5.8.2.1　地下建筑物渗水问题

地下建筑物的渗水问题轻者影响建筑物的使用效果及美观，重者危害建筑物的安全。一般情况，水电工程地下建筑物外围常存在地下水，而地下水常会对地下建筑施加一定的水压力，如果地下建筑物材料选取不当或施工不慎，容易引发渗水问题。

根据已有研究和报道，地下建筑物发生渗水问题时，水常由地下室结构的混凝土薄弱部分漏渗出来。这说明两个问题：一是地下室结构的刚性自防水局部失效；二是由防水材料构成的整体柔性防水层也已破坏。从经验判断刚性结构自防水局部失效与柔性防水层局部破坏有的是在同一部位，但多数情况不会在同一部位，这是由于柔性防水层局部破坏后地下水会穿过柔性防水层，进入结构层的外壁，在地下水压力的作用下，水会在柔性防水层与结构混凝土外表面之间，劈开通道，当遇到结构混凝土的自防水失效部位而穿透混凝土进入地下室产生渗漏。因此当人们发现地下室漏水时，其地下室的结构自防水和柔性防水层均有局部的失效和破坏。

现从材料和施工两方面分析地下建筑物发生渗水问题的基础机理。

（1）材料原因。在选取建筑材料时，如果地下建筑物选择的水泥抗渗性能差、骨料模数不符合要求、含泥量过大或外加剂质量不合格等均会使得建筑抗渗能力减弱；再则，如果地下建筑物混凝土强度和抗渗等级要求高时，所需单位体积水泥使用量就越大，这会造成混凝土内部产生大量水化热，施工过程中，混凝土产生温差收缩，造成混凝土结构出现裂缝导致渗水。

（2）施工原因。在地下建筑物施工中，如果施工不慎容易使建筑物抗渗能力减弱或产生裂缝致使渗漏水。施工中常容易发生的问题主要包括：未按配合比进行混凝土的制作；止水带或者止水钢板处理不当；施工工艺安排不当；抗渗混凝土处理不当等。

5.8.2.2　大坝析出物问题

西南地区水电工程发生大坝析出物问题见于文献报道的有狮子滩水电站、龚嘴水电站和二滩水电站等，基本情况见表5.29。

结合表5.29从析出物特征、成分来源及形成机制探讨大坝析出物问题。

（1）析出物的特征。通过近几十年来对众多大坝坝基析出物的研究，虽然析出物在颜色和形态上有所差异，但可将其分为灰白—灰黄色胶状、棕黄—棕黑色胶状和白色胶状三种基本类型（刘建刚，1995）。多数排水孔的析出物，颜色比较单一，但有的孔析出物具有两种不同的颜色。灰白—灰黄色胶状物的化学成分主要为SiO2，Al2O3；棕黄—棕黑色胶状物的化学成分主要为Fe2O3，MnO，白色胶状物的化学成分主要为CaO。

表5.29　大坝析出物的基本情况(www.daowen.com)

（2）成分来源。析出物来自于排水孔和基岩裂隙溢出的渗漏水，其成分主要是铁、锰、钙的化合物，棕红色和黑色析出物是铁锰的氢氧化物和含水氧化物的凝聚沉淀物。析出物的物质来源主要是坝址区覆盖层和浅部风化岩层通过人气降水的淋滤入渗和地下水的运动溶滤了岩体裂隙中的铁、锰、钙质矿物，这些成分是形成析出物的主要物质基础。此外库底水中的铁、锰成分，排水孔中的钢管、坝体混凝土及防渗帷幕等均可能是析出物的物质来源。大量试验结果表明，析出物的矿物组成、化学成分、物理化学性质及微观形态与坝址区的岩石、库区沉积物和软弱夹层截然不同，它不是岩土体在地下水作用下简单机械搬运的结果，而是一系列物理化学反应和微生物参与作用的产物。

（3）形成机制。坝基析出物的成因可以归纳为坝址区水化学与地下水动力的联合作用。水电站大坝建成蓄水后，水库水环境发生了显著的变化，随着库水流态的变化及库水水深的增加，导致库水的水温出现明显的分层现象，上层库水与河水水质相近，为中性或弱碱性水，随着水深的增加，水的pH值逐渐减小，水库底层水pH值多小于6.5为弱酸性水（Pen Hanxing，1994；彭汉兴，等，1995；林和振，2006；李学礼，1998）。坝基的水文地球化学环境也发生了相应的变化，处于缺氧的还原环境，坝基地下水总体上呈饱水缓径流，坝基岩体和坝体混凝土在渗透水流的长期作用下，造成坝基地下水某些化学成分的富集和迁移（刘英俊，1984）。

水库建成蓄水后，库底成为还原环境或弱还原环境，地下水的运动使得坝基形成与库底相同的地球化学环境。在还原环境下，呈酸性的地下水对基岩中的Fe，Mn这些变价元素的化合物的溶解度增大，即高价的铁、锰以低价的含水氧化物、氢氧化物和重碳酸盐等形式溶于水中，铁、锰元素既可呈离子形式也可呈胶体形式随地下水的渗流而运移。其反应式为

地下水沿排水孔或岩体的断层裂隙排出地表后，与空气相接触，在氧化环境下，低价铁锰不断地氧化而沉淀，在排水孔口或基岩裂隙附近析出。其反应式为

白色析出物的化学成分主要是CaO，含有侵蚀性CO2的地下水对坝体混凝土、帷幕灌浆、固结灌浆及基岩中的方解石等的溶蚀，以重碳酸钙的形式溶于地下水中。其反应式为

当地下水涌出地表后，由于温度升高，压力降低，CO2逸出而产生碳酸钙沉淀。其反应式为