鬧德海水庫除險(xiǎn)加固工程繞壩滲漏處理效果分析及完善措施

2017-05-09 17:54:27王鑫

黑龍江水利科技 2017年2期

關(guān)鍵詞：施工

王鑫

(遼寧省鬧德海水庫管理局，遼寧阜新 123000)

鬧德海水庫除險(xiǎn)加固工程繞壩滲漏處理效果分析及完善措施

王鑫

(遼寧省鬧德海水庫管理局，遼寧阜新 123000)

鬧德海水庫工程位于遼寧省阜新市彰武縣滿堂紅鄉(xiāng)，為防洪滯沙、城市工業(yè)與生活供水、農(nóng)田灌溉等綜合作用的大(2)型水庫。文章介紹了水庫概況，除險(xiǎn)加固前滲漏現(xiàn)狀，除險(xiǎn)加固中灌漿孔的布置情況。通過灌漿前后壓水試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)和灌漿后壩下直觀效果等施工數(shù)據(jù)找出原因，并說明繞壩滲漏處理的方法和達(dá)到的預(yù)期效果，論證灌漿方法的可行性，提出灌漿方式的完善措施。

鬧德海水庫；滲漏；灌漿；措施

1 工程概況

鬧德海水庫建于1938年，原設(shè)計(jì)為防洪滯沙水庫，是柳河上唯一一座已建大型控制性工程。建國后經(jīng)歷次加固改建，1997年除險(xiǎn)加固工程結(jié)束后，成為具有農(nóng)田灌溉、城市工業(yè)與生活供水、防洪滯沙等綜合作用的大(2)型水庫。

鬧德海水庫壩體為混凝土重力壩，主要由溢流壩段、擋水壩段、排沙孔和輸水洞等建筑物組成。大壩總長167m，壩頂寬度4m，最大壩高44.5m，溢流壩段設(shè)有5個(gè)排砂底孔，2個(gè)排砂中孔，輸水洞距離右壩頭50m，洞徑3m，向阜新提供城市和生活用水。

1.1 水庫大壩滲漏現(xiàn)狀

滲漏狀態(tài)左岸比右岸嚴(yán)重，冬季時(shí)在壩下180-400m范圍內(nèi)可觀察到大壩的兩側(cè)山體坡腳處斷續(xù)形成冰幕，高約3-5m，最長約30m，大壩的滲漏特點(diǎn)是露點(diǎn)多、滲流通道遠(yuǎn)。

根據(jù)水庫歷年實(shí)測數(shù)據(jù)分析可知，地下水位在兩壩端各點(diǎn)的實(shí)際觀測數(shù)據(jù)總體上呈“庫水位>上游水位>壩端水位>壩端下游水位”的狀態(tài)，表1為水庫加固前期勘察設(shè)計(jì)期間完成的一次觀測。

表2為繞壩滲流觀測數(shù)據(jù)匯總，觀測點(diǎn)時(shí)間為2001年、2003年和2006年，在表2中可以看出，在不同年的庫水位下，兩岸地下水位均存在一定的規(guī)律性。地下水位左壩端比右岸的低約7-8m。表3為1996-2003年繞壩滲流量實(shí)測記錄。

表1 繞壩滲漏觀測點(diǎn)記錄

表2 2001年、2003年、2006年各測點(diǎn)觀測記錄匯總表

表3 近幾年繞壩滲流量實(shí)測數(shù)值匯總表

從表3中的數(shù)據(jù)可以看出，近幾年來水庫大壩的繞壩滲漏量一直比較大，且隨時(shí)間的推移滲漏越來越大，例如滲漏量2003年的是1996年的7-9倍；由此可得出結(jié)論，觀測鬧德海水庫大壩數(shù)據(jù)、地貌都有很嚴(yán)重的繞壩滲漏問題的存在。

1.2 灌漿孔布置

1994年除險(xiǎn)加固工程中對(duì)大壩的壩基和岸坡進(jìn)行了灌漿處理，由于技術(shù)條件有限，當(dāng)時(shí)布孔為單排，防滲效果較差。經(jīng)勘察專家論證，現(xiàn)在水庫壩基巖體完整性較差，水庫內(nèi)庫水沿裂隙通道滲漏，且滲漏量與日俱增，已對(duì)大壩的安全與穩(wěn)定形成威脅。因此，建議對(duì)可能的滲漏部位進(jìn)行帷幕灌漿，灌漿孔布置成雙排孔。

鬧德海水庫除險(xiǎn)加固工程繞壩滲漏處理設(shè)計(jì)采用雙排帷幕灌漿，其中左岸帷幕線長度80m孔數(shù)85個(gè)(含后增加的4個(gè))，右岸長60m孔數(shù)61個(gè)。灌漿孔采用不等深雙排布設(shè)，其中下游排孔灌到150m高程線，排距0.7m，孔距2m；上游排孔灌至165.75m高程線。

按照業(yè)主要求和工期的安排，基礎(chǔ)處理公司先后兩次進(jìn)場進(jìn)行了施工，完成了全部設(shè)計(jì)施工任務(wù)。第一次進(jìn)場施工完成了全部左岸85孔的施工任務(wù)，完成了右岸41個(gè)孔的施工任務(wù)，僅右岸剩余了20個(gè)孔的工程量，位于帷幕線的右端部位，原因是因?yàn)楫?dāng)時(shí)右岸的輸水洞正在過水且也未曾作過灌漿處理，可能不利于防滲帷幕灌漿的效果，遂與業(yè)主商定待輸水洞停水灌漿處理后再行施工這剩余的20個(gè)孔不遲，且可望收到良好效果。

2 灌漿效果分析

2.1 灌漿前后壓水試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析

灌漿完成后對(duì)灌漿情況和壓水試驗(yàn)情況，按單元、按排序、按孔序進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，灌前各段的壓水試驗(yàn)情況如下：

右岸下游排(先施工排)：

一序孔分段壓水試驗(yàn)平均透水率為7.26-10.19Lu；

二序孔分段壓水試驗(yàn)平均透水率為5.01-8.19Lu；

三序孔分段壓水試驗(yàn)平均透水率為6.26-9.73Lu。

其中大于10Lu的段數(shù)為62段，占總段數(shù)244段的25.4%。

右岸上游排(后施工排)：

一序孔分段壓水試驗(yàn)平均透水率為3.62-20.38Lu；

二序孔分段壓水試驗(yàn)平均透水率為5.86-7.69Lu；

三序孔分段壓水試驗(yàn)平均透水率為5.36-5.69Lu；

其中大于10Lu的段數(shù)為30段，占總段數(shù)166段的18.1%。

左岸下游排(先施工排)：

一序孔分段壓水試驗(yàn)平均透水率為5.15-8.84Lu；

二序孔分段壓水試驗(yàn)平均透水率為6.17-13.16Lu；

三序孔分段壓水試驗(yàn)平均透水率為6.71-15.94Lu。

其中大于10Lu的段數(shù)為75段，占總段數(shù)362的27%。

左岸上游排(后施工排)：

一序孔分段壓水試驗(yàn)平均透水率為3.62-20.38Lu；

二序孔分段壓水試驗(yàn)平均透水率為2.83-4.34Lu；

三序孔分段壓水試驗(yàn)平均透水率為3.04-3.89Lu。

其中大于10Lu的段數(shù)為5段，占總段數(shù)224的2.2%。

灌漿后進(jìn)行檢查孔壓水試驗(yàn)，檢查孔壓水試驗(yàn)透水率總計(jì)84段，均小于5Lu；其中小于3Lu的82段，占97.6%。說明巖層的透水性降低到5Lu以下，灌漿效果達(dá)到設(shè)計(jì)防滲標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 灌入量分析

灌漿總孔數(shù)146個(gè)，灌漿段總進(jìn)尺4164.68m，總計(jì)灌入水泥512.09噸，平均單位注入量為123kg/m。按單元分序統(tǒng)計(jì)結(jié)果如下：

右岸下游排(先施工排)：

一序孔平均注入量在164.6 - 174.1kg/m范圍；總平均為211.5kg/m；

二序孔平均注入量在 76.4 - 282.3kg/m范圍；總平均為166.8kg/m；

三序孔平均注入量在 52.9 - 244.2kg/m范圍；總平均為125.4kg/m。

右岸上游排(后施工排)：

一序孔平均注入量在83-308kg/m范圍；總平均為163.3kg/m；

二序孔平均注入量在55.7 -311.3kg/m范圍；總平均為122.8kg/m；

三序孔平均注入量在 52.9-244.1kg/m范圍；總平均為61.2kg/m。

左岸下游排(先施工排)：

一序孔平均注入量在 129.1-264.2kg/m范圍；總平均為161kg/m；

二序孔平均注入量在 169.7-279.9kg/m范圍；總平均為 198.3kg/m；

三序孔平均注入量在 81.3 -157.4kg/m范圍；總平均為 105.1kg/m。

左岸上游排(后施工排)：

一序孔平均注入量在62.7-124.4kg/m范圍；總平均為66kg/m；

二序孔平均注入量在 50.2-67kg/m范圍；總平均為54.5kg/m；

三序孔平均注入量在43.2 -115.8kg/m范圍；總平均為47.9kg/m。

從排序、孔序統(tǒng)計(jì)，平均注入量得到有效的遞減，幅度較大。地層吃漿量由大到小依次遞減，說明灌漿取得良好的效果。

2.2 灌漿后壩下直觀效果分析

在灌漿處理前，壩下游兩岸山體在高程165m以下可見有地下水沿著節(jié)理或斷層滲出現(xiàn)象，個(gè)別部位較集中涌水，呈泉狀水流，每到冬季結(jié)冰，形成很壯觀的“冰瀑布”現(xiàn)象。在灌漿后觀察，上述現(xiàn)象有所減弱，但是未能得到很明顯的消除。我們分析了原因，并分析其對(duì)工程的不利影響程度和直觀上可允許的滲漏程度，然后采取相應(yīng)的處理措施，以期達(dá)到工程安全、可靠和直觀良好的雙重效果。