湯河水庫壩基涌水治理措施探究

艾洪霞

(遼寧省遼陽市遼陽灌區(qū)管理處，遼寧 遼陽 111000)

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湯河水庫壩基涌水治理措施探究

艾洪霞

(遼寧省遼陽市遼陽灌區(qū)管理處，遼寧 遼陽 111000)

通過對(duì)湯河水庫壩基涌水病害分析，研究了其涌水特點(diǎn)，建立了注漿治理涌水方案，優(yōu)化并采用了采用雙漿液注漿方案和分批次分階段注漿方法，采用檢查孔法檢驗(yàn)注漿效果達(dá)到了預(yù)期水平，涌水量大幅下降，對(duì)水庫壩基工程的順利施工提供了保障，對(duì)類似工程涌水病害的治理具有借鑒意義。

水庫壩基；涌水治理；注漿方案；注漿方法；治理措施；遼陽市

1 工程概況

湯河水庫壩址位于遼陽市弓長(zhǎng)嶺區(qū)，是太子河支流湯河干流重要的水利工程，也是整個(gè)湯河流域工程建設(shè)的控制性工程，湯河水庫控制流域面積1228 km2，擔(dān)負(fù)著整個(gè)遼陽市的供水、防洪任務(wù)，是一個(gè)大型水利綜合工程。湯河水庫大壩主體以土壩為基本壩型，整個(gè)壩體高約48.5m，長(zhǎng)約455m；壩址是屬于松散地層第四系結(jié)構(gòu)，分布于水域河谷兩岸位置，壩基首層為單層結(jié)構(gòu)，呈圓礫結(jié)構(gòu)；第2層主要為上覆粉土層，雙層結(jié)構(gòu)，厚度分布在1.5～4m，第3層厚度較大，約14m左右，為圓礫層；后兩層的滲透系數(shù)較大都屬于強(qiáng)透水層，具體地質(zhì)勘測(cè)資料顯示地層見表1：

表1 壩基巖層性質(zhì)特征

湯河水庫由于存在粉質(zhì)土夾礫石和強(qiáng)風(fēng)化砂巖，裂隙特別發(fā)育，并且裂隙間距<0.5m，大多數(shù)屬于張開節(jié)理，平均達(dá)到7～8mm，另外巖體存在斷層情況，斷層深度達(dá)10m左右，巖石破碎，存在多條斷層，個(gè)別出現(xiàn)透水帶，涌水量較大，有明顯的季節(jié)性，需要對(duì)壩基涌水處注漿處理。

2 涌水病害的特點(diǎn)

湯河水庫壩基從目前揭示的裂隙發(fā)育情況以及涌水問題，可以將其歸結(jié)為以下幾個(gè)特點(diǎn)。

1)地表連通性強(qiáng)，壩基裂隙極其發(fā)育，導(dǎo)致地表連通性強(qiáng)，壩基開挖后，致使地下水大量上涌，由于地下水受到降雨的補(bǔ)償，因此涌水出現(xiàn)了隨氣候變化的特點(diǎn)[1]。

2)涌水量大，涌水持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，特別在雨季，涌水量較大，最多出每天直接呈噴涌狀。

3)破壞結(jié)構(gòu)安全性，壩基施工開挖，造成地下水被揭露，造成大量水涌出，對(duì)壩基造成一定沖擊作用，如果不加以治理，就可能對(duì)下游的二道壩造成更大的威脅，甚至對(duì)下游居民安全造成破壞[2]。

3 涌水病害治理關(guān)鍵技術(shù)

3.1 注漿施工方案

根據(jù)湯河水庫壩基工程地質(zhì)情況，結(jié)合壩基涌水特點(diǎn)，采取控制注漿封堵的施工方案?？刂谱{即通過優(yōu)化注漿材料、注漿設(shè)備、注漿工藝方面對(duì)涌水進(jìn)行封堵的一種綜合性方法[3]。注漿材料將采用雙漿液的注漿方案，雙漿液是除了采用水泥凈漿以外，采用水玻璃或是其他高分子材料，水玻璃的主要作用就是加快水泥漿液凝固，使水泥漿液更快的實(shí)現(xiàn)封堵的作用。注漿設(shè)備方面，對(duì)注漿管采用膜袋進(jìn)行分段注漿，具體方案為，在進(jìn)行注漿時(shí)，由于裂隙發(fā)育位置和斷層發(fā)育位置不同，根據(jù)裂隙和斷層的具體位置，通過在注漿管相應(yīng)位置設(shè)置注漿膜袋，注漿膜袋的作用除了可以實(shí)現(xiàn)分段注漿以外，還能夠防止串漿和封堵注漿孔的作用。注漿方法采用分序、分階段注漿，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，在裂隙相對(duì)連通性強(qiáng)的情況下，在一個(gè)注漿孔周圍適當(dāng)?shù)脑黾幼{孔，并拉大注漿間距，通過分批次，分階段的進(jìn)行注漿。最突出的特點(diǎn)就是以一個(gè)出水點(diǎn)為中心，建立外圈形成一個(gè)有壓力差的注漿梯度，確保注漿封堵成功[4]。

3.2 注漿施工工藝和方法

制定符合施工設(shè)計(jì)的施工工藝和方法[5]，在施工的過程中要特別注意施工組織的安排，一個(gè)不適當(dāng)?shù)牟襟E就有可能造成注漿工程的失敗，因此，按照具體方案要求，建立注漿施工的技術(shù)路線，具體如圖1。

圖1 注漿施工技術(shù)路線圖

由注漿施工技術(shù)路線圖，對(duì)注漿施工的具體共施工工藝進(jìn)行分析，主要從雙漿液控制注漿和分批次分階段注漿2個(gè)方面進(jìn)行說明。雙漿液控制注漿是目前最為常用且為有效的方法之一[5]，雙漿液注漿是通過控制水泥漿液和水玻璃的量進(jìn)行注漿的一種方式，如圖2所示，水泥漿液在注漿之前配制完成，通過注漿機(jī)進(jìn)行注漿，注漿的過程根據(jù)涌水量的大小以及壓力表值的大小進(jìn)行控制水泥漿液和水玻璃量的多少，涌水量較大，水泥漿液和水玻璃注入的量大，當(dāng)壓力表值達(dá)到0.7～1MPa停止注漿。

圖2 雙漿液注漿示意圖

分批次分階段注漿方案是解決裂隙封堵不完整的關(guān)鍵方法，分批次分階段的核心就是以一個(gè)注漿孔為中心，注漿完畢后，距中心鉆孔一定的距離進(jìn)行鉆孔注漿，觀測(cè)涌水處的涌水情況，并觀察周圍是否有重新涌水情況，根據(jù)工程具體情況，判定是否進(jìn)行第2次外圍注漿，最后使注漿達(dá)到效果要求。在注漿施工的過程中，還要注意以下幾個(gè)方面，鉆孔的過程中，保證孔位的正確，盡量是注漿孔能夠達(dá)到裂隙所在位置，防止孔位方向出現(xiàn)偏差；另外，鉆孔中保持低速鉆機(jī)，防止出現(xiàn)塌孔，造成孔位浪費(fèi)[6]。

4 注漿效果檢驗(yàn)

注漿結(jié)束后，對(duì)注漿效果進(jìn)行檢驗(yàn)，采用檢查孔涌水量檢驗(yàn)法，檢查孔法就是通過在布孔部位預(yù)留檢查孔來監(jiān)測(cè)注漿效果，檢查孔的主要評(píng)定指標(biāo)是檢查孔隨著注漿的進(jìn)行，檢查孔出水量的大小來評(píng)定注漿效果的成敗[7]。按照注漿孔分批次多孔注漿的設(shè)計(jì)要求，因此在檢查孔的布設(shè)上，為了更加使檢查孔更能反映出注漿效果，采用靠近注漿孔設(shè)置檢查孔布置，共設(shè)置M1～M4檢查孔來檢驗(yàn)注漿效果。在注漿過程中和注漿后的30d內(nèi)，對(duì)檢查孔的出水量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)頻率為2d。具體得到的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)如圖3所示。

圖3 M1～M4檢查孔出水情況

通過圖3中可以看出：

1)在對(duì)檢查孔的進(jìn)行出水統(tǒng)計(jì)，出水情況得到了很好的抑制。

2)從整體來看，注出水情況顯著得到遏制。

3)平緩下降階段，這一段持續(xù)7d左右，主要的出水點(diǎn)被堵住以后，隨著漿液的注入，一般巖體內(nèi)部的裂隙開始被封堵，這是這一段出水下降的主要原因。

4)趨于穩(wěn)定階段，注漿結(jié)束后，漿液凝固，出水很少或者不出水，說明采用分批次多孔注漿效果明顯[8-9]。

5 結(jié) 論

壩基涌水滲水問題對(duì)水庫壩基工程造成了巨大威脅，文章通過對(duì)湯河水庫壩基涌水病害進(jìn)行了研究分析，基于壩基地質(zhì)條件，提出了注漿封堵方案，研究分析了注漿的關(guān)鍵技術(shù)，采用雙漿液注漿法與分階段分批次注漿，起到了良好的效果，涌水量大幅下降，由一開始56 m3/h下降到1 m3/h，注漿效果明顯，保證了水庫壩基工程能夠順利安全施工，并且對(duì)類似工程提供有益的參考。

[1]張?jiān)?，侯鍇.鬧德海水庫防洪標(biāo)準(zhǔn)復(fù)核評(píng)價(jià)分析[J].黑龍江水利科技，2009(03):134-136.

[2]沈英浩，楊桂紅.鬧德海水庫防洪標(biāo)準(zhǔn)復(fù)核評(píng)價(jià)[J].水利科技與經(jīng)濟(jì)，2010(03):319-321.

[3]賈克霞，朱紅月.水利工程中混凝土防滲墻施工技術(shù)研究[J].黑龍江水利科技，2012(11)：125-126.

[4]劉玉娟，文靜，王海蕾.淺淡混凝土耐久性.[J]].科技信息.2012.23(07)，190-191.

[5]胡耀光，李紹平.塊澤河水電站壩基高流速，大流量涌水處理技術(shù)[J].云南水力發(fā)電，2013，29(05):76-80.

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[7]賴春芳.寶珠寺水電站壩基特殊地質(zhì)部位深孔固結(jié)注漿處理[J].西北水電，1997(03):45-50.

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[9]宮正.遼西礦區(qū)廢棄地水土保持技術(shù)研究[J].水土保持應(yīng)用技術(shù)，2015(04)：10-12.

2016-08-16

艾洪霞(1978-)，女，遼寧遼陽人，工程師。

1007-7596(2016)09-0036-02

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