延安市紅莊調(diào)蓄水庫防滲處理措施淺析

楊慧

（延安市地下水工作隊陜西延安716000）

延安市紅莊調(diào)蓄水庫防滲處理措施淺析

楊慧

（延安市地下水工作隊陜西延安716000）

本文通過工程實例，對紅莊調(diào)蓄水庫滲漏原因及危害進行分析，通過方案比選，提出切實可行的防滲處理措施及施工中特殊情況處理，以期為同類工程提供參考。

水庫；滲漏；防滲處理措施

1 概況

紅莊調(diào)蓄水庫位于延安市寶塔區(qū)河莊坪鎮(zhèn)萬莊溝溝口，距延安市區(qū)15Km。水庫樞紐由均質(zhì)土壩、放水建筑物、泄洪建筑物組成。大壩于2003年3月開工，2004年12月建成，壩頂高程1036.0m，壩高50m，總庫容952.80萬m3，屬?。á瘢┬退畮?。紅莊水庫建成以前，延安城市供水水源僅有王瑤水庫，為了降低王瑤水庫度汛風(fēng)險和減少庫區(qū)泥沙淤積，王瑤水庫批準(zhǔn)的運行模式為每年汛期（7、8月份）敞泄排沙運行，而城市供水不能間斷，這和王瑤水庫的運行模式相矛盾。為了兼顧王瑤水庫安全運行和延安城區(qū)持續(xù)穩(wěn)定供水而修建紅莊水庫。該水庫為延安城市供水的輔助水源，承擔(dān)城市汛期供水和應(yīng)急供水任務(wù)及延安城市防洪安全。

2 水庫滲漏原因分析及滲漏量

受客觀條件制約，紅莊水庫安全隱患一直沒有得到徹底排除。水庫左岸山體比較單薄，巖石出露高且比較破碎，容易形成繞壩滲漏通道。基巖表面強風(fēng)化帶的水平寬度10m-12m，垂直厚度8.0m～25.0m，強風(fēng)化巖體基本質(zhì)量級別Ⅴ級，弱風(fēng)化帶上部巖體的基本質(zhì)量級別Ⅳ級，弱風(fēng)化帶巖體上部有厚約10m～15m的中等透水巖體（透水率q＞5Lu）在水庫建設(shè)初期，已對該部位實施過灌漿處理。隨著水庫蓄水位逐漸升高，壩體左岸繞壩滲漏量逐漸增大，在壩后左岸山坡形成兩處明顯出漏點。右壩肩為黃土覆蓋的基巖邊坡，坡高大于70m，自然坡面20°～40°，黃土覆蓋層厚8m～25m，自然邊坡穩(wěn)定，覆蓋層以下的砂頁巖上部有厚約10m的強風(fēng)化巖體，透水率q=26.7lu～30Lu，屬中等透水，下部巖體透水率q＜5Lu。

根據(jù)滲漏量實測數(shù)據(jù)，紅莊水庫蓄水高程1019.0m至1022.0m時，水庫各各滲漏點觀測值統(tǒng)計如表1。

3 解決水庫滲漏的必要性

（1）左壩肩滲漏通道主要位于左肩單薄山梁的卸荷裂隙帶，長期滲漏會使裂隙內(nèi)充填物流失，滲漏量增大；現(xiàn)階段滲漏位置不能排除基巖與土壩結(jié)合部滲漏，長期滲漏極易造成土壩結(jié)合面密實度降低，形成集中滲漏通道，且左壩肩下游出滲點位于跛腳上方，距離壩體較近。

（2）右壩肩滲漏主要集中在原狀土與壩體土結(jié)合部位，長期滲漏會造成滲漏通道延伸貫通，形成管涌危及壩體安全穩(wěn)定。

（3）紅莊調(diào)蓄水庫屬于延安市供水水源的組成部分，目前存水主要來源于延河抽水及王瑤水庫調(diào)水，長期滲漏造成水資源的嚴(yán)重浪費，使供水效益降低，也不能有效發(fā)揮水庫的調(diào)蓄功能。

（4）上壩公路位于左壩肩上部，公路是庫區(qū)村民出行唯一道路，壩肩長期滲漏極易造成岸坡滑坡、塌方危及到上壩公路安全通行。

（5）左壩肩滲漏也危機單薄山梁外坡趙家岸居民住宅安全，水庫正常蓄水時居民住房背墻及院落多處出現(xiàn)滲水現(xiàn)象，水庫水位至1022.0m時滲漏量最大達到68.9m3/d。

因此，根據(jù)紅莊調(diào)蓄水庫的重要地位和水庫兩壩肩滲漏情況及危害分析，進行有效的防滲處理，解決水庫滲漏問題十分必要。

4 水庫防滲處理的方案比選

由現(xiàn)狀滲水出露點位置以及以前灌漿處理經(jīng)驗，初步推斷，紅莊水庫現(xiàn)階段滲漏主要集中在左壩肩單薄山梁基巖邊坡及右壩肩壩體土及原狀土結(jié)合段。根據(jù)本次防滲處理的要求，初步提出以下方案：

（1）防滲墻截滲處理（高壓旋噴成墻或機械開槽混凝土成墻）施工成本較高，高壓旋噴樁或機械開槽混凝土成墻適宜于砂礫石或土層且必須空庫運行，針對基巖段或硬質(zhì)地層效果不明顯，水庫現(xiàn)階段不具備施工條件。

（2）復(fù)合土工膜防滲處理僅適宜于壩體及土質(zhì)邊坡，施工期間必須將庫水位降至死庫容，修筑圍堰且必須開挖至隔水層逐層鋪設(shè)至設(shè)計高程，針對高陡邊坡及基巖段效果不明顯。

（3）粘土截滲墻垂直防滲和粘土斜墻防滲，施工方法和復(fù)合土工膜防滲處理基本一樣，只是材料變?yōu)檎惩?，該方案土方工程開挖量大，需要的優(yōu)質(zhì)粘土多，工期長、粘土的碾壓質(zhì)量難以控制且施工時需大量排水。針對水庫現(xiàn)階段實際情況同樣不具備。

（4）帷幕灌漿防滲（基巖帷幕灌漿、土壩充填灌漿）針對陜北沉積巖及土壩防滲處理技術(shù)方案是成熟的且在陜北多座病險水庫防滲處理中廣為應(yīng)用，處理后基本能達到預(yù)期效果。該方案對水庫蓄水高程相對其他方案要求較小且施工技術(shù)成熟、速度快、工期短，但對施工技術(shù)和設(shè)備要求較高。

針對以上四種防滲處理的方法從工程技術(shù)方面來看，都是可行的，具有良好的防滲效果，并且廣泛應(yīng)用于堤防和水庫大壩的加固工程中。但就針對紅莊水庫而言，滲漏主要集中在左壩肩單薄山梁基巖邊坡及右壩肩壩體土及原狀土結(jié)合段，滲漏地層較為復(fù)雜前三種方案難以處理，灌漿方案現(xiàn)場操作簡單、可控性強，適宜水庫現(xiàn)階段滲漏問題的處理。

表1 各滲漏點觀測值統(tǒng)計表

5 帷幕灌漿防滲處理措施

5.1 灌漿軸線布設(shè)

本次灌漿軸線起始點0+000為壩軸線與上壩路外側(cè)交點。

（1）左壩肩平行壩軸線向上、下游各0.75m，設(shè)兩條帷幕軸線（1-1、2-2），帷幕軸線向單薄山梁分水嶺延伸，樁號：0-039.5～0+062.5m、0+038.75～0+063.5m，軸線長度102m，排距1.5m,孔距1.5m，孔深55-88m，帷幕起灌高程1034.00m、下限高程980.00m。

（2）左壩肩上壩路自0+000向上游延伸，設(shè)兩條帷幕軸線（3-3、4-4），樁號0+000～0+082.5m、0+000～0+081.75m，軸線長度82m、83m，孔距1.5m、排距1.5m，帷幕上限高程1037.2m～1035.4m、下限高程980m。

（3）右壩肩平行壩軸線向上、下游各0.75m，設(shè)兩條帷幕軸線（5-5、6-6），樁號0+192～0+294m、0+195～0+297m，軸線長度102m，孔距1.5m，排距1.5m，起灌高程基巖面、下限至990.0m，

兩條軸線梅花狀布孔，孔序之間按三序施灌，檢查孔不小于單排孔數(shù)的10%，檢查孔布設(shè)按規(guī)范執(zhí)行。

（4）土壩非灌段充填灌漿

帷幕灌漿單孔灌漿完成以后對壩體護壁管進行掃管清除，土壩段孔距3.0m下注漿管進行充填灌漿，其余孔段用1.6g/cm3泥漿封孔處理。灌漿壓力采用0.1、0.2Mpa，相應(yīng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)參照《土壩壩體灌漿技術(shù)規(guī)范》執(zhí)行。

在進行防滲灌漿施工時盡量將庫水位降在最低（水位高程1007m），灌漿時有利于漿液吸水固結(jié)，保證灌漿質(zhì)量。

5.2 灌漿過程中的特殊情況處理

（1）防止孔斜：開孔時采取低壓慢鉆，保證鉆孔垂直，然后采用加長鉆具的辦法進行導(dǎo)正，使孔斜控制在規(guī)范要求范圍內(nèi)。

（2）吃漿量較大、壓力較小時，采用低壓、濃漿、限流、限速、間歇灌漿的辦法。

（3）灌漿過程中，因故中斷時，采取鉆孔沖洗再次進行灌注；因故終斷在短時間內(nèi)無法恢復(fù)灌漿時，必須進行掃孔，繼續(xù)灌注，開灌水灰比不變。

（4）在灌注濃漿時間較長時，達到結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)后，灌注5：1的稀漿液延續(xù)一定時間后再起拔灌漿管。

（5）在灌漿過程中回漿變濃，如灌注5：1的稀漿時，用比重計測得回漿管的比重為1.3 g/cm3～1.5g/cm3時，換用相同水灰比的新漿灌注，效果不明顯，且回漿仍然較濃，吃漿量小于5L/min時，繼續(xù)灌注30min～60min，即可結(jié)束灌注。

（6）壓水試驗小于2Lu的試段，灌漿試段可適當(dāng)延長，盡量減少灌漿次數(shù)，減少孔內(nèi)及管路占漿的浪費。

（7）串漿處理：鉆孔在鉆進過程中串漿時應(yīng)立即停止，用灌漿塞封閉被串孔上方1m～2m處，灌漿結(jié)束后再對串漿孔洗凈，如漿液沿裂縫出漏較遠時可采用濃漿施灌。

6 結(jié)語

水庫滲漏是水庫工程常見病害之一，在查閱相關(guān)資料及分析水庫滲漏實際情況的基礎(chǔ)上，利用帷幕灌漿處理措施對該水庫進行防滲處理，確保了該水庫的安全運行和經(jīng)濟效益的發(fā)揮。陜西水利

（責(zé)任編輯：唐紅云）

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