桃山水庫二期工程右壩肩處理措施

郭 浩

(黑龍江省水利水電勘測設計研究院，哈爾濱150080)

1 工程概況

桃山水庫位于松花江右岸支流倭肯河的中下游，壩址近鄰七臺河市城區。水庫的開發任務是以城市供水和防洪為主，兼顧灌溉等綜合利用的大型水利樞紐工程。桃山水庫一期工程于1980年7月建成，1990年竣工并投入運行。隨著城市和工業的不斷發展，桃山水庫一期工程供水量已不能滿足該地區日益突出的水資源供需矛盾，為了促進當地經濟社會的可持續發展，2007年開始對桃山水庫工程進行了二期擴建。

桃山水庫樞紐由主壩、副壩、溢洪道和輸水洞等主要建筑物組成，總庫容5.18億m3。水庫為大(2)型，屬Ⅱ等工程。主要建筑物的設計洪水標準為100 a一遇，校核洪水標準為5000 a一遇，溢洪道消能防沖建筑物的設計洪水標準為50 a一遇。

2 右壩肩地質條件

右壩肩出露的巖體為安山巖、英安巖和熔角礫巖。右壩肩部位巖體風化強烈，其強風化帶水平厚度在30 m左右，節理發育，主要發育3組節理。壩肩揭露斷層4條，其中逆斷層1條，破碎帶為斷層角礫充填，膠結較好，正斷層3條，傾角陡，破碎帶為泥夾角礫充填。節理及斷層對邊坡穩定影響較小。但由于巖石破碎，透水率較大，對高程150～190 m巖石透水率值統計表明，強透水～中等透水段占82%，平均值63 Lu，最大達506.3 Lu，壩肩滲漏量相對較大。

3 一期工程右壩肩處理措施

一期工程中右壩肩處理措施為將土壩截水槽混凝土底板由(右壩肩)樁號0+561處以1∶0.86邊坡直接沿山體邊坡延伸至高程181.75 m，并且采取固結灌漿、帷幕灌漿處理，不設混凝土板以外的壩肩部分進行帷幕灌漿處理至樁號0+620。

4 二期工程右壩肩處理設計及實施

4.1 勘察

一期工程完工運行后，于1994年12月庫水位為175.35 m、1996年12月庫水位173.8 m時，均發現大壩下游集水溝右端有融冰現象，水溫明顯偏高，有水流泉狀涌出。

為保證二期工程質量和水庫的安全運行，對桃山水庫主壩右壩肩的滲漏情況進行勘察?？辈旃ぷ魍鈽I于2003年4月27日開始，6月17日結束。為查明右壩肩滲水原因，根據一期工程主壩右壩肩帷幕灌漿布置圖查得0+550處的混凝土灌漿蓋板頂高程為164.30 m，自樁號0+561處開始以1∶0.86邊坡直接沿山體邊坡延伸至高程181.75 m，考慮發現大壩下游集水溝右端有水流泉狀涌出時的庫水位為175.35 m和173.8 m的具體情況，安排在右壩肩樁號0+550～0+577(一期工程灌漿混凝土蓋板頂高程約178.00 m)段布鉆孔12個，孔間距2.5 m，每孔做壓水試驗一段，樁號0+570處蓋板上黏土心墻部分做滲水試驗2次。

勘察結果表明:在勘探過程中未發現黏土心墻中有孔洞及裂縫現象，在心墻與混凝土板接觸處亦未出現分離、空洞或含水率值較大區段。為進一步驗證心墻黏土與底板接觸處的透水性，在樁號0+570處進行鉆孔滲水試驗，水頭分別為1.0 m和2.0 m。每次水位觀測時間48 h。滲水試驗結果表明:48 h后水位基本未發生變化，說明本段心墻黏土填筑質量較好，混凝土蓋板與黏土間不存在滲漏通道。

本次鉆孔壓水試驗主要是針對混凝土蓋板和基巖間的接觸帶處，壓水試驗、灌漿壓力按設計要求選用0.15 MPa(一期壩基帷幕灌漿壓力)。壓水試驗結束后，結合封孔進行灌漿處理，壓水試驗、灌漿封孔成果見表1。

表1 右壩端壓水試驗及灌漿封孔成果表

由表1可見，在0+550～0+577的勘探段中以0+560處的透水率值最大，達57.3 Lu，但該處封孔灌漿的耗灰量卻較小，說明此段不存在大的集中的滲漏通道，還是以微裂隙為主。

4.2 處理設計

根據上述勘探及分析結果，在二期工程的右壩肩處理設計中確定“二期工程結合對右壩肩滲漏段的處理，解決右壩肩繞壩滲流問題，對升高段岸坡進行削坡處理，清理后岸坡1∶1.5，截水槽混凝土蓋板由高程181.75 m升高至186.80 m，蓋板下5 m范圍進行固結灌漿，設4排，孔距1.0 m。對右壩肩部位重新進行帷幕灌漿處理，灌漿范圍為樁號0+550～0+635，單排，設計孔距1.0 m，平均灌漿深度20 m，采用細顆粒水泥，并適當增大灌漿壓力”。

4.3 灌漿施工

右壩肩的二期工程灌漿施工于2007年6月～7月進行，灌漿分單元統計各序孔的單位注灰量及平均透水率見表2。

表2 右壩肩帷幕灌漿處理綜合統計表

由表2可以看出，本次帷幕灌漿的單位注灰量及平均透水率隨著孔序的增加呈較大幅度減少的趨勢。說明灌漿的防滲效果明顯，隨著帷幕灌漿孔的加密，基巖裂隙越來越小、基巖透水性也越來越小。

帷幕灌漿完成后，對本次共86個帷幕灌漿孔按規范10%的要求選取9個檢查孔對帷幕灌漿效果進行檢查，壓水試驗結果表明，接觸帶及基巖的透水率均 ＜5 Lu，最大為4.6 Lu，最小為2.6 Lu，符合《碾壓式土石壩設計規范》的規定，達到設計要求。

5 結論

綜上所述，在桃山水庫二期工程中對主壩右壩肩所進行的鉆孔勘察(含封孔灌漿)和灌漿處理設計及施工是符合《碾壓式土石壩設計規范》(SL274－2001)要求的。處理后水庫運行的水位匯總情況見表3。

表3 右壩肩鉆孔勘察和灌漿處理后水庫水位匯總表

由表3可見，經過2003年4月鉆孔勘察及封孔灌漿初步處理后，在2007年5月28日二期工程灌漿處理前，庫水位有兩次達到174.50m以上，均高于1996年12月發現主壩右壩肩滲漏時的173.8 m，高出約0.7～2.47 m，且每次歷時分別達到38 d和51 d，而大壩下游右端集水溝并未發現異常情況。經2007年6～7月二期工程帷幕灌漿處理后，自2009年7月21日始歷經338 d庫水位一直在174.52 m以上，高于1996年12月發現主壩右壩肩滲漏時的庫水位173.8 m，其中2010年4月22日～5月22日歷時31 d庫水位在175.95～175.96 m以上，而4月28日庫水位最高達到176.54 m，此31 d的超出1994年12月發現主壩右端滲漏時的庫水位(175.35 m)約0.6～1.19 m，而大壩下游右端集水溝也未發現異常情況。右壩肩經二期工程帷幕灌漿處理后，大壩下游右端集水溝未見水流泉狀涌出的異常情況，水庫的實際運行表明右壩肩經處理后滲漏問題已經獲得徹底解決。

對于水庫工程土壩壩肩滲漏問題的處理，首先必須查明滲漏處的地質情況，從而判定滲漏通道的性質，有針對性地提出處理措施。同時施工前必須進行試驗，提出符合工程特殊性的施工控制參數，嚴格按照質量要求進行施工，才能達到預期效果，從而滿足工程運行的要求。

［1］黃河水利委員會勘測規劃設計研究院.SL274－2001碾壓式土石壩設計規范［S］.北京:中國水利水電出版社，2001.

［2］黑龍江省水利水電勘測設計研究院.黑龍江省倭肯河桃山水庫二期工程初步設計報告［R］.哈爾濱:黑龍江省水利水電勘測設計研究院，2006.