5.8.5.1　地下建筑物渗水问题

据5.8.3.1中对水电工程地下建筑物渗水问题的分类，先分别讨论各类渗水的处理措施。

（1）施工缝渗水。对地下建筑，施工缝如果处理不好，极易产生渗漏，在施工时可采用加设止水板的方法来防止渗漏，止水板可用5mm厚、300mm宽的钢板制作，沿施工缝通长设置，使之在混凝土中形成一个封闭圈，钢板止水板的连接采用搭接焊，搭接长度50mm，焊接后用煤油在焊缝处涂刷，再在背面观察煤油是否渗过钢板，若没有渗过止水板为合格，否则需重焊。在浇混凝土前对施工缝要进行凿毛处理，去掉表面的松动石子及浮浆，用清水冲刷表面，再用素混凝土（和浇筑混凝土同标号）进行接缝，最后再浇混凝土。

（2）对拉螺栓渗水。穿墙对拉螺栓渗水的主要原因是螺栓上没有加止水板或是拆模时间太早，有防渗要求的墙体其穿墙对拉螺栓必须加设止水板（25mm×25mm×25mm），在止水板中间预先钻孔，然后套在对拉螺栓中间，再用电焊将螺栓周围缝焊死，并用煤油检查是否渗漏。浇筑混凝土以后要严格控制拆模时间，使混凝土达到足够强度以后再拆模，以避免由于拆模太早，混凝土强度不够，使对拉螺栓松动而产生缝隙，形成渗漏现象。模板拆除以后，对拉螺栓周围的混凝土要凿出一个直径50mm、深20mm的小坑，然后沿着坑底部割去露出墙面的螺栓，墙内外同样方法处理，然后用1∶2水泥砂浆将小坑修补平整。与土壤接触一侧的墙面已处理完毕后的螺栓位置再用热沥青涂刷，这样就可有效防止渗水现象发生。

（3）沉降缝渗水。对沉降缝一般设计都采用橡胶止水，因此，橡胶止水带安装的好坏决定着止水效果的好坏。施工时易出现以下情况：①止水带位移，它的产生原因是固定不牢，位移后，当混凝土发生收缩时，止水带很容易在沉降缝处被拉裂或拉断，从而使沉降缝处产生渗漏。②止水带变形产生的原因也是固定不牢，或采取的固定措施不当，当浇筑混凝土时止水带被其下部的混凝土挤压而产生向上的弯曲变形，或由于止水带上部混凝土的压力，使止水带产生向下的弯曲变形，在弯曲半径以内极容易出现空隙、蜂窝甚至没有混凝土的现象这样就不能起到止水的作用，使沉降缝处产生渗漏。③止水带黏结不牢，在止水带的搭接处由于黏结不牢而脱落，使之不能形成一个封闭的防水带，地下水便顺着搭接处的缝隙渗入地下建筑物内。止水带搭接前，应在搭接范围200mm内的两端各用小刀削去一半，用粗砂纸将削口摩擦几遍，涂上黏结剂，晾晒几分钟后开始黏结，然后用夹具夹紧，24h以后便可拆除夹具，这样就可以防止止水带的脱落，起到防渗作用。

地下建筑渗水因素较多，混凝土自身的质量如何也是一个不可忽视的因素，在设计混凝土的配合比时，一定要按设计所要求的抗渗标号进行。严格控制混凝土的水灰比和坍落度，降低混凝土的初凝时间。另外，在浇灌混凝土时，要振捣密实，尤其是对施工缝、沉降缝、钢筋密集部位，预留孔洞部位要加强振捣，以提高混凝土自身的抗渗能力。

5.8.5.2　大坝析出物问题

1.大坝析出物问题综合评述

不同水电站析出物的类型各不相同，同一水电站的析出物在颜色、分布、数量上都有所差异，具有不均一性。究其原因，是由于坝基析出物的形成与坝基地下水的补给、径流条件和坝基的水文地球化学环境有关。不同水电站的地质条件各不相同，同一坝址也存在断裂构造，节理裂隙发育的不均一性，因此地下水的补给、赋存和径流条件不同。构造越发育，充填于断层裂隙中的铁锰质物质愈多，地下水也有更好的径流条件，水交替循环活跃，就会促进水—岩相互作用。

水环境的特征指标主要是水的酸碱度pH值、氧化还原电位Eh值。研究表明，析出物的成分是以铁为主还是以锰为主，取决于地下水的酸碱度。低价铁Fe2+在酸性条件（pH＜5）下易溶于地下水中而被迁移，pH=6.5～7.5的范围内就易被氧化沉淀。低价锰一般要在pH=7.9～8.7的范围内发生沉淀，而钙要在pH＞7.8才会沉淀。由于铁的氧化还原电位高于锰，其亲氧能力较锰强，因此地下水排出地表后，水中呈离子状态或呈胶体状态的Fe2+会迅速氧化而沉淀，而来不及氧化的低价锰，其中一部分呈胶体状态的Mn（OH）2（自色）、MnCO3（淡红色）与高价铁的化合物同时沉淀于排水孔孔口附近，而另一部分呈离子状态仍随水运移，氧化沉淀在离孔口较远的地方。因此有些排水孔的析出物会呈现出不同的颇色。(www.daowen.com)

一些研究还发现在铁、锰物质的溶解、运移和沉淀过程中，微生物也起着不可忽视的作用。在缺氧的还原环境下，铁细菌、锰细菌消耗铁、锰等变价元素或化合物中的氧，高价铁、锰被还原成低价铁、锰的碳酸盐化合物随地下水迁移，加速了铁、锰物质的运移和富集。

2.析出物的危害

（1）对坝基的危害。析出物对坝基安全的影响主要集中在两个方面：一方面是析出物析出过程中水对岩体以及混凝土的化学溶蚀作用，可降低渗流途径中充填物颗粒间的物理化学联结力（沈照理，1991），对坝基水泥防渗帷幕的溶蚀使防渗效果降低，同时对坝体结构的耐久性产生影响（宋汉周等，2011）；另一方面是对岩体断裂破碎带（断层带物质）产生机械潜蚀，从而影响坝基的稳定性。

（2）库水损失。水坝、帷幕灌浆的作用是挡水，故通过渗透作用流走的水量可以视为库水的损失。由于在水库的运行过程中，坝体、齿槽、灌浆帷幕中的CaO不断地被溶蚀冲走，因而混凝土中的渗水孔隙会不断地由于物质的流失而扩大它的直径，水库通过坝体和帷幕灌浆的年渗漏量会逐年增大。但由于当天然河流水流入水库后，因水的流速骤然减小，搬运能力下降，就会在库区内产生泥沙沉积。特别在坝前由于水流速极低，沉降的主要为粒径细小的类似于黏土颗粒的物质，就逐渐在坝前形成一个防渗性能好的铺盖层，因而使渗入大坝中的水量会逐年减少。综合以上这两种因素联合作用，往往会使大坝渗漏量趋向一定值。

（3）混凝土强度的下降分析。混凝土中的CaO被带出后，混凝土会变得较为松散，出现空洞，这样会引起其强度的下降。另外由于混凝土本身的性质，其强度在湿润条件下会随时问的增长而缓慢增长，这样在一定程度上由于混凝土自身增长的强度，会抵消全部或部分由CaO流失所造成的混凝土强度下降。

（4）坝底扬压力的变化分析。坝基帷幕灌浆的主要目的之一，是减小坝基地下水对大坝稳定产生不利的扬压力。一方面是通过灌浆阻断库水通往坝基或绕坝以减少坝基地下水；另一方面利用排水设施将坝基地下水排出，在两种工程措施联合作用下，可以达到减小扬压力的目的。当帷幕中的钙质析出，一方面增大了渗漏量，使坝基水增多及增大坝基扬压力；另一方面这些钙质在排水孔中析出阻塞了孔道，使排水孔失去作用，便加大了扬压力，这样将产生双重负面作用。

（5）对坝基岩石的危害分析。大坝的坝基一般都存在着不利构造面及裂隙，有些坝基岩石还存在着可以溶解、水解的矿物成分，容易受水的侵蚀溶出。对这些不利的地质情况，一般多通过锚固、固结灌浆、混凝土塞等措施加以治理。如果这些措施中的混凝土析出钙达到一定程度时，就会降低或破坏其防治的功能，导致库水的绕坝渗漏和溶蚀基岩，影响大坝的稳定。

（6）对坝内钢筋的危害分析。钙的流失，会使坝体内部钢筋表面的混凝土保护层崩落或孔隙增大，使空气及水中的氧进入，钢筋暴露于氧化环境中会逐渐锈蚀，使钢筋的有效直径变小，降低钢筋承受拉应力的能力，使大坝的整体刚度会降低。由于坝体混凝土局部拉应力产生或增大，坝体的混凝土会产生新的裂隙，并使已有的裂缝变宽、加深，其结果一方面加速了水的渗透，另一方面破坏了大坝的整体性。