白虎潭水庫壩基工程技術(shù)研究

魏常琦 張焱

摘 要：本文分析了白虎潭水庫壩的組成，以壩體的構(gòu)成、工程地質(zhì)及水文地質(zhì)解釋了工程技術(shù)需要注意的地方，對施工效果進(jìn)行分析。通過研究得出：白虎潭水庫壩基工程對波速物探檢測、固結(jié)灌漿、帷幕灌漿設(shè)計(jì)達(dá)到了要求。

關(guān)鍵詞：壩基處理；波速檢測；壓水試驗(yàn)

中圖分類號：TV551.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）08-0064-02

The White Tiger Lake Reservoir Dam Foundation

Engineering Technology Research

WEI Changqi ZHANG Yan

（Henan Water & Power Engineering Co.， Ltd.，Zhengzhou Henan 450016）

Abstract： This paper analyzed the composition of the white tiger lake reservoir dam， the dam construction， engineering geology and hydrology geology explain the engineering need to pay attention to， the construction effect analysis. It was concluded from the study that the white tiger lake reservoir dam foundation engineering geophysical detection on the wave velocity， consolidation grouting， curtain grouting design met the requirements.

Keywords： dam foundation treatment；wave velocity detection；water pressure test

1 工程概況

白虎潭水庫壩址位于河南省靈寶市黃河一級支流弘農(nóng)澗河的支流東澗河上，水庫規(guī)劃以城市供水為主，兼有防洪、發(fā)電和灌溉等功能。水庫控制流域面積116km2，水庫規(guī)劃總庫容999萬m3，興利庫容597萬m3。該水庫樞紐主要由大壩、排沙洞、供水引水口及下游電站等組成。

大壩為碾壓混凝土重力壩，壩頂長度180.5m。大壩頂高程726.3m，壩頂寬6.5m，大壩建基面高程650.0m，最大壩高76.3m。大壩上游壩坡豎直，692.0m高程以下設(shè)1∶0.15斜坡，迎水面為二級配碾壓混凝土防滲面板，厚度2.0～8.15m。大壩下游坡采用1∶0.78。

2 壩基工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件

2.1 地層巖性

壩基地層巖性為中元古界熊耳群許山組流紋斑巖，深灰色、灰綠色，斑狀結(jié)構(gòu)，流紋狀構(gòu)造，局部有球狀或塊狀構(gòu)造。斑晶主要有正長石、斜長石及石英，基質(zhì)為霏細(xì)及顯微晶結(jié)構(gòu)，其成分和斑晶基本相同。由于長石斑晶的局部富集，或基質(zhì)中含斜長石及角閃石等鐵錳礦物較多，顆粒較粗，結(jié)合力低，以及后期遭受構(gòu)造應(yīng)力作用等影響，在巖體內(nèi)部常形成一些窩狀或帶狀強(qiáng)風(fēng)化體。

2.2 地質(zhì)構(gòu)造

2.2.1 斷層。庫區(qū)有數(shù)十條規(guī)模不等的斷層，一般規(guī)模較小，其中斷層F11、F18、F20、F42、F51規(guī)模較大。

2.2.2 裂隙節(jié)理。開挖巖體中節(jié)理裂隙較發(fā)育，多平直。局部分布有少量弧狀裂隙，該類裂隙規(guī)模小，產(chǎn)狀、分布無規(guī)律。巖體中隱伏裂隙發(fā)育，且具有規(guī)模小、數(shù)量多、產(chǎn)狀無規(guī)律的特點(diǎn)。在受外力作用如震動、風(fēng)化等影響后易暴露顯現(xiàn)。局部發(fā)育節(jié)理密集帶，節(jié)理間距10cm左右，多呈閉合或微張開狀態(tài)。

2.3 巖土體的透水性

依據(jù)壩址區(qū)12個(gè)鉆孔約85段壓水試驗(yàn)資料，對巖體、斷層及影響帶的透水性進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

2.4 壩基巖體質(zhì)量評價(jià)

為調(diào)查開挖結(jié)構(gòu)面厚度、軟弱帶的位置等，壩基開挖后對壩基9個(gè)鉆孔進(jìn)行聲波（縱波）測井，并對壩基巖體進(jìn)行地震縱波速度測試。順河向布置3條測線，平行壩軸線布置3條測線，呈“田”字型。據(jù)聲波測孔資料顯示，壩基上部0.5～1.0m，局部2.0m，縱波波速范圍值2 688～3 298m/s，平均值2 900m/s，松動爆破帶縱波波速較低，巖體為弱風(fēng)化。建基面1m（局部2m）以下，縱波波速范圍值3 247～6 757m/s，平均值4 962m/s，巖體為微風(fēng)化[1]。

3 壩基處理方案

對壩基局部松動巖塊、強(qiáng)風(fēng)化巖體進(jìn)行清除，將突出的巖石尖角、陡坎等作為重點(diǎn)清除項(xiàng)目，按照設(shè)計(jì)要求處理。

壩基斷層處理方案：以斷層寬度向兩側(cè)各延伸0.5m處向上1∶0.5放坡，開挖深度以不小于斷層寬度的2倍控制；開挖后進(jìn)行微膨脹混凝土換填。順河道斷層需要重點(diǎn)處理：從壩軸線下游5m處至大壩前趾外1m范圍內(nèi)，開挖深度不小于1.5m。受斷層影響嚴(yán)重的破碎帶及強(qiáng)風(fēng)化區(qū)域，向下應(yīng)進(jìn)行混凝土換填處理，換填深度不小于2m。

4 效果評價(jià)

4.1 固結(jié)灌漿效果

4.1.1 波速試驗(yàn)檢測。固結(jié)灌漿完成后，采用聲波投射法檢測基巖波速，隨機(jī)布置5個(gè)檢測孔。其試驗(yàn)成果為ZK1～ZK2，間距為1.01m，檢測孔深18.75m，波速范圍值4 027～5 465m/s，平均值4 849m/s；ZK3～ZK4，間距為0.9m，檢測孔深12.25m，波速范圍值4 148～5 529m/s，平均值4 850m/s；ZK3～ZK5，間距1.823m，檢測孔深12.25m，波速范圍值4 475～5 854m/s，平均值5 269m/s。施工設(shè)計(jì)波速為不小于4 000m/s，滿足設(shè)計(jì)要求。

4.1.2 壓水試驗(yàn)檢測。為檢測壩基固結(jié)灌漿效果，灌漿后布置3個(gè)鉆孔進(jìn)行壓水試驗(yàn)。其試驗(yàn)成果為：ZK6孔深5.8m，試驗(yàn)段長度5.0m，透水率0.79Lu；ZK7孔深10.9m，第一段試驗(yàn)長度6m（0.9～6.9m），透水率0.49Lu，第二段試驗(yàn)長度4m（6.9～10.9m），透水率0.74Lu；ZK8孔深14.0m，第一段試驗(yàn)長度5m（4～9m），透水率0.88Lu，第二段試驗(yàn)段長度5m（9～14m），透水率0.19Lu。設(shè)計(jì)透水率為3Lu，滿足設(shè)計(jì)要求。

4.2 帷幕灌漿效果

帷幕灌漿施工結(jié)束后，布置檢查孔進(jìn)行壓水試驗(yàn)，壓水試驗(yàn)按三級壓力、五個(gè)階段法進(jìn)行，壓水試驗(yàn)壓力分別為0.3、0.6、1.0、0.6、0.3MPa。檢查結(jié)果表明，透水率遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)透水率3Lu。檢查孔的壓水試驗(yàn)表明，所采用的設(shè)計(jì)布置、灌漿壓力、灌漿材料、灌漿方法及施工工藝是合理的、可行的，帷幕的防滲能力達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

5 結(jié)論

對壩基缺陷部位采取置換混凝土、固結(jié)灌漿、帷幕灌漿等工程處理措施后，壩基巖體整體性、均勻性得到了改善，壩基的承載力、抗變形能力和防滲能力得到了增強(qiáng)。波速物探檢測、壓水試驗(yàn)檢測結(jié)果表明固結(jié)灌漿、帷幕灌漿均滿足設(shè)計(jì)要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]張效祖，牛天武，張蕾.金盆水利樞紐工程攔河壩壩基固結(jié)灌漿施工[J].陜西建筑，2011（8）：62-65.