勝利油田平原水庫防滲措施淺析

張波峰

【摘要】勝利油田自上世紀(jì)八十年代以來，在黃河三角洲地區(qū)共興建了9座大中型平原水庫，總庫容約3.24億立方米，圍壩總長約112公里。在水庫建設(shè)、運(yùn)行管理中，針對水庫壩基、壩體防滲措施不斷進(jìn)行探討。

【關(guān)鍵詞】勝利油田；平原水庫；防滲

勝利油田的平原水庫，均建設(shè)在黃河河口沖積層和濱海沉積層地基上，筑壩土料就地取材，強(qiáng)度低，滲流穩(wěn)定性差，成為制約水庫建設(shè)、管理的難題之一，早期建設(shè)的幾座水庫，不同程度存在滲漏問題。油田水利工作者，結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，在平原水庫建設(shè)和運(yùn)行管理工作中，針對水庫大壩的防滲措施，進(jìn)行了不斷探索，積累了一些經(jīng)驗(yàn)，下面以孤東水庫、耿井水庫、純化水庫為例做簡要介紹。

1、孤東水庫增容與除險(xiǎn)加固

孤東水庫庫容1785萬立方米，為湖泊式中型地上平原水庫，1985年5月開工興建，1997年12月，水庫增容加固工程竣工。

1992～1993年，針對局部壩段、壩腳有砂沸現(xiàn)象，先后在東南西壩進(jìn)行約5000m長的垂直鋪塑截滲處理，襯塑底高程-1.0m、頂高程7.0m。1997年3月，在實(shí)施水庫大壩加高增容加固前對原圍壩K7+955—K4+900壩段補(bǔ)充或重作襯塑處理，襯塑底高程-1.0m、頂高程7.0m。1998年1月，水庫增容后水位達(dá)到6.0m，個(gè)別壩段外坡壩腳出現(xiàn)流土，在此段130m長的壩腳溝內(nèi)填30cm厚中砂，上蓋350g/m2土工布，再填壓30cm厚石子，形成壩腳返濾排水棱體，但外壩腳仍然有流土現(xiàn)象。2005年進(jìn)行壩體袖閥帷幕灌漿工程。施工壩段：k0+038—k0+320、k1+025—k1+300，累計(jì)灌漿373孔（含灌漿試驗(yàn)孔、補(bǔ)灌孔）。在后續(xù)的引蓄水工作中，工作人員發(fā)現(xiàn)k0+198、K0+230有明顯滲漏點(diǎn)，滲點(diǎn)高程為3.252米。2008年8月，油田委托國家專業(yè)單位根據(jù)大壩原型監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，對孤東水庫進(jìn)行安全鑒定，結(jié)論是：孤東水庫大壩滲流控制存在嚴(yán)重隱患，大壩屬于“三類壩”，水庫為病險(xiǎn)庫，應(yīng)予除險(xiǎn)加固。可見垂直鋪塑防滲、修建反壓反濾平臺、袖閥帷幕灌漿等截滲加固措施效果都沒有達(dá)到預(yù)期效果。

2、耿井水庫

耿井水庫圍壩為碾壓式均質(zhì)土壩，設(shè)計(jì)庫容2000萬立方米，圍壩總長7.72km，水庫上游護(hù)坡形式為干砌片石+土工布+中砂濾層+土體，坡比為1：3，上游壩肩設(shè)漿砌石防浪墻。下游為草皮護(hù)坡，坡比為1：2.5。

壩內(nèi)設(shè)中粗砂墻排水，以降低壩內(nèi)浸潤線，減小滲透壓力，增加下游壩坡的穩(wěn)定性。砂墻設(shè)在壩軸線下游6.5m處，厚度為1.0m，墻底高程3.25m，墻頂高程為8.0m，排水體順壩軸線每隔100米設(shè)一條橫向（垂直壩軸線）碎石排水體，上游端伸入砂墻，下游端通向下游壩腳排水溝。

自1990年蓄水以來，水庫大壩狀態(tài)良好，國家權(quán)威鑒定機(jī)構(gòu)鑒定為一級壩。日常的浸潤線觀測表明，壩體的排水砂墻達(dá)到了設(shè)計(jì)的目的，起到了降低浸潤線的作用。但近幾年由于壩腳排水溝清理不及時(shí)，水庫周圍興建其他工程等原因，壩體的排水管約30處淤堵，砂墻的導(dǎo)滲降壓作用在減弱，對水庫大壩的安全運(yùn)行造成了威脅。

3、純化水庫

純化水庫圍壩是軟土地基上壩高最高的均質(zhì)土壩，水庫圍壩總長7671.71m，壩型采用碾壓式均質(zhì)土壩；壩頂高程為18.0m，水庫蓄水深度為10.0m，水庫總庫容3341.49×104m3。水庫工程采用了環(huán)水庫圍壩垂直鋪塑并有水平鋪塑與壩坡復(fù)合土工膜相接的聯(lián)合防滲體系（見圖2所示）。減少了滲漏損失，降低了浸潤線高度，保證了水庫圍壩的穩(wěn)定。經(jīng)過16年的運(yùn)行觀測，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，效果良好。可見，復(fù)合土工膜防滲斜墻、垂直鋪塑截滲是有效的防滲措施。

4、幾點(diǎn)認(rèn)識

4.1 常規(guī)的防滲技術(shù)有灌漿和防滲墻等。灌漿是用專門的機(jī)具，利用壓力將漿液注入巖土空隙或裂縫，在地層中形成阻水帷幕，以提高其抗?jié)B性能。灌漿一種常見的垂直防滲措施，應(yīng)用廣泛，適用各種土質(zhì)。灌漿的效果主要取決于漿液與巖土的結(jié)合程度，一般來說，灌漿的耐久性較差，所以每隔一段時(shí)間就需要重復(fù)灌漿。防滲墻常見的有垂直鋪塑、粘土防滲墻、混凝土防滲墻、水泥攪拌樁防滲墻。垂直鋪塑適用條件苛刻，比較適合均質(zhì)砂土層，應(yīng)用范圍受到限制。水泥攪拌樁防滲墻受技術(shù)約束，成樁強(qiáng)深度不宜超過18m，適用于淺層防滲處理。從國內(nèi)實(shí)踐看，混凝土防滲墻效果最好，是可靠程度最高的防滲措施。

4.2 從孤東水庫幾次除險(xiǎn)加固的效果看，要想根治壩基、壩體滲漏，常規(guī)方法作用不明顯，應(yīng)該采用防滲效果好，可靠程度高，使用壽命長的混凝土墻截滲。因?yàn)樗畮焓秋嬘盟吹兀枰B續(xù)不間斷向水廠提供原水，可靠性要求極高，不可能停運(yùn)維修，即使混凝土墻截滲造價(jià)高，施工難度大，也應(yīng)該采用，以提高供水保障率。

4.3 耿井水庫大壩、純化水庫大壩的防滲思路不同，從實(shí)際運(yùn)行效果看，都能保證大壩安全。但砂墻導(dǎo)滲減壓方案施工難度大，運(yùn)行維護(hù)要求高。壩基垂直鋪塑與壩坡復(fù)合土工膜聯(lián)合防滲體系，不僅能降低壩體浸潤線，還能有效防止平原水庫長期蓄水可能產(chǎn)生的次生鹽堿化，而且造價(jià)不高，施工技術(shù)成熟，應(yīng)該在今后的平原水庫建設(shè)中推廣應(yīng)用。