基于泡子沿水庫壩體及壩基滲漏處理的研究

劉成剛

(遼寧法庫縣水利局， 遼寧 法庫 110400)

基于泡子沿水庫壩體及壩基滲漏處理的研究

劉成剛

(遼寧法庫縣水利局， 遼寧 法庫 110400)

針對泡子沿水庫壩體有水浸現象，水庫淤積嚴重，水庫蓄水能力降低，下游壩腳處多處產生滲漏現象等險情，通過地質勘察找出原因，通過兩種方案比較,選擇高壓噴射灌漿方案形成覆蓋層的方式處理滲漏問題，旨在為相關水利工程提供參考。

壩基滲漏; 工程地質; 方案; 泡子沿水庫

1 概 況

泡子沿水庫位于法庫縣柏家溝鎮泡子沿村，建于遼河支流王河上游，屬中型水庫，總庫容為4760萬m3。建庫蓄水后，壩基有滲水現象。特別是主壩老河道段與副壩段，當庫水位抬高時，壩后形成沼澤地。如：1960年汛期庫水位106.5m時，主壩原導流段20m范圍內壩后滲流與24h達80m3，出現了管涌和砂沸現象，壩頂沉陷10cm。汛后雖然做過修補，但仍然漏水不止。

1981—1982年對大壩壩基滲涌地段做了水泥黏土灌漿，但收效甚微。1983年對主壩壩基砂層進行高壓灌漿，處理壩長約64m，鉆灌漿孔32個，形成了防滲帷幕，取得了一定的防滲效果。

2 工程地質

2.1 主壩壩體

巖性為粉質黏土，塑性指數為12.6～17.7，平均為14.1。干密度一般為1.59～1.67g/cm3，平均值為1.64g/cm3。滲透系數為2.5×10-4～5.8×10-8cm/s，平均為5.2×10-5cm/s。天然含水量為15.0%～22.2%，平均為19.6%。孔隙比0.59～0.68，平均為0.63。液性指數一般為0.29～0.36，呈可塑狀態。上述指標說明，主壩壩體質量總體來看是比較好的。

2.2 主壩壩基

地層自上而下分別為：第①層粉質黏土：壩基座落在該層之上。灰褐色中有黃褐色條紋含云母碎片，局部夾黏土，多呈可塑狀態，局部為流塑狀態。該層在壩基部位分布不穩定，多分布于原主河床部位，最大層厚3.2m，一般較薄，自壩基向背水側厚度增大，且局部夾淤泥質粉質黏土及粗砂、礫砂、圓礫透鏡體。

第②層礫砂：夾粗砂及圓礫。灰白色，飽和，僅在原河床部位出現，揭露于A2、A3孔及壩下T1、T2、T3孔。在原河床部位厚度最大為0.80m，向主壩兩岸延伸后尖滅。

第③層全風化巖：淺肉紅色、肉紅色。系中、粗粒花崗巖全風化而成，顆粒組成不均，多呈礫砂狀，夾圓礫及粗砂，不均勻系數平均為8.6。礦物成分主要為長石、石英及暗色礦物黑云母。該層分布穩定，層厚1.6～8.5m，平均厚5.33m，在原河床部位最厚，向兩岸漸薄。

第④層強風化花崗巖：淺肉紅色、肉紅色。中、粗粒，全晶質結構，塊狀構造。主要由長石、石英及暗色礦物黑云母組成，局部由于受構造及后期巖脈侵入影響，微顯片麻狀。該層分布廣泛，層厚較穩定，一般為2.90～5.50m，平均厚4.60m。巖石質量指標RQD值一般為7.4%～20.0%，巖體較破碎，說明巖體節理裂隙發育。

第⑤層弱風化花崗巖：下伏于第④層強風化花崗巖，本次勘察未穿透。巖石質量指標RQD值一般為16.0%～42.0%，巖體完整性差，較破碎，稍好于④層巖體。

主壩壩基各巖土層滲透性見下表。

主壩壩基各巖土層滲透性表

2.3 副壩壩體

巖性為粉質黏土，塑性指數為12.1～18.3，平均為13.9。天然干密度一般為1.60～1.71g/cm3，平均為1.66g/cm3。滲透系數為2.0×10-4～1.4×10-7cm/s，平均為4.1×10-5cm/s。天然含水量為16.7%～23.6%，平均為19.5%。孔隙比0.56～0.68，平均為0.61。液性指數一般為0.25～0.35，呈可塑狀態。上述指標說明，副壩壩體土質較均，碾壓質量較好。

2.4 副壩壩基

地層巖性自上而下分別為：

第①層粉質黏土：黃褐色—灰色，分布在整個副壩壩基下，厚度8～9m，土質不均，多呈可塑狀態，局部為軟塑～流塑狀態。在A6～A9勘測孔之間于該層頂部尚分布有筑壩清基時殘留的厚0.2～0.4m的粗砂薄層，壩體即座落于其上。

第②層礫砂：灰白色，飽和，層厚3.0～4.7m。該層普遍夾有一層粉質黏土，飽和，呈可塑狀態，厚0.2～0.6m。

第③層全風化巖：巖性及物質組成等同主壩。其底面高程變化較大，為52～65m，層厚2～16m。在A6～A7孔間形成深風化囊，向兩側漸薄。

第④層強風化花崗巖：其巖石質量指標RQD值為0～43.0%，巖體破碎—較破碎，說明巖體節理發育。

第⑤層弱風化花崗巖：下伏于第④層強風化花崗巖，本次勘察未穿透。巖石質量指標RQD值一般為20.0%～34.0%，巖體完整性差較破碎，稍好于④層巖體。

3 處理方案

3.1 方案比較

對主、副壩壩基透水覆蓋層，處理方案有混凝土防滲墻、高壓噴射灌漿等方法。

a.建造混凝土防滲墻需開槽(或槽孔)，澆水下混凝土。工程量較大，造價偏高。對于封堵滲漏通道易做到，形成墻體厚度均勻連續，防滲性能好，但砂性土中較難固槽壁，施工時受環境影響較大并有損壩體整體性。

b.高壓噴射灌漿通過鉆孔噴射水泥漿成墻。形成墻體厚度均勻連續，與原壩結合緊密，不釋放地基應力。對壩基裂隙有充填作用，方法簡單易行，價格適中，墻體的抗滲性滿足土壩防滲要求。但施工中有一定漿液浪費。

3.2 方案選擇

上述二種處理方案中，混凝土防滲墻雖有損壩體的整體性，但可一次性徹底解決滲漏問題。自20世紀50年代月子口水庫建成以來，混凝土防滲墻一直是我國土石壩砂礫石壩基防滲加固的主要措施。施工技術簡單，施工工藝成熟。但造價較高，目前混凝土防滲墻單價約為1200元/m2左右，而高噴灌漿單排單價約為300元/m2。高噴灌漿在不開槽情況下能形成理想性狀防滲體，適應壩基變形能力強。而且泡子沿水庫主壩1983年進行過32孔高壓噴射灌漿，形成了防滲帷幕，取得了一定防滲效果和經驗。本次初步設計暫推薦高壓噴射灌漿方案進行覆蓋層處理。

考慮到主、副壩壩后有多處管涌漏水點，形成大片沼澤，滲漏情況較嚴重。需采用雙道高噴防滲墻加固處理。

主、副壩基巖透水地層采用帷幕灌漿處理。考慮到全風化巖滲透性較大，為強透水層，初步設計推薦采用雙排防滲帷幕。

3.3 灌漿范圍

3.3.1 主壩覆蓋層

由于主壩壩基覆蓋層為原主河床地段，且厚度較薄，在第①層粉質黏土和第②層砂礫石的接觸面及壩清基不徹底層面，都存在接觸滲流的可能性，因此主壩壩基整個覆蓋層應為重點處理部位，全部做高噴灌漿處理。

所形成的防滲墻體頂部插入壩體深度為1.5m，底部伸入基巖0.5m，兩端與壩肩巖體相接。

3.3.2 副壩覆蓋層

由于副壩壩基覆蓋層存在厚8～10m的粉質粘土層，從地勘結果看，此層微透水，可不進行處理。此層上部的清基殘留厚0.2～0.4mm粗砂薄層，其下部為厚3.0～4.7m礫砂層，需進行防滲處理。因此形成的防滲墻體由兩部分構成，即封閉清基殘留砂層懸掛防滲墻和封閉砂層防滲墻。

3.3.3 主副壩基巖

主副壩壩基第③層全風化巖，具有強透水性，須進行帷幕灌漿。其下強、弱風化巖層，弱透水性，施工時可根據先導孔壓水試驗由巖石灌漿規范呂榮值指標控制是否灌漿。兩端由于全風化巖分布較廣，無尖滅點，處理時考慮兩壩肩繞壩滲漏及副壩輸水洞周圍有接觸滲漏情況，在主副壩原有長度上暫向兩端各延伸50m，待施工時根據具體情況進行調整。

4 結 語

泡子沿水庫滲漏處理措施為：主壩上層高噴灌漿處理壩段長200m，最厚處達4m；主壩下層帷幕灌漿處理壩段長700m，最厚處達6m；副壩上層高噴灌漿處理壩段長680m，最厚處達5m；副壩下層帷幕灌漿處理壩段長900m，最厚處達18m。主壩下游干砌石棱體排水已失效，重建棱體排水不僅開挖面大，且對原壩體擾動較大，變更為將原棱體排水表層拆除，改建貼坡排水。通過滲流穩定分析，經計算滲透比降小于允許比降，滲流安全。

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[5] 許玉景,黃福才.天津濱海地區平原水庫軟土壩基穩定分析[J].海河水利,2004(1).

Research on dam body and dam foundation seepage treatment based on Paoziyan Reservoir

LIU Chenggang

(Liaoning Faku County Water Conservancy Bureau, Faku 110400, China)

Since Paoziyan Reservoir surfers from the following risks such as water seepage phenomena on the dam body, serious reservoir sedimentation, reservoir water storage capacity reduction, multiple seepage phenomena at the root of downstream dam. Reasons are discovered through geological survey. Two plans are compared. High pressure jet grouting plan should be selected for treatment of seepage problem on the covering layer, thereby providing references for related water conservancy projects.

dam foundation seepage; engineering geology; plan; Paoziyan Reservoir

10.16616/j.cnki.10-1326/TV.2016.06.009

TV543

A

2096- 0131(2016)06- 0027- 03