試論水庫溢洪道地基防滲排水設計

袁獲秋

（陽江市水利水電勘測設計有限公司，廣東 陽江529500）

1 前言

溢洪道是為宣泄超過水庫調蓄能力的洪水或降低庫水位，保證水庫工程安全而設置的泄水建筑物。根據多年的工作經驗可知，加強對溢洪道地基滲透水流的控制，是保證溢洪道安全運行的重要因素之一。因此，做好溢洪道地基防滲排水系統的設計十分重要。

2 工程概況

陽江市某水庫工程溢洪道軸線位于大壩軸線125 m處，由引渠段、控制段、泄槽段、挑流段和下游護坦段等5部分組成，總長131.1 m，直線布置，溢洪道基礎均坐落在新鮮基巖上。溢洪道相應水庫設計洪水位（p＝1%）994.23 m，校核洪水位（p＝0.1%）986.11 m，正常蓄水位866.00 m，控制段采用寬頂堰。由于溢洪道坐落處基巖多為砂巖、泥巖，且在不同高程巖組中泥巖遇水泥化后承載力下降非常大，工程地質情況不佳，為溢洪道的安全穩定運行考慮，必須做好地基的防滲排水工作。

3 水流滲入溢洪道地基的可能途徑

據施工經驗可知，水流滲入溢洪道地基的可能途徑有以下4種：

（1）庫水經堰體基底及岸邊（或壩肩）滲入。

（2）下泄水流經建筑物分塊間的裂縫或接縫滲入。

（3）兩岸岸坡地下水或地面水經巖石裂隙滲入。

（4）消能建筑物尾水滲入。

4 溢洪道防滲和排水系統的設計

溢洪道地基的防滲排水設計應遵循“前堵后排”的原則，即閘室前部設防滲帷幕，防滲帷幕后設縱向、橫向的排水溝（管）形成排水系統，最后將水安全無害地排出。

4.1 溢洪道防滲和排水設施的布設

溢洪道防滲和排水設施的布設應滿足下列要求：

（1）減少堰基的繞滲和滲漏。

（2）防止斷層破碎帶、軟弱夾層、巖體裂隙軟弱填充物以及其他抗滲透變形能力差的地基中產生的滲透破壞。

（3）防滲帷幕不得設置在建筑物地面的拉應力區。

（4）具有可靠的連續性和耐久性。

（5）降低建筑物的基底揚壓力。

（6）在嚴寒地區，排水設施應防止冰凍破壞。

4.2 溢洪道防滲設施

4.2.1 采用水泥灌漿帷幕時，其范圍與深度應遵循下列規定

（1）當地基下存在著明顯的相對隔水層時，帷幕均應伸入該隔水層內2～3 m處。

（2）當地基的相對隔水層分布無規律或埋藏較深時，帷幕深度還應考慮工程地質條件、水文地質及基礎排水措施，通過滲流計算，并結合已建工程經驗確定；但遇透水性強的破碎帶時，還應適當增加帷幕的深度和厚度。

（3）防滲帷幕伸入岸坡的深度、范圍、走向等，應根據工程地質條件及水文地質確定，并應延伸至正常蓄水位與相對隔水層范圍線（或與蓄水前地下水位線）相交處；遇到無相對隔水層或地下水位較深時，帷幕延伸范圍應通過滲流計算，并類比已建工程經驗確定。

（4）遠離壩肩的溢洪道，其防滲帷幕深度、伸入岸邊范圍可適當降低要求；但靠近壩肩的溢洪道，其帷幕必須與大壩帷幕銜接形成整體防滲系統。

4.2.2 松塔水電站工程溢洪道的防滲設計

水庫溢洪道根據水文地質、工程地質條件，采用水泥灌漿帷幕的防滲措施，具體的灌漿帷幕設計為：溢洪道灌漿帷幕與大壩帷幕緊密銜接，使溢洪道右岸部分可能的滲流途徑遭到堵截；根據以往工程經驗及經濟合理的原則，溢洪道左岸部分灌漿帷幕伸入溢洪道左岸邊坡約20 m，可合理有效地解決左岸的滲漏問題；溢洪道帷幕灌漿采用單排灌漿孔，灌漿孔深32～40 m，灌漿孔距2 m，灌漿設計擴散半徑1.45 m；灌漿水泥采用普通硅酸鹽水泥或硅酸鹽大壩水泥，水泥標號不小于42.5；采用循環式自上而下分段灌漿法，分段長度5 m，最大不超過10 m；設計初始灌漿壓力0.3～0.5 MPa，每加深一段壓力增加0.2～0.4 MPa，最大灌漿壓力不超過 1.5 MPa；先導孔進行壓水實驗時采用 5點法；巖體帷幕灌漿處理后的透水率不應大于5 Lu。

4.3 排水系統

4.3.1 排水系統的布設要求

溢洪道地基的排水設施應能有效地排泄通過岸坡、襯砌接縫及建筑物地基的滲水，充分降低滲透壓力。一般應在堰基底設一排主排水孔，并將排水孔布設在防滲帷幕下游的集水溝（管）或廊道內，且與帷幕灌漿孔的間距在基底面不宜小于2 m。必要的時候，還可增設輔助排水溝（管）或排水孔。

一般來說，泄槽底板下的排水應根據以下條件布設：

（1）對泄槽底板下，宜設縱向和橫向排水溝（管），構成相互貫通的溝（管）網系統。

（2）對底板下揚壓力過大、軟弱基巖或不便設錨筋的地段，可設連續的排水墊層，或墊層與排水溝（管）相結合。

（3）縱橫排水溝（管）的間距要與底板縱橫縫相對應，絕對不能騎縫布設。

（4）對規模較大的溢洪道應優先選用在泄槽底板下或邊墻地基設置一條或多條縱向集水廊道的形式。

排水管溝（管）和排水孔應采取防止於塞的措施，有泥化夾層出露的部位、軟弱基巖失去光澤的墊層或墻后回填土中埋設的排水管，均應設反濾保護，并應注意滲漏水的化學沉淀影響排水效果。

4.3.2 水庫溢洪道的排水系統

（1）進口控制段閘室的排水系統。進口控制段閘室底板下在距離帷幕灌漿孔距離大于2 m處設置一主排水孔，深入基巖15 m；在主排水孔后閘基上尚有3排間距3.5 m，伸入基巖7 m的排水孔。閘室底板混凝土澆筑時在底板混凝土內預埋縱橫兩向的DN150PVC排水管，在設計排水孔點處預先埋入預留木塞；待混凝土底板澆筑完畢、達到一定強度后，拔開設計排水孔處的預留木塞，進行排水孔的鉆孔作業，鉆孔完成后封堵排水孔頂。在埋設縱橫向排水管時應設置合理位置，避開閘室內閘門門檻等二期混凝土，且在閘室底板布設鋼筋時應注意排水孔處鋼筋位置，避免與排水孔位置沖突。在排水孔作業完成后，進口控制段閘室底板處的排水管網就行成了。閘室底板內的預埋縱向排水管與泄槽段排水管相連，將閘室底板下滲透水排至泄槽段。

4.3.3 泄槽段的排水系統

水庫溢洪道泄槽段寬50 m、長100 m，設置6條縱縫、11條橫縫。縫下開鑿寬400 mm、深300 mm的排水溝，溝內埋設DN100 mmPVC花管（或塑料盲溝），花管外包無妨布反濾；排水溝內回填碎石，碎石粒徑20～40 mm。泄槽段底板混凝土澆筑時，可在排水溝頂上鋪設油毛氈，防止泄槽底板內混凝土漿液流入排水溝內堵塞排水溝。泄槽底板下排水溝內滲水及進口控制段來水經泄槽底板下排水管網排至挑流消能段。

4.3.4 挑流消能段的排水系統

在挑流消能段內預埋縱向DN150 mmPVC排水管，排水管需做成一定坡度方便來水順利流出；在挑流消能段內反弧段最低點處埋設豎向DN150 mmPVC排水管與縱向排水管連通，將反弧段內積水排出。挑流消能段排水管將上游來水排入護坦段內，需在排水管出口設置合理反濾措施，防止護坦段泥沙堵塞排水管，并做好后期管道疏通及清淤。

5 結束語

水庫溢洪道由于坐落處地質情況不佳，故對溢洪道防滲排水的設計十分重視，事實上這種重視不僅僅體現在溢洪道地基的防滲排水設計中，從溢洪道左右兩岸的岸坡襯砌、截流溝、馬道排水溝的具體設置，到溢洪道兩岸邊墩、邊墻的設計均對防滲排水做了相應考慮。事實證明，只有做好防滲排水設計，才能保證溢洪道更加安全持久地運行。

1 謝宇、高飛、王東.磨盤山水庫溢洪道地基的防滲與排水設計［J］.黑龍江水利科技，2005（01）

2 成銀、樓明達.石梁河水庫擴大泄量工程溢洪道地基防滲與排水設計［J］.治淮，2002（03）