评析我国坝基防渗处理中的无益作为与追求张景秀(中国水利水电基础工程局天津武清301700）［摘要］作者认为，在我国的坝基防渗处理工作中存在着过分追求高标准的倾向。

对当前普遍推行的在一切条件下都要设置高标准的“全封闭式”多排孔灌浆帷幕或极深防渗墙，不惜采取更费工、费时、费钱的工艺措施和材料、力求达到滴水不漏或使漏水量越小越好的做法，在文中逐一提出了质疑和讨论。

［关键词］惟幕防渗标准渗流控制无益作为1 引言在我国的坝基防渗处理工作中有一些问题一直萦绕在笔者的心头，很早就想提出来与同行们讨论、澄清。

因为这些问题关系到防渗技术的发展方向，能否使这项工作做得既安全可靠又经济合理，影响颇大。

众所周知，坝基防渗(正确称谓应是渗流控制)主要靠两项措施：一是堵漏；二是排水。

如能将此两项措施运用得当，就可从根本上消除渗流对坝体安全造成的危害。

堵漏，就是将坝基及有关地层中的漏水空隙用铺盖、截渗槽、灌浆帷幕、防渗墙等手段封堵起来，防止水的通过。

然而，以往大量的实践经验表明，无论采用哪种手段，达到的防渗标准多高，它都无法做到将通道全部堵死，截断渗流。

渗流还会或多或少地发生。

既然如此，就只能将渗漏量减到一个适当的程度为止，而不必要求过高。

所谓适当程度，就是既不能使这种渗漏对坝体与坝基的任何部分造成持续不断地冲刷破坏，也不能对水的经济利用造成影响。

不言而喻，当坝基情况较好，没可能发生上述问题的渗漏量时，就不必进行堵漏处理。

至于剩余渗流引起的其他问题只能留给排水去解决。

我国过去和当前的实际做法却并非都是这样。

更多的情况是：把堵漏看作是保证大坝安全的不可缺少的惟一手段；只要经济条件许可，在各种地质条件下都要实行堵漏设施，并把这种设施力求伸展到所有可能产生漏水的地区；选择更复杂的工艺措施和贵重的材料施工；追求达到更高的防渗标准，能做到滴水不漏更好。

须知，采取这些强化的堵漏设施，是要付出高昂代价的。

其所取得的减小漏水量的效果却微乎其微，几乎没什么有用价值可言。

笔者所写的《坝基防渗与灌浆技术》一书中，曾列举过许多工程实例并作有相应的理论探讨，指出这种强化堵漏措施的不必要性和危害性，试图来扭转这一发展偏向。

然而令人感到十分不安和不解的是，10多年过去了，此种现象不但未见扭转，反而有进一步发展之势。

可见，在思想观念上一旦形成僵化，有多么难改！潘家铮院士在看过本人的送审书后在来信中对发生这种现象的原因有一段入木三分的分析和评论。

他这样写道：“……粗粗披阅，对你高见，极为赞赏。

建国以来，坝无大小，地基无良劣，从设计到运行，都希望做到滴水不漏。

此要求既不经济，也无必要，且不可能。

外国人特别是资本家是不会这么做的。

希望大作问世，能引起重视和讨论，以促进我国坝工学科之进展，是所深望。

”明明不可为，而硬要为之，无异于在做蠢事、傻事！笔者并非不十分清楚，这些强化堵漏措施的制定和最后采用，最初都是由我国正规的设计部门首先提出，再经过防渗方面的重量级专家咨询同意乃至提供建议，最后报经领导机关批准执行的。

现在，由我这样的小人物提出质疑，说三道四，未免有些太不自量力！但是经考虑再三，我还是决定提出这些问题讨论。

位卑不敢忘忧国嘛！江泽民主席在“全国技术创新大会”上说：“全面实行科教兴国，加速全社会的科技进步，关键是要加强和不断推进知识更新、技术创新。

创新是民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力，是社会生产力解放和发展的重要基础与标志，决定着一个国家、一个民族的发展进程。

如果不能创新，一个民族就难以兴盛，难以屹立于世界民族之林。

”那么，在我们这一科技领域中该怎样创新呢?愚意以为，在当前指出这些陈旧观念和做法的不科学和危害性，使坝基防渗这项技术走向正确的发展道路，就是最重要的知识创新、技术创新和理论创新。

2 关于灌浆帷幕的设置条件和标准这里有两层涵义：一是在什么条件下才要做灌浆帷幕；二是灌浆帷幕应达何等防渗标准。

1932年，法国地质工程师吕荣(Lugeon)首次提出，采用他的方法作压水试验，当岩基的透水性大于1个吕荣单位(即1Lu，大约相当于渗透系数K值的10－５cm/s)时，高于30m的坝就需做灌浆帷幕，小于1Lu时就毋需进行。

自那时开始，世界各国几乎都是以此作为是否设置灌浆帷幕的最高界限和最高的要求标准。

凡按此执行了的，尚未发生过因标准太低而出现问题的工程实例。

一些有过长期实践经验、并对此作过深入研究的学者，不是认为此标准偏低，而是偏高。

例如：澳大利亚著名的灌浆工程师豪斯比（Ａ·Ｃ·Ｈaulsby），在总结了以往灌浆经验的基础上，按照对水的不同需求，不同的坝型和地质条件，在其1976年写的《水泥灌浆帷幕的设计与施工》一文中提出了一套需要灌浆和灌浆应达到的防渗标准的准则。

在这一准则中，当水的价值不很大时，土石坝可放宽到７～10Lu,混凝土坝可放宽到５～７Lu。

并且指出这些标准仅适用于基岩的表部，深部基岩由于渗径较长可以允许有更大的透水性。

他建议的这套准则，赢得了相当多的赞同，并在许多坝上应用成功。

德国的库茨纳尔(Ｃ·Ｋutzner)博士也有一套类似的建议准则。

他认为：当透水性在5Lu 以下时，水泥灌浆不会取得降低渗漏量的明显效果；5～10Lu甚至到25Lu之间，是否需要灌浆和能否取得降低渗漏量的效果，都是难以肯定的。

第十五届国际大坝会议专题58的总报告人、会议主席P·隆德在报告中说：硬性以透水性作为是否需要灌浆的标准是不足取的；１～３Lu的指标在很多情况下可以放宽，尤其是帷幕的下部。

前苏联在1979年颁布的规范中规定：当坝基岩石为不透水或弱透水(K≤0.1m/d，相当于12Lu)时，经过论证后可以不做灌浆帷幕。

美国垦务局1977年编写的《混凝土拱坝和重力坝设计准则》与1981年出版的《重力坝设计》书中，对灌浆帷幕的设置条件和防渗标准都未明确规定。

但经常采用的是3～4Lu(据谭靖夷文章介绍)。

他们特别强调灌浆施工要按逐步加密法进行，当某批灌浆孔不再明显吃浆时即可终止灌浆。

哈扎公司顾问工程师谢拉德(J·Ｌ·Ｓnerard)提出的不明显吃浆的标准为≤50kg/m。

我国在1978年颁布的《混凝土重力坝设计规范》中，对中、低坝也规定可以采用3Lu 和5Lu。

但只规定了灌浆帷幕应达到的防渗标准，而不规定当原地层的透水性小于这些指标时是否可以不作灌浆。

给人的感觉是没有不需作灌浆的坝基。

我国的灌浆界权威专家、教授级高工孙钊在其与李茂芳合写的《大坝基础灌浆》一书中明确提出，即使是在弱透水(指吸水率ω＜0.05Ｌ／min·m·m)的岩石上建坝，也需做一定数量的灌浆帷幕。

“单纯采取排水设施而不考虑配合防渗帷幕，将是不适宜的。

”至于为什么不适宜，他未作解释，只给留下了一连串思之不解的问题：在弱或不透水的地层中，灌浆能产生什么效果?做灌浆帷幕的目的是什么?或许是受了此种规定和说教的影响，抑或是出于同一种思想认识，在我国的现实中，个个坝都做灌浆帷幕，似乎就像必须留溢洪道一样，成了必不可少的设施。

我国有许多坝，在勘探阶段就知道基岩坚硬完整、透水性普遍很小，90%以上的压水孔段都小于1Lu，其平均值小于0.5Lu。

无论是参照类似坝的经验，还是作渗流计算，都能肯定它不会发生能造成危害的渗漏。

然而即使如此，也都做有少则1排、多至3排孔的灌浆帷幕；而且，深部和浅部一律都按同一最高标准要求。

之所以要这样做，是把渗漏与安全联系在一起，认为有渗漏就必定影响坝的安全。

其实这是一种错觉。

是由人们历来惧怕渗漏，“千里之堤溃于一穴”等传统观念引发的一种误解。

除了发生大股渗流并直接从接触面或坝体中露出、导致对土石坝持续不断地冲刷破坏这种特殊情况以外，发生在基岩中的渗漏由于以下原因，一般都不会对坝体安全构成威胁：①由于渗漏通道蜿蜒曲折、渗径很长，大多受有地应力的挤压，不容易发生冲蚀破坏；②即使发生，因受有坚硬岩石的围限，也不会发展得很大；③凡漏水的地方，便是渗透压力、孔隙水压力最低的地方，附近岩体的抗滑移和抗剪切能力不会因渗漏而降低；④遗留下未得到封堵的漏水通道，充其量不过是多了几个未安装闸门的“输水隧洞”而已，除加大了漏水量之外，别无影响。

我们可以列举许多大量漏水、而能长期安全运行的大坝。

如土耳其的凯班(Keban)坝，高208m的土石坝建在岩溶十分发育的石灰岩地基上，经1977年最后一次处理后，坝基漏水量仍维持在6～8m3/s之间，约占平均迳流量的1%，至今未发过管涌等不安全迹象。

我国的猫跳河二级(百花)，漏水量长期维持在1m3/s左右，已安全运行了几十年。

相反，有许多坝的失事和险情，是在几乎观测不到有渗漏的情况下发生的。

如法国的马尔帕塞薄拱坝，我国的梅山连拱坝等。

这些事例都说明，坝的安全不是靠加强堵漏所能解决的。

在许多情况下，只有设置有效的排水系统(潘家铮称之为“闭路式抽水减压排水系统”)，将漏水顺利地排出，才是解决安全问题的有效途径和根本措施。

这要比在全线设置高质量的灌浆帷幕经济而又可靠得多。

为这种做法经常提出的理由，是要防止泥化夹层、断层破碎带、溶洞或裂隙中的软弱充填物在渗流地长期作用下被冲蚀或管涌带走，导致坝基条件地恶化。

这种现象，虚无缥缈，没有人能说清楚它在什么情况下必然发生，满足什么条件后才能避免。

由于在此问题上吃不透、拿不准，就一味地认为总是把堵漏做得越严密、使渗漏量越小越好；把所有可能的现代化措施都用上，即使达不到所预期的效果，也可求得精神和责任上的解脱。

在这里，已无技术可言！3 关于灌浆帷幕的设置深度坝基中的渗漏，主要是发生在浅部地层中；存在于深部地层中的断层、裂隙、溶洞、溶隙等，有的已被填实或胶结起来，不再是漏水的主要通道，有的因受到上部岩层的保护和阻隔，不会形成很大的漏水。

经验证明，只要将表层十数米、至多四、五十米以内的强透水层作好堵漏处理，就可使漏水问题基本解决，只有少数情况可能例外。

然而由于地质构造方面的原因，多数坝都不存在明显的“不透水”岩层；在深部总能或多或少地找到“超标”的压水孔段。

对此问题的处理，世界各国都不是非将其全部封堵住不可，而是考虑到那里的渗径很长，不会发生大的渗漏，就将帷幕做到一定深度为止，成为“悬挂式”帷幕。

流传甚广并得到普遍应用的葛兰德公式S=H1/3＋Ｃ（Ｓ为帷幕深度、H１为坝前水深、C为8～25m常数），就是葛兰德在20世纪50年代统计欧美国家所建大坝资料的基础上，为确定“悬挂式”帷幕的深度制订的经验公式。

日本土木协会除有时采用这一公式外，还经常采用S=αＨ１（α为常数，取值范围为0.5～１）。

美国恳务局编写的《重力坝设计》书中规定：在完好基岩中帷幕深度可为设计水头的30%～40％；在不良岩石中应达水头的70%。

前苏联从1977年实行的规范中规定：无隔水层时帷幕深度可取全水头的一半。