水城縣溝座水庫庫區滲漏問題分析及處理

廖文華

(貴州中水建設管理股份有限公司，貴陽 550003)

0 引 言

庫區滲漏對水庫正常蓄水有很大影響，應及時發現和處理，在具體工作中，需要在明確滲漏實際情況的基礎上，通過多方案比選，選出合適的處理方案，以保證滲漏處理的有效性。

1 水庫概況

溝座水庫工程位于貴州省六盤水市水城縣果布嘎鄉高石坎村西部約3.5km阿家開溝，距水城縣城約58.0km，距米籮鄉政府駐地10.0km，距果布嘠鄉約8.0km，地理位置為E105°00′-105°10′、N26°20′-26°30′之間。阿家開溝屬珠江流域西江水系北盤江的三級支流，一級支流為巴郎河，二級支流為干溝。本工程所在地有鄉村公路直通縣城，交通十分便利。

溝座水庫位于水城縣果布嘎鄉，所在河流阿家開溝屬珠江流域西江水系北盤江的三級支流，一級支流為巴郎河，二級支流為干溝。經初步設計階段復核，壩址以上集水面積4.28km2，多年平均徑流量318萬m3。水庫正常蓄水位為1681.50m，相應庫容為91.4萬m3；死水位1662.5m，死庫容6.49萬m3；校核水位為1683.12m，總庫容為105萬m3，調節庫容84.9萬m3，為年調節水庫。工程規模為小(1)型，工程等別為IV等。

溝座水庫工程建設內容有擋水建筑物，泄水建筑物，取水及沖砂建筑物、輸水管道及水池工程等，擋水建筑物為碾壓重力壩，最大壩高46.0m，壩頂開敞式溢洪道，凈寬20.0m，取水建筑物為壩前設置取水口，把體內埋管形式，管道直徑為900mm。輸水管道總長15.3km，水池12座。

2 水庫滲漏原因分析

溝座水庫工程于2015年11月開工建設，2017年9月，溝座水庫主體工程已經全部建成，水庫進入試蓄水階段，在蓄水水位至1664.0m高程后不再繼續上升，經參建各方多次現場踏勘及討論分析，認為水庫庫區存在滲漏問題。為查明水庫滲漏原因，通過對溝座水庫設計前期壩址區勘探鉆孔資料分析，庫區位于發育較好的玄武巖組地層中，庫區不應存在庫盆滲漏問題，但結合后期運行的情況和相關類似的工程經驗來看，該庫區存在一定的特殊性，通過對溝座水庫試蓄水過程、大壩上下游河道的水量測量成果、以及庫區物探、鉆探成果綜合分析，確認水庫滲漏位置位于右岸支溝1662m至庫尾基巖出露段[1]。

3 庫區滲漏處理方案

通過對庫區滲漏原因的分析，右岸主溝河床1662m至庫尾基巖出露段有分散型滲漏現象，須做防滲處理。根據下游邊界分析結果，右岸主溝河床1662m下部為正常庫盆，無滲漏，河床1651-1661.5m基巖直接出露，為便于施工并保證安全，將河床高程1661m處作為下游防滲邊界。根據上游防滲邊界分析結果，將庫尾基巖出露段作為上游防滲邊界。

由于該段河水從深厚覆蓋層中通過后和下伏(P2m)灰巖聯系，而(P2m)灰巖中地下水的實際埋深相對較大，以古牛河為最終排泄基準面，其高程為1000-1100m，比庫盆高程低很多。對此，單純采用垂直帷幕灌漿的方法無法滿足要求。

根據庫區地形地質條件，從施工難度相對較小，且可靠性高的角度選擇土工膜+上下游垂直帷幕灌漿的方案。具體為：對右岸支溝1662m河床高程以上至庫尾基巖出露處和兩岸坡校核洪水位高程以下采用土工膜防滲，頂部采用C15混凝土壓頂，在右岸支溝1662m處及庫尾處設置垂直防滲帷幕與土工膜形成封閉的防滲體系，帷幕灌漿兩岸接強風化下限與正常蓄水位交點，下限進入Lu≤5巖體兩段；對于庫尾積水溝處，設置消力池把來水引入庫區，防止尾水對土工膜的沖刷和破壞。處理區域的邊坡較為平緩，表層主要為粉質黏土和粉土夾少量碎石，為方便施工，在地形比較陡峭的部位通過挖填平衡來處理。

3.1 土工膜施工

1)土工膜的選取與搭接方式：通過對埋壓式、明鋪式、多層防滲式的對比，最終決定選取埋壓式土工膜對溝座水庫右支溝進行庫區的防滲；庫底、庫岸基礎處理驗收合格后鋪設復合土工膜，防滲復合土工膜選用聚乙稀(PE)復合土工膜(兩布一膜)，膜厚1mm，布重962g/m2。對于土工膜鋪設的高度，結合SLT231-1998的相關規定和實際情況，擬定以水庫校核洪水位作為土工膜鋪設的控制高程，土工膜與庫岸結構頂部連接處采用C15混凝土壓頂的方式，(土工膜與壓頂鏈接的方式采用嵌入的形式)；在整個防滲庫區持力層與土工膜防滲層之間設置反濾排水層(連續排水盲溝)。給合相關規范，每隔一定的寬度，采用褶皺的形式(褶皺次數2次，褶皺寬度為60cm)預留一定的伸縮寬度[2]。

2)土工膜的實施：根據地形情況來看：整個右支溝地質環境較為復雜，左右兩岸岸坡變化較大；局部岸坡為裸露的基巖，局部覆蓋層較深，且坡度較陡，庫盆寬度變化大，整體布局為：對岸坡整坪后坡度>1∶3的岸坡，采取岸坡修坡整坪后，用一層無紡土工布鋪設作為土工膜支持層使用，再鋪設復合土工膜，土工膜上部采用C15混凝土預制塊作為保護層和壓實蓋重；對于岸坡修坡整坪后坡度<1∶3的岸坡，岸坡較為平緩，岸坡修坡整坪后，鋪設20cm黏土作為支持層使用，頂部采用50cm細土壓實蓋重[3]。

3)土工膜的排水、排氣：對整個滲漏庫區，在支持層與土工膜防滲層之間設置反濾排水層，排水采取排水盲溝的形式，排水盲溝尺寸為50cm×50cm，排水盲溝內部采用砂卵石填充，內設dn90pvc打孔排氣管，排氣管伸出壓頂邊墻頂部，頂部略高于壩頂高程，高于壓頂邊墻頂部的排氣管采用C15混凝土進行外包，尺寸為40cm×40cm×80cm。

4)消力池：為防止右支溝庫尾來水對土工膜的造成沖刷和尾水進入土工膜下部對土工膜造成頂托，沿庫尾積水溝水流方向設置一消力池，該消力池池主要作用為引庫尾來水入庫。

3.2 帷幕灌漿施工

庫區帷幕灌漿施工工藝和大壩帷幕灌漿施工工藝基本相同。庫區帷幕灌漿在齒墻一期混凝土施工完成，且強度達到要求后進行。帷幕灌漿施工按照測量放樣→定孔位→鉆機就位→造孔→鉆至設計深度→試壓水→制漿→灌漿→移機的順序進行。

3.2.1 鉆孔

先根據設計要求放出孔位，然后用XU-100型回轉式鉆機按照序次進行鉆進，同時通過沖洗與壓水到達設計要求的孔深，鉆孔的傾斜度不能超過1.2°，孔徑在Φ75-110mm范圍內。對于鉆孔沖洗壓力，一般按灌漿壓力80%控制，待沖洗的回水達到潔凈后持續10min方可結束。

3.2.2 壓水試驗

每當鉆進達到5m時就要進行一次簡單的壓水試驗，持續壓水20min，期間每5min測度一次壓水流量，將最后一次得出的穩定流量作為依據對透水率進行計算。

3.2.3 灌漿

灌漿方法為按照從下到上的順序分段分序加密灌漿，孔距在6m以內的孔不可同時進行灌注，灌漿的漿液應按照從稀到濃原則逐級變換，當采用普通水泥漿液時，其水灰比有6個比級，即5∶1、3∶1、2∶1、1∶1、0.7∶1、0.5∶1，初灌時所用漿液的水灰比為5∶1；當采用細水泥漿液時，其水灰比有4個比級，即3∶1、2∶1、1∶1、0.5∶1。在實際的灌注施工過程中，如果灌漿壓力不變，而注入率不斷減少，或注入率不變，但壓力不斷升高，則不可對水灰比進行改變；在某個比級的灌漿材料實際注入量達到300L或注入持續時間達到30min，同時灌漿壓力與注入率都沒有明顯改變后，采用濃一個等級的漿液關注；如果灌入量>30L/min，則需要以具體情況為依據進行越級變濃。在灌漿過程中，應使用自動記錄儀進行記錄，在灌漿壓力滿足設計要求的情況下，如果灌漿段實際吸漿量<0.4L/min，則繼續灌漿30min，之后方可結束灌漿。

3.2.4 封孔

待全孔灌漿均完成后，通過壓力灌漿進行封孔。在漿液達到凝固以后，對孔中的污水與浮漿進行清理，然后用標號為M20的水泥砂漿及時回填至密實狀態。

4 結 論

1)為保證水庫能夠正常蓄水，必須重視解決庫區滲漏問題。

2)該工程所用庫區滲漏處理技術經過了實踐的考驗，處理效果良好，經濟適用，可為類似工程提供參考借鑒，實現預期的防滲目標。