淺談直界水庫壩基防滲處理

摘 要:以勘察、調查資料為依據，對直界水庫壩基滲漏原因進行了分析，通過對壩基進行帷幕灌漿，壩后沸砂、涌泉現象消失，起到了良好的防滲效果。

關鍵詞:壩基滲漏帷幕灌漿

中圖分類號:TV223文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)09(a)-0128-01

1 工程概況

直界水庫位于山東省寧陽縣柴汶河支流石崮河上，控制流域面積26km2，總庫容1017萬m3，興利庫容663萬m3，是一座以防洪為主、兼顧灌溉、水產養殖等綜合利用的中型水庫。大壩為均質土壩，全長600m，壩頂寬6m，壩頂高程140.00m，最大壩高14.30m。

該水庫于1966年11月動工興建，1967年6月攔洪蓄水，后經過3次加固續建才達到現有規模。該水庫修建時未能按筑壩標準修建，遺留了壩體局部軟弱、壩基嚴重滲漏、溢洪道無消能防沖設施等問題。70年代初，大壩曾發生大面積沉陷和裂縫;90年代初，壩后坡腳出現大范圍涌水等險情，雖經多次處理效果不明顯，現壩后已形成較大范圍沼澤地，為山東省重點病險水庫之一。

2 壩基滲漏原因分析

2.1 壩基灰巖地質條件是壩基滲漏的根本原因

直界水庫壩基為寒武系張夏組灰巖、崮山組頁巖、灰巖，巖層產狀NW288°NE<35°，與大壩走向SE110°大致平行。通過勘察發現，在基巖面以下1～2m范圍內，巖石風化強烈，巖芯采取率不足30％。大壩樁號0+200～0+500段，壩基為寒武系張夏組灰巖，巖溶、裂隙發育強烈，其透水性為72Lu～20Lu。

從壩后出現的多處沸砂推斷，壩基巖體內已形成多處連通性的滲漏通道。壩后出現涌泉現象，表明壩前后已形成深層滲漏通道，且具有承壓性。在壩后坡腳處做簡易測壓管試驗，結果發現，測壓管水位比地面高1.95m。

2.2 施工質量差是壩基滲漏的直接原因

主河槽段0＋375斷面鉆孔與基巖接觸部位有厚0.3m砂礫石層，且相鄰粉質粘土層呈流塑狀態，表明已產生接觸沖刷。由此可見，當初建壩時，清基不徹底，壓實度達不到要求。施工質量差，清基不徹底是壩基滲漏的直接原因。

2.3 壩基滲漏計算

經計算該水庫壩基年滲漏量為305萬m3，占興利庫容的46％。長期滲漏使水庫常年處于低水位運行，造成水資源的極大浪費，致使水庫難以發揮綜合效益。建議對壩基進行防滲處理。

3 水庫壩基防滲處理

經勘察試驗及各種防滲方案分析比較，決定采用帷幕灌漿的方法，來解決水庫壩基滲漏問題。

3.1 施工工藝流程

巖基帷幕灌漿采用“自下而上分段灌漿”施工方法。其流程為:定位→鉆孔→鉆孔沖洗和壓水試驗→灌漿→終孔→封孔。

3.2 施工方法

3.2.1 定位

根據各樁段基準點，采用全站儀定出灌漿軸線。根據設計孔距，在相應位置處砸上木樁。

3.2.2 鉆孔

采用回鉆式地質鉆機，采用合金鉆頭鉆進，保證孔壁圓正平整，便于設置栓塞。鉆壩體覆蓋層要下井壁管并固定牢固，防止沿管壁冒漿。鉆機應固定牢固鉆進中應檢查鉆機有無位移，保證鉆孔鉛直度，鉛直鉆孔的開孔位置要求與設計的偏差不得大于10cm。

先鉆灌I序孔，再鉆灌第II，最后鉆灌III序孔。

3.2.3 沖洗和壓水實驗

灌漿前用壓力水進行沖洗。沖洗一直進行到回水變清，孔內殘存的沉積物厚度不超過10～20cm時結束。沖洗壓力不宜大于灌漿壓力的80％，總沖洗時間不宜少于30 min。

鉆孔沖洗后進行壓水試驗，壓力為灌漿壓力的80％。先導孔應自上而下，分段進行壓水試驗，各次序孔的灌漿段可進行簡易壓水，壓水20min，每5min測讀壓入流量，取最后的流量值作為計算流量，計算透水率。

3.2.4 灌漿

灌漿方法采取自下而上分段灌漿法，段頂堵塞法進行，每段灌漿長度5m，射漿管距離孔底不宜大于0.5m。段與段之間灌漿后一般不需要待凝，可直接進行上一段灌漿施工。灌漿可采用純壓式，壓力表裝在孔口進漿管路上。如在鉆進中遇到溶洞，鉆進困難，可先進行灌注，待凝固后，再鉆進。

根據灌漿試驗結果，設計灌漿壓力為0.1MPa～0.5MPa。以上灌漿壓力只作為初步擬定，在灌漿施工時灌漿壓力要求通過試灌來確定，并在灌漿施工過程中進一步檢驗調整。

灌漿材料分別采用425#普通硅酸鹽水泥、粉煤灰、砂。灌漿濃度由稀到濃，逐級變換。灌漿漿液水灰比可采用5∶1、3∶1、2∶1、1∶1、0.8∶1、0.6∶1、0.5∶1七個比級，開灌水灰比對一般裂隙性巖層，可采用5∶1的最稀漿液，對較大的裂隙和溶洞，可采用3∶1較稠漿液開灌。

漿液變換濃度變換根據以下原則:當灌漿壓力保持不變，注入率持續減少時，或當注入率不變而壓力持續升高時，不得改變水灰比;當某一比級漿液的注入量已達300L以上或灌注時間已達1h，而灌注壓力和注入率均無改變或改變不顯著時，應改濃一級;當注入率大于30L/min，可根據情況越級變濃。

針對直界水庫巖溶發育，透水率較大特點，建議采取低壓限流，在水灰比1∶1漿液中加入粉煤灰或經過過篩的細砂，摻入量可按20％、40％、60％等逐級增加，及時變換濃一級水灰比，爭取短時間達到設計壓力，使水泥用量控制在300kg/m左右。

灌漿結束條件:在設計壓力下，注入率不大于1L/min，延續灌注時間不少于90min;灌漿全過程中，在設計壓力下灌漿時間不少于120min。

3.2.5 封孔

灌漿結束以后，應立即將灌漿孔清理干凈，用回填材料充填密實封孔。灌漿孔基巖段，回填材料采用水泥砂漿，水泥∶砂＝1∶2，并采用機械封孔。灌漿孔壩體段，回填材料采用膨潤土球，采用人工投入。

4 防滲效果

通過對0+200～0+500壩基進行帷幕灌漿，截斷了滲漏通道，壩后沸砂、涌泉現象消失。說明此次壩基防滲帷幕已形成，起到了良好的防滲效果。

參考文獻

[1]曹仁斌.淺析直界水庫壩基滲漏原因.甘肅水利水電技術，2004，40(1).

[2]水工建筑物水泥灌漿施工技術規范.SL62-94，中國水利水電出版社，1994.