湯泉水庫(kù)滲漏評(píng)價(jià)及對(duì)策研究

□熊曉芹

湯泉水庫(kù)位于赤城縣城西北部4.5km處，系潮白河水系白河支流湯泉河上的一座以防洪、灌溉為主的?。?）型蓄水工程。水庫(kù)主要由大壩、溢洪道、灌溉洞、電站等建筑物組成。該庫(kù)始建于1958年，當(dāng)年施工當(dāng)年蓄水?？偪刂屏饔蛎娣e348km2，原設(shè)計(jì)總庫(kù)容795萬(wàn)m3，2008年最后一次除險(xiǎn)加固后防洪標(biāo)準(zhǔn)由原來(lái)的20年一遇提高到50年一遇設(shè)計(jì)、500年一遇校核，總庫(kù)容561.2 萬(wàn) m3。

1.湯泉水庫(kù)滲漏情況

湯泉水庫(kù)除險(xiǎn)加固前死水位120m，最高蓄水位122m，由于死庫(kù)容已淤滿，蓄水量?jī)H為20萬(wàn)m3。2007年冬季由縣政府出資對(duì)湯泉水庫(kù)實(shí)施了清淤，平均清淤深度1.5m，2008~2009年實(shí)施了除險(xiǎn)加固工程，除險(xiǎn)加固后經(jīng)運(yùn)行觀察，當(dāng)水庫(kù)水位高于120.5m時(shí)，在壩體二馬道上方閘門(mén)東北壩坡處即開(kāi)始出現(xiàn)輕微滲漏，隨著水位的提高滲漏在加重，且逐年在加重。

2.大壩滲漏評(píng)價(jià)

分析大壩滲漏原因，首先須查明滲漏通道在空間的分部規(guī)律，進(jìn)行滲流評(píng)價(jià)，進(jìn)一步對(duì)大壩滲漏進(jìn)行穩(wěn)定分析，做出評(píng)價(jià)。

壩體土主要為液限黏土，壩基覆蓋層主要為級(jí)配不良的圓礫，局部有卵石層，下部為偉晶巖體，第四系土層為沖、洪積而成。在勘探范圍內(nèi)巖土層共分為4層，根據(jù)土工試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)，各巖、土層參數(shù)建議值見(jiàn)表1。

根據(jù)室內(nèi)滲透試驗(yàn)與現(xiàn)場(chǎng)鉆孔注水試驗(yàn)分析評(píng)價(jià)各層巖土的滲透性。第一層壤土壩體滲透系數(shù)為2.34×10-7cm/s，壩護(hù)坡滲透系數(shù)為4.50×10-8cm/s；第二圓礫層滲透系數(shù)為5.2×10-2cm/s；第三層壤土滲透系數(shù)為4.4×10-8cm/s。第一層壤土臨界水力比降為0.997，第三層壤土臨界水力比降為1.074。

主壩壩體土質(zhì)為壤土。根據(jù)勘察報(bào)告結(jié)論，判斷壩體壤土的臨界滲透坡降為0.995，所以允許滲透坡降取0.5；圓礫層參考 “除險(xiǎn)加固初步設(shè)計(jì)報(bào)告”允許滲透坡降取0.2。各斷面滲流計(jì)算成果見(jiàn)表2。

經(jīng)計(jì)算，樁號(hào)0+230斷面（右壩肩斷面）滲透穩(wěn)定不滿足規(guī)范要求，易發(fā)生滲透破壞。計(jì)算成果基本與工程運(yùn)行及現(xiàn)場(chǎng)查勘情況相符，需采取工程措施處理，否則庫(kù)水位較高時(shí)，出滲水流將會(huì)淘刷右壩肩下游壩坡和壩腳，造成工程隱患。樁號(hào)0+150斷面（主槽最大壩高斷面）滲透穩(wěn)定滿足規(guī)范要求。

3.大壩防滲對(duì)策

根據(jù)典型斷面的計(jì)算結(jié)果并結(jié)合地形、地質(zhì)條件分析，右壩肩滲漏的主要原因是壩體與基巖之間存在透水的圓礫層。除險(xiǎn)加固工程對(duì)庫(kù)區(qū)清淤后，主壩上游淤積工程由120m降至118.5m，在右壩肩處接近透水層頂工程，滲漏量也隨之增大，同時(shí)該處下游坡出逸坡降大于允許坡降，右壩肩處滲透穩(wěn)定不滿足規(guī)范要求，存在安全隱患，應(yīng)對(duì)大壩右壩肩處采取工程措施。

表1 各巖、土層參數(shù)建議值表

表2 大壩滲流計(jì)算成果表

一般的防滲方法有兩種，一種是水平防滲，另一種是垂直防滲。從地質(zhì)剖面看，滲漏圓礫層在右壩肩處橫剖面上是貫通的，如果在大壩上游坡采取水平防滲方式鋪土工膜，只能延長(zhǎng)滲徑，不能完全截?cái)酀B漏通道，也不能有效地防止產(chǎn)生繞滲；從高處形狀看，除險(xiǎn)加固工程已對(duì)上游護(hù)坡進(jìn)行重新翻修，不宜拆除鋪膜。所以在此建議考慮采用垂直防滲方式，在透水圓礫層薄弱處截?cái)酀B漏通道。

結(jié)合水庫(kù)防滲層較深（河床部分防滲底高程距壩頂接近36m）、滲漏圓礫層粒徑較大（含卵石15~20%，最大粒徑大于108m）的工程地質(zhì)條件，通過(guò)方案比較，在眾多的垂直防滲法中采用抓斗造槽法自壩頂向下至基巖建造混凝土防滲薄墻解決湯泉水庫(kù)右壩肩滲漏問(wèn)題較為適宜?！?/p>