岩基混凝土坝渗流破坏及防护重点解析

表1-3和表1-4列出了国外和国内部分渗流量较大的大坝。它们大都是建在岩溶发育的可溶性岩基上，空旷的溶洞和裂隙由于未得到堵塞而导致了大量漏水。然而，尽管它们的渗流量很大，降低了水库的经济效益，却未酿成大坝的毁坏。至今还很少见到过哪一个大坝是因渗流量太大招致失事的实例。这说明，基岩中的渗流量大，并不一定能对混凝土坝的稳定造成致命性危害。

表1-3　国外部分严重漏水的坝

表1-4　我国贵州省部分严重漏水的坝

与此相反，我们也能找到坝基渗漏量很小，却发生失事或事故的大坝。仅举几个发生在近期而又著名的事例，它们是法国的马尔帕塞（Malpasset）拱坝，意大利的瓦依昂（Vajont）拱坝，我国的梅山连拱坝。(www.xing528.com)

（1）马尔帕塞薄拱坝。高66.5m，1954年建成，1959年12月2日失事，是目前世界上惟一失事的一座拱坝。失事时库水位100.12m，距坝顶仅差2.43m。坝基岩石为片麻岩，并有花岗岩侵入，力学强度很低，平均只有7MPa，最差的1～2MPa。裂隙发育，纵横交错，而且多被粘土所充填，透水很小。在右坝肩下游有一条断层，平行于拱弦，倾向上游45°。这条断层位于坝基开挖面以下15～40m，在河床内被冲积层掩盖，因而在勘探、设计和施工阶段均未发现。做了灌浆帷幕，但未做排水。失事后组成的调查委员会和后来的许多研究者，都不认为是混凝土质量差、底面接触不好，振动和人为破坏的原因；也排除了是因渗流量太大所造成，因为管理人员在溃坝前从未观测到有任何渗漏现象。直到最近，才对该坝的失事原因有了比较一致的认识：“该坝的破坏，是由坝体自重压力引起基岩压缩，使渗透性降低，从而使坝基承受了几乎预想不到的（孔隙）水压力造成的”［9］。“马尔帕塞坝坝基为透水性弱的片麻岩，由于未设排水系统而酿成了惨剧”［7］。缪勒（Müllert）教授认为“马尔帕塞坝，若采取排水措施，不会出事的”［10］。

（2）瓦依昂薄拱坝。高276m，1960年建成蓄水，1963年10月9日坝前有一段长2km、宽1.6km，总体积2.4亿m3的库岸岩体整体滑坡，将水库填满、报废。当时水库蓄水1.2亿m3，滑坡造成的涌浪高达250m，超过坝顶约150m，而拱坝经受住了巨大力量的冲击，除左坝肩局部稍有损坏外，其它部分尚基本完整。该次事故造成2600人死亡，在场60名技术人员无一幸存，下游兰加隆镇全部摧毁。此一事故的原因比较清楚，即：陡峭的岸坡原来就存在着约150m深的卸荷裂隙带，已处于临界稳定状态；事故发生前两个月连续降雨，岸坡岩土全被水饱和，又加之高水位的顶托，使孔隙水压力大大升高，触发了已处于临界状态的岸坡进一步失稳，突然下滑。

（3）我国梅山连拱坝。高88.3m，长545m。坝基岩石为燕山期花岗岩，坚硬致密，极限抗压强度达100～120MPa，没有大的断层，透水性较小。在坝前做了一排孔深23～30m的帷幕灌浆，灌后ω值全部达到0.01～0.05L/（min·m·m）；全坝基作了孔距3m、孔深3～5m的固结灌浆；未打排水孔。该坝于1956年蓄水，1962年11月6日在右坝肩13号～16号坝段拱台上突然出现10条裂缝，最长的达24m，宽6.5mm，沿裂缝严重漏水，坝座岩体发生了明显位移。与此同时，有一个未封填好的固结灌浆孔向外喷水，水头高达31m，可见其水压力之大。随即采取了紧急放空水库的措施，才避免了严重事故的发生。事故前库水位125.56m（历年来较高）已持续了40天，坝后岩面干燥，未见漏水现象。导致这一事故的原因，事后由该坝设计人员编写的《梅山水库坝基稳定条件的分析》一文中说：“由于坝的厚度不大，过去一般认为可以不设排水。实践证明，在梅山的特定地质条件下，坝的扬压力可以达到相当大的数值，破坏坝基，影响大坝安全。故在设计时必须重视扬压力的作用，设置必要的排水”。

通过以上的事例可以说明，对于建筑在岩石地基上的混凝土大坝，必须将防止出现过高的孔隙水压力，作为防止产生渗流破坏的重点。仅仅减小渗流量并不一定能防止出现高的孔隙水压力。