石林县为昆明市的一个郊区农业县，距昆明市区78KM,全县国土面积 1719km2 。地跨东经103°10’－103°41’，北纬 2 4°3 0′－ 2 5°0 3′，多年平均降雨量957.6mm。属珠江水系南盘江流域，全县水资源总量为4.716亿m3（其中：地下水总量为1.627亿m3，地表水总量为3.088亿m3)，可利用水总量占50%。境内有水库、小坝塘共237件。其中：中型水库2座，小（一）型水库18件，小（二）型水库82件；小坝塘135件。总库容9950万m3。石林地处滇东岩溶高原的核心部位，地势由东南向西倾斜，依次为杨梅山、圭山山地、岩溶区、巴江盆地和西部山地。由于地处典型的岩溶地区，石林县的库塘大都不同程度存在和出现渗漏。

1 土石坝渗漏的途径及其危害性

1.1渗漏的途径

土石坝坝体属散粒体结构，在坝身土料颗粒之间，存在着较大孔隙。再加上土石坝对坝基地质条件的要求相对较低，在土基或较差的岩基上均可筑坝。因此，土石坝蓄水后，在水压力及各种作用力的作用下，库水会通过坝身土体、坝肩两岸结合部的孔隙或坝身与地基的接触面，产生渗漏。

1.2渗透的危害性

土石坝通常出现少量的清水稳定渗透现象，是一种正常的渗透现象，但是过大的渗漏将对土石坝造成危害：

①损失蓄水量 一般正常渗透所损失的水量与水库蓄水相比是极少的，只有极少数在强透水地基上修筑的土石坝，才有可能由于渗透量较大而影响水库蓄水。有的工程建库前的工程地质和水文地质条件研究不够，没有采取妥善的防渗措施，以至水库蓄水后造成渗漏，蓄不到正常水位。如夹马箐水库在岩溶地区，库区出现落洞，导致水库无法按设计的正常库容蓄水，后来采用建隔坝的方式处理，有效库容损失达50%。虽然也勉强为当地生产生活服务，但与当初设计相比，效益差距较大。

②抬高坝身浸润曲线 坝体、坝基渗漏，常会导致土石坝坝体浸润线过高，从而造成下游坝坡出现散浸现象，有时甚至造成坝体滑坡。

③产生渗透变形当渗流通过坝身或地基向下游渗透时，如果渗透坡降超过一定限度，则渗流将逐渐带走坝身土体或坝基土料中的细小颗粒，使坝体中孔隙增大，然后渗流又进一步带走较大的颗粒，被带走的土壤颗粒越来越多，粒径越来越大，会在坝身或坝基内形成集中的渗漏通道。或者渗透坡降很大，使渗流逸出处的土体在渗透力的作用下发生移动，这些现象统称为渗透变形，都影响土石坝的安全，当渗透坡降过大，坝身或坝基发生渗透变形破坏时会危及大坝。

经对土石坝失事原因的调查分析后，土石坝失事原因：洪水漫顶占 30％，渗漏占25％，滑坡占25％，坝下埋管漏水占13％，其它占7％。可见土石坝渗漏是造成土石坝失事的重要原因之一。

2 土石坝渗漏的原因

土石坝从渗漏类型来分，大致可分为坝体渗漏、坝基渗漏和绕坝渗漏三种型式。产生坝体渗漏的主要原因有以下4个方面：

①坝体填筑质量差土石坝分层分期填筑时，土层与土层之间，或前期土层与后期土层之间的接合面，由于碾压等各种原因结合不良，蓄水后当库水位高出该结合面高程时，即沿结合面产生渗漏。

②设计欠合理性坝身尺寸单薄，特别是塑性斜墙或心墙，由于厚度不够，使渗透坡降过大，容易造成斜墙或心墙被渗流击穿而引起坝体渗漏。下游排水棱体尺寸设计过小，没有起到降低浸润线的作用，浸润线于排水核体以上逸出，或排水体上游面的反滤层被堵塞，也会抬高浸润线和出逸点。由于坝址排水设施失效，使出逸点抬高的主要特点不仅是出逸点位置较高，而且在出逸点至排水设施顶部之间的坝坡上将普遍出现散浸现象。如石林县大可乡树密寨小围，由于下游倒滤体长期被土料堵塞，导致下游坝坡排水出逸点过高，从而在坝坡出现了大片散浸区,影响了整个坝体安全。

③坝下涵管破坏埋于坝身下部的涵管，由于地基不均匀沉陷变形或本身强度不够而断裂时，对于压力涵管，有压水流将沿管壁外产生集中渗漏，或穿过管壁，经坝体薄弱部位渗漏。对无压涵管，库水将沿最短的渗透途径，于管壁断裂处横向渗漏，最后形成集中漏水通道。如石林县三角水库，涵管施工结束后就因为坝基不均匀沉陷导致涵管断裂，造成坝体集中渗漏。

④生物破坏穴居动物（如白蚂蚁）在坝身打洞筑巢，植物根系坏死腐烂，都会造成坝体集中渗漏。

3 坝基渗漏的原因

①透水坝基的类型

水库蓄水后，在水压力作用下，坝基也是主要的渗透途径之一。如果坝基缺少适当的防渗导渗措施，或原有的防渗、导渗设施失效，均将造成库水经坝基大量流失，或使坝基发生管涌、流土等渗透破坏现象。

造成坝基渗漏的根本原因是，坝址处的工程地质条件不良，而设计、施工中又缺少妥善的处理措施所引起。勘察研究清楚坝址区域内的工程地质条件，是处理好坝基渗漏的先决条件。透水坝基根据其工程地质条件可归纳为三种主要类型：单层结构坝基、双层结构坝基、多层结构坝基。

②造成坝基渗漏的原因

设计方面：由于对坝基地质情况了解不够，因而对可能出现的坝基渗漏问题，缺少必要的防渗措施；粘土截水槽尺寸不够，未与相对不透水层相连接。或坝前铺盖长度不够、铺盖厚度较薄而被渗流击穿；在粘土铺盖与透水坝基之间，未根据反滤要求设置良好的反滤层，使铺盖在渗流作用下破坏；对天然铺盖未进行碾压或补强处理。

施工方面：截水槽或水平铺盖施工质量差，不能起到应有的防渗效果；由于施工管理不善，在库内任意取土，使天然铺盖遭受破坏而失去防渗作用；岩基上的冲积层未仔细清理或强风化层未清除或者按截水墙未嵌入新鲜岩层，均可能引起坝基渗漏。

运行管理方面：库水位降落太低，以致库滩台地部分粘土铺盖因暴晒出现裂缝而失去防渗作用；在坝后挖坑取土，造成坝基渗透破坏。

坝基渗透破坏的现象,在不同类型的坝基上，其渗透破坏现象也不相同。在单层结构坝基中，由透水性较大的均质砂土构成的单层结构坝基，由于缺少防渗措施，或原有防渗设施失效，使渗流出口的出逸坡降超过坝基土料的允许渗透坡降，而产生渗透破坏时，多表现为坝址下游地基表面翻水带砂。在开始阶段，渗流带出的砂粒沉积在附近，堆成砂环，时间越长，砂环越大。当砂环发展到一定程度以后即不再增大，因为此时渗流量加大，渗流带出的砂粒被渗水带走，不再沉积。此时若不迅速采取措施，则将在坝基中很快发展成集中渗漏通道，危及大坝安全；在双层结构坝基中，由于地基表层较薄，当防渗设施较差，例如铺盖长度不够，或铺盖裂缝或铺盖较薄而防渗流坡度不够，或铺盖较薄被渗流击穿；会造成涌水翻砂，渗流量不断增大的事故；在多层结构坝基中，当利用了不连续的粘土层作为隔水层，或截水槽未与连续的粘土层相连时，均将造成坝基严重渗漏。如果此时地基表层为均质砂层，则渗透破坏的现象也为坝后地基表面翻水冒砂，其发展过程与单层结构坝基相同。

4 绕坝渗漏的原因

水库的蓄水不仅可能通过土石坝身和坝基渗漏，而且也可能绕过土石坝两端的岸坡渗往下游，这种渗漏现象称为绕坝渗漏。绕坝渗漏可能沿着坝岸结合面渗漏（或称接触渗漏）,也可能沿着坝端岸坡土体的内部渗往下游。绕坝渗漏将使坝端部分坝体内的浸润线抬高，岸坡下游面出现阴湿、软化或集中渗漏甚至引起滑坡。

产生绕坝渗漏的主要原因如下：

①坝端两岸地质条件过差

当坝端岸坡地质条件过差，如岸坡单薄或有砂砾和卵石透水夹层；风化岩层过深，透水性大；岩体破碎，节理裂隙发育；存在断层破碎带、岩溶和井泉，而设计和施工中未采取防止绕渗的有效措施，均极易造成绕坝渗漏。

②岸坡接头防渗处理措施不完善

对岸坡地质条件缺乏了解，因而造成防渗处理措施不完善。对岸坡段截水槽未嵌入相对不透水层，或清理了透水性较小的天然铺盖，暴露出内部强透水层，加剧了绕坝渗漏。

③施工质量差

施工中由于开挖困难或工期紧迫等原因，未按设计要求施工，例如岸坡清基不彻底，坝端岸坡开挖过陡，截水槽回填质量较差等，均将影响坝岸结合质量，形成潜在渗漏通道。

④在坝端上游岸坡附近取土

施工期任意在坝端上游岸坡取土，将破坏岸坡天然覆盖，增大岸坡土层的渗透系数，缩短渗透途径，增加渗透坡降，造成绕坝渗漏。

5 土石坝渗漏的处理

对于土石坝渗漏的处理，总的原则是“上堵下排”。“上堵”就是在坝身和坝基的坝轴线以上部分，封堵渗漏入口，防止库水渗入，提高坝体与坝基的防渗能力，或者延长渗透途径，降低渗透坡降，尽量减少渗透水流渗入坝身和坝基。“下排”就是在下游做好反滤层导渗设施，降低浸润线,使坝身和坝基的渗水，在不带走土颗粒的前提下，安全通畅地排到下游，以保持主体的渗透稳定，保证工程的安全运行。

常用的上堵措施可分为：水平防渗措施和垂直防渗措施两类。水平防渗措施主要有：水中抛土和粘土铺盖等方法。垂直防渗措施主要有：粘土斜墙、粘土截水槽、灌浆、硅防渗墙、硅连锁并极、砂浆板拉等方法。常用的下排措施有：排水棱体、振冲碎石等方法。

处理土石坝渗漏时，应针对造成渗漏的原因，结合具体条件，采用不同的处理措施。通常垂直防渗措施能获得较好的效果，而下排措施往往应结合上堵措施同时采取。石林县对病险水库的处理通常采取如下措施：

①粘土铺盖

粘土铺盖是一种水平防渗措施，是利用粘土在坝上游地面分层碾压而成。铺盖的作用是覆盖渗漏部位，加长渗径，减小坝基渗透比降，保证坝基渗透稳定。

粘土铺盖的主要优点是施工简单，不需要降低地下水位，可以抢修，造价低廉，即方便快捷、低投入。因此，粘土铺盖是坝基渗漏处理中被广泛采用的措施之一。当土石坝质量较好，不透水层很深开挖截水槽困难时，采用粘土铺盖防渗是特别适合的。根据有关规范和工程实践证明，粘土铺盖应满足以下要求：铺盖长度应满足地基中的实际平均水力坡降和坝基下游未经处理的出口处水力坡降，且应小于或等于地基中土体的允许平均水力坡降；铺盖厚度应保证各处铺盖的渗透坡降不大于容许值，按经验取（）倍设计水头；铺盖的渗透系数一般不大于 l×10-5cm/s，坝基土体的渗透系数与铺盖渗透系数之比最好大于1000；在透水性较强的卵石层上铺设铺盖，应按反滤要求在铺盖下设反滤层。

2003年10月 16日，石林县板桥乡（现板桥镇）南海子水库高涵进口处出现渗漏通道，损失库水50余万m3。险情出现后，使用粘土铺盖的方案，即拆除部分老涵管和挖除上覆土体，清基彻底后再用粘土铺盖。由于工程措施和方法得当，施工单位仅用两个星期就施工完毕，现已交付建设方使用，铺盖防渗效果较好。

②粘土斜墙

粘土斜墙系用粘土做防渗材料，在老坝上游面分层填筑，人工压实或机械压实成斜墙，以拦截坝身渗漏通道。该法适用于坝体施工质量差，坝身普遍渗漏等病险水库。粘土斜墙要求：施工时要求降低库水位，使施工面全部露出水面；施工时对老坝进行清理；土料应满足规范要求的各项技术指标；粘土斜墙的顶部厚度不小于2m。

石林镇天生关新闸水库为库容为30余万m3的小（二）型水库，由于地处典型的岩溶地区，水库渗漏严重，每年栽插时节，库水只有10余万m3，严重制约该村经济的发展。2002年对该水库进行粘土斜墙（上覆土工膜）处理，水库防渗效果明显，目前运行状况正常，达到防渗处漏的预期目的。

③粘土截水墙

粘土截水墙是在土坝上游坝脚附近，用开槽回填粘土的方法将地基透水层截断，以达到防止渗漏的目的。石林县通过对几座病险水库的处理证明，粘土截水墙是防止坝基渗漏的有效的垂直防渗措施。对粘土截水槽施工一般有如下要求：宽度应根据土料的允许渗透坡降和施工要求确定；截水槽内的回填土应分层填筑，碾压密实；截水槽底部与不透水层结合良好，这是保证截水质量的关键。

石林镇小密枝村的房后水库是一个渗漏较为严重的病险水库，坝后可常年挖坑浇地。1999年，对该水库进行除险加固，选取的方案就是在前坝坡开挖截水槽辅以粘土斜墙的工程措施，工程现已完工并交付使用，工程运行情况一直良好。

④帷幕灌浆

帷幕灌浆就是在一定的压力作用下，将浆液（水泥浆、泥浆或水泥粘土混合浆等）压入坝身或坝基土体，使浆液充填土体中的孔除，并胶结而成的防渗帷幕，以拦截坝身和坝基的渗漏。当坝基透水层过深，或者坝基透水层中有较大的漂砾、孤石，采用其它防渗措施存在一定困难时，应采用坝基帷幕灌浆。帷幕灌浆时应注意：需通过灌浆试验确定透水层的可灌性、灌浆材料、灌浆压力大小和排、孔距；帷幕孔距及排距应根据地基颗粒级配情况和可灌性指标的大小来确定；灌浆压力的大小一般遵循从小到大，浆的浓度一般为从稀到浓的原则。

帷幕灌浆在石林县处理病险水库是较常用的一种方法，长湖水库、高石哨水库、团结水库溢洪道、保家哨小围、坝塘河水库、威黑水库、绿芳塘水库等工程均采用帷幕灌浆措施处理，防渗效果非常好，此法在岩溶地区具有很强的适用性，也广泛被采用。

⑤其他工程措施

上述四种工程措施是我县处理渗漏水库的主要方法，其它还有砼截水墙（黑龙潭水库1993年除险加固时使用）、沥青砼截水墙、隔离法（当水库出现落洞或集中渗水通道时，将其隔离于库外的一种处理方法。小宜耐村的大塘子、夹马箐水库都采用该法处理）。

6 结束语

渗漏水库的处理方法是多种多样的，针对工程的具体情况，可采用一种或几种工程措施，对病险水库可采取“一病一药”或“一病多药”的处理方式。石林县地处典型的岩溶地区，水资源比较贫乏，可建库塘的坝址非常有限，因此，通过对现有水库的防渗处理增加蓄水，充分发挥现有库塘的蓄供水及防洪调度功能，促进地方经济、社会发展，具有非常重要的意义。