等几种方法一般以焊接和粘接防渗效果较好。复合土工膜上必须铺设土料保护层保护层厚度不小于30cm保护层填筑土料不得含杂草树根、石块等。
（4）套井回填法
套井回填法是利用充抓式打井机在土坝的渗漏部位钻孔 然后用粘土分层回填由钻机的动力和卷扬设备带动夯锤加以夯实形成一道连续垂直的截水墙截断坝身或坝基的渗流消灭水头达到防渗之目的。套井回填法设备简单操作方便防渗效果好适用于窄心墙坝裂缝渗漏的处理。
（5）增做反滤排水及砂石导渗
对由于原有排水体失效或根本未设排水体而造成坝体浸润线出逸点过高渗流从坝坡逸出坝坡面沼泽化的土坝采取增做反滤排水体或者翻修原排水体必要时可在外皮面做砂石导渗沟（槽）的处理办法来降低浸润线达到稳定坝坡之目的施工中应注意反滤层级配的选择砂石导渗的型式。
（6）培坡
对由于下游坡过陡导致坝体渗径不能满足要求而造成坝体浸润线出逸点过高的必须对下游坡进行加厚培坡。因为下游坡过陡不仅可造成坝体渗漏也存在坝坡稳定问题这个问题在小型水库中比较普遍如果采用培坡结合排水体外移方案问题可得到彻底解决。处理时应对老坝作清理并根据坝型选择合适的填筑材料 并按规范规定控制回填层高碾压质量以确保填筑质量；背水坡在加高加固后应整坡并进行草皮绿化。
（7）对放水涵洞漏水的处理
根据坝内涵洞病害的成因结合工程的实际情况本着安全可靠、经济的原则对放水涵洞病害进行处理。
原放水涵洞改换压力管：当坝高＜5m时可采用人工或机械翻挖回填处理；原放水涵洞挖开改换压力管清理管基至基岩沿管长先做30～50cm厚的钢筋混凝土管座然后在管座上安放钢筋混凝土压力管外包钢筋混凝土每隔8～10m设一道混凝土截水环钢筋混凝土压力管直径一般≥30cm；采用虹吸管法：坝高介于5～10m之间的大坝 可以采用虹吸管的方法涵洞封堵方法同上虹吸管可以采用抽气式或补水式先将虹吸管出口封闭 将管内抽成真空或者用水泵将管内注满水再打开出口即可放水；对涵洞作涵洞反压灌浆处理。
（8）毒杀生物堵塞洞穴
若因老鼠等动物钻洞穴而居造成坝体漏水采取了人工挖巢、药杀、灌浆等方法将动物杀除并找到穴巢采用开挖回填与灌粘土浆相结合的方法处理。
2.5.4 库区渗漏的常用处理措施
由于水库库区渗漏水库无法正常蓄水不仅无法完成原设计任务而坝体存在漏水通道同样危及坝体的安全。因此在对新建水利工程进行设计时必须结合地形地质条件进行库区的防渗设计；对既有水利工程当库区存在渗漏问题时必须采取相应的措施进行整治。目前，工程上采用的防渗处理措施主要有以下几种：
1．柔毡铺盖防渗。对大面积渗漏而无集中渗漏通道的库坝区，且坡度在24°以下的大坝和左、右坝肩或有集中渗水通道又有面上渗漏的库坝区只要对集中渗漏通道先作处理（如开挖回填混凝土塞或自流灌水泥浆、水泥砂浆等封堵）均适宜用柔毡铺盖防渗但使用柔毡铺盖防渗的关键是接头一定要搭接好周边固埋措施要得当并且最好是用混凝土截水墙截到隔水岩层或不透水部位上。
2．混凝土铺盖防渗。这种措施适宜覆土较薄、坡度在24°～45°之间的岩石基面的岸坡渗漏区其关键是要根据所受水头选好混凝土标号、铺盖的厚度和确定水灰比。施工时应打掉基岩面的尖角清除面上的泥垢、油污等杂质和强风化的破碎岩石用水清洗后（最好使用高压水冲洗）垫上2～3cm厚的水泥砂浆然后浇筑混凝土。混凝土浇筑要振捣密实养护21d。对大面积的混凝土防渗铺盖要作分块处理每块尺寸以1m×5m为宜。块间分缝处作好止水处理。防渗铺盖的范围应处理至不渗水岩层或与其它防渗措施联合处理至不透水部位 共同组成防渗体。
3．水泥砂浆砌块石沟缝防渗。这种方法适宜库岸坡度较陡（45°以上）、基面为岩面目_覆土不厚的库岸坡和水头较低的坝体迎水坡面防渗。 这种方法的关键是控制施工质量施工时 先将岩基面的泥垢、 油污等清除干净 排除积水 然后先在岩面垫上一层3～5cm的水泥砂浆才砌筑。防渗砌体厚度根据水头选定 不低于1/20水头且不小于 30cm厚。砌体要求平整、稳定、密实座浆及竖缝砂浆填塞要饱满密实竖缝填塞砂浆应插捣至表面泛浆为止勾缝水泥砂浆采用425号以上的水泥。灰砂比为1︰1～1︰2 勾缝前必须浆缝槽冲洗干净 不得残留灰碴和积水 勾缝完成后养护21天。
4．对溶洞要进行水泥灌浆和水泥冲砂灌。对于有集中通道和溶洞的库坝区渗漏 应先对集中漏水通道水泥灌浆和水泥浆冲灌其关键是确定水灰比、灌浆压力、灌浆间歇时间和冲砂的数量 灌浆压力应为水头的1.5倍左右水灰比应选择几种不同的比例交替灌。间歇时间根据气候和水泥的初凝时间确定如长期不能灌满则应加砂灌。
5．混凝土截水墙。对未设坝前防渗铺盖的坝体及左右岸坡，由于清除现有淤泥工程量多投资大有的因库水不能放干而无法清除，故只有设置混凝土截水墙或其它防渗帷幕。混凝土截水墙应截到不透水岩层上或截到不透水部位 与其它防渗体连接起来。
6．防渗帷幕灌浆。这种措施适肩坝基和坝肩的深部漏水防渗。其技术主要是确定孔深、 孔距、 布孔方式、 布孔排数和选好浆液的配合比 确定灌浆压力。
3 总结
基于水库岩溶渗漏问题的复杂性，研究库岸岩溶渗漏的变化趋势显得十分必要。所以对今后在继续深入研究左岸岩溶渗漏问题做以下几个方面的建议：
1．调查各水源地的取水量及动态走向，调整和完善地下水长期观测网点，继续对地下水位、渗漏出逸点、渗漏量等与水库水位的相关的特点进行监测和研究。
2．减少高水位运行下的绕坝渗流量，无论从正常蓄水位还是防止淹没库区耕地考虑，水库最高水位都不应超过34.0m。尽可能减少水量渗漏损失水量，节约有限的水资源。
3．跟踪调查和补充勘测已出现的入渗点进行，并积极提出渗漏段防渗处理的可行方案，为防渗处理理论指导。
4．基于岩溶渗漏计算的不确定因素较多导致的计算成果与实际偏差较大，故建议用多种方法测算渗漏量，如利用测量入库流量和出库流量，以及利用库容曲线取得左岸岩溶渗漏量的直接数据；也可以利用地下水均衡方法估算渗漏量。
5．隘口水库工程库区渗漏处理措施。结合隘口水库工程地形地质、水文条件以及水库主体结构的布置形式，建议在隘口水库工程中，采用防渗帷幕灌浆的方式进行库区渗漏的处理措施。
