高州水库灌区西干渠渗漏分析及处理措施

1 工程概况
　　高州水库灌区位于广东省粤西沿海主要河流——鉴江中下游丘陵、平原上，是广东省三大灌区之一。
　　其中西干渠位于高州水库灌区西部，由石骨水库经坝后电站——石骨电站引水发电后经总干渠向西引入，现最大流量为13m3/s，灌溉面积12.2万亩。该渠建成于1963年4月，建设当时由于历史原因，大干快上，因此忽视了一些质量上的要求及处理措施，并且渠线多数穿越丘陵地区，填方较多、高度大，最大填方高度达16米。运行四十多年来，不断在渡槽进出口及单、双边坝大填方渠段产生渗漏、甚至管涌现象，经多年的探索实践，采用了灌浆堵漏这种简单易行、省工、省时、经济、高效、可靠的方法，并经多年的堵漏处理实践，所处理的工程运行良好，效果理想。但在实际中要准确查找渗漏的点、线面又是不容易的，在具体的工作实践中我有以下方法处理快速、有效，归结为查—析—对。
2 查—就是调查工程建设后的历史与经过。
　　向当时施工人员了解建设情况，分析工程建设过程中有什么最薄弱环节。例如：西干渠义山渡槽进出口及耕塘转弯漏窜的灌浆，了解到该渠原设计流量为11 m3/s，后为了满足下游农业用水的需要，70年代加高了渠堤50厘米，现过流量达13 m3/s，当时建设大干快上，后来加高新旧接合不好，且筑堤土料就近取材，该段是砂质带零星块石的砂质粘土，其密实度又不够，再有六、七十年代时有白蚁严重为害，因而渗漏严重，而要用开挖回填的方法处理又非常困难，投资巨大。
3 析—就是根据了解的情况具体分析坝体渗漏的原因。
　　根据坝体的历史和运行以来陆续出现的渗漏情况进行现场分析。并对现场进行出水渗漏孔的开挖鉴定、对单出水孔进行堵塞试验、稀粘土灌注试验、并对渠道不同水位的观察、分析是否单一通道及流向，或散渗、或坝基深浅出溢，从而得出具体的方向和位置以便判断区别对待，其渗漏一般有：
　　3．1 施工因素。西干渠大都劈山而行，山岭土质不一，风化破碎、接头处理不彻底；在建渠时为了追求工程进度，减少工程量，改变原设计渠线，把渠堤设在一面是原山岭基础、一面是田的软基础上，没有进行清基便弃土筑堤，另外坝身也未夯实，形成基础不牢、坝身松散渗漏。造成不均匀沉陷、位移和纵向裂缝，造成渗漏。再有特别是山坳最低处，冲沟、古树腐朽等与渠堤填土接触面形成渗漏通道造成背水坡湿润渗漏甚至管涌现象。
　　3．2 不同材料的接触面，例如渡槽的进出口接槽、水闸、放水涵、过渡涵等建筑物与土之间接触面，因材料的胀缩不同步变化填筑不牢，或未做截水环加长渗径的工程措施形成渗漏面。
　　3．3 是否筑坝土料的渗透性过大，如可溶性粘土、砂质粘土或粘土压实不够等，由于长期水淹土体稀烂变软形成的散渗。
4 对—就是根据工程的实际找对策。
　　4．1 经过调查，分别区别不同原因不同部位找合适的灌浆对策。其原则是上堵下排，均在上游灌浆，避免下游灌浆，以防抬高坝体内的浸润线对坝的安全不利。
　　4．2 灌浆的具体操作：例如对渡槽、水闸、放水涵等处接触渗漏应视进浆情况、灌浆位置的不同适当增加细砂及水泥的用量，以减小灌满浆缝的预后收缩；对坝土质渗透性大的、长期水淹形成的下游散渗形成长年稀烂变软的也应适当增加水泥用量，以利坝土体内固结后增大强度和抗渗性；对于砂质土渗漏则应以稠黄粘土浆为主；若以乱石为主的坝应在粘土浆中加入适量的细砂，以减少固结后的收缩，并且在正常运行时还应注意观察渗漏情况，再进行二次灌浆或三次灌浆。
5 充填灌浆的土料选择。
　　5．1 一般选用粉质粘土和重粉质壤土作为灌浆材料，其土料的物理性能指标大致为：粘粒含量30%—50%，粉粒含量40%—60%，砂粒含量要小于10%，塑性指数10%—20%。
　　5．2 灌浆的土料选择，要从灌浆方式，被灌坝体的状况以及采用灌浆处理的目的，灌浆材料取得的可能性和施工条件等方面综合加以考虑，以期取得有效、经济、合理等效果。
　　5．3 一般对堤坝灌浆土料的要求是：粘粒不能太少，充填防渗性能要好；粘土要水化性好，容易制成泥浆；泥浆的流动性好；具有一定的稳定性，并且泥浆固结后收缩性要小。
　　5．4 一般泥浆的容重为1.3—1.6g/cm3，一般水土比为1：0.5—1：1.45，若经过化学剂处理后，流动性能得到改善，含土量可以适当提高。其粘度控制在20—30秒范围内最好，据经验，当土坝裂缝小于5毫米，泥浆粘度可采用20—30秒；裂缝宽度在5—50毫米的，泥浆粘度可采用30—50秒；裂缝宽度在50—100毫米的，泥浆粘度可用50—100秒。灌浆的泥浆稳定性应小于0.05g/cm3。
6 用以上方法处理工程中的隐患、抢险效果较好。
　　6．1 义山渡槽进口锥坡左侧坝高达16米，1989年3月28日正值春耕大忙渠道满负荷放水，流量达13立方米/秒，水深有2.8米的情况下原正常的少量渗水漏窜突然增大，渗流漏量达3.2升/秒，并时有浑水泥沙流出，情况危急，但春耕大忙，又不能泄水处理，我们就按查—析—对的办法进行分析，发现早在几年前此处白蚁为害严重，虽然灭了5巢，但分群孔分布坝坡之间已可能连通，且流量在最大、水最深时渗水量增大，是因为连通的漏窜水压力增大的缘故，上游坝坡、坝顶灌浆处理，经过一天的处理，漏水止住了，再相隔20天进行了二次灌浆，运行至今已十多年未见漏水现象。
　　6．2 又如1993年在耕塘渠 段，此处弯多山高陡，地质复杂，都处在半挖填的渠段，1公里的渠漏窜达二十多处，于是进行常规的上游坡打二排孔进行循环二次灌浆堵漏，工程完成后其中有三处一点效果也没有。后来根据查—析—对的方法，找原因认为该处是处在一山坳的最低处，应是建设当年清不彻底造成的，故进行了重点围绕山坳并打深孔连续灌了二孔，渠底即冒浆，果然奏效，不久渗漏水便止住了。
　　6．3 对渠坝散渗处理效果明显。官杨渠段虽是挖方渠段，且渠段也不高才3米左右，但外坡经多年渗水湿润后散渗滑坡并造成背水坡后的近十亩农田成烂泥陷井无法种植，农民意见很大。在处理时分析原因，认为是此处为可溶性粘土经长年散渗部分粘粒溶解所至，因此处理时采取下游段普通的砂、碎石导渗，上游坡进行双排错开，相距3米灌浆处理，三个月后农田已逐渐干爽，能正常种植了，缓和了水管单位与农民的关系，节约了土地资源。
　　6．4 对重大突发性险情抢险效果好。
　　1997年11月25日，义山渡槽出口，在中午11时25分，渠道满负荷供水时，在渡槽出口端底坡发生管涌现象，三十分钟内流出1立方米左右的沙土，马上降低渠水位，同时在管涌出口进行砂、碎石加压导渗，并在渡槽引槽与土的接触处灌浆，不久，便止了渗漏，从而避免了一起重大的跨堤事故。
7 小结
实践证明，土石渠堤可以采用灌浆的技术处理其坝体的病害和隐患，采用查—析—对的灌浆方法，避免了用开挖回填这种工程量大、投资大又影响工程运行使用的传统方法。该技术在高州水库灌区推广后取得了较好的工程效果和经济效益。