分析某水庫壩肩及壩基處理方案

許軍(甘肅秦隴水利工程有限公司，甘肅　蘭州　730000)

分析某水庫壩肩及壩基處理方案

許軍
(甘肅秦隴水利工程有限公司，甘肅蘭州730000)

水庫大壩壩肩和壩基滲漏的處理，一直是水庫后期保養(yǎng)和維修工作中的重點和難點。本文以某水庫的壩肩及壩基處理為案例，探討了水庫壩肩壩基處理方案的選擇原則和其施工要點，為水庫壩肩壩基處理方案的選擇和施工提供資料參考。

水庫；壩肩；壩基；處理方案

甘肅深居我國內(nèi)陸，其區(qū)域內(nèi)分布有黃河、長江和內(nèi)陸河等九個水系，擁有者極為龐大的水資源總量。但甘肅省地處黃土高原、青藏高原和內(nèi)蒙古高原三大高原的交匯地帶，卻有著海拔高、地形復(fù)雜的特點。這導(dǎo)致甘肅省內(nèi)大部分流域和地區(qū)被黃土覆蓋，植被稀疏，水土流失嚴(yán)重，河流含沙量大。甘肅省的這一特點，使得當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)用水極為缺乏。隨著西北大開發(fā)戰(zhàn)略的不斷推進(jìn)，為了促進(jìn)甘肅省農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，大量水庫水利工程上馬。但由于甘肅省特殊的地形地貌條件，在水庫壩肩和壩基施工中經(jīng)常要采取一定的防滲技術(shù)處理，提高水庫大壩的施工質(zhì)量和使用壽命。隨著人們對水利工程施工質(zhì)量和安全性要求越來越高，如何做好水庫壩肩和壩基的處理，已經(jīng)成為水利施工建設(shè)企業(yè)亟需解決的問題。筆者以甘肅某水庫工程為對象進(jìn)行分析與研究，探討水庫壩肩和壩基處理方案的優(yōu)選和設(shè)計。

一、某水庫工程概況

某水庫工程主要建設(shè)目的用于防洪和下游灌溉供水，由于該水庫流域由于含沙量大，洪水發(fā)生幾率高，因而在水庫防洪標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計時提高防洪標(biāo)準(zhǔn)到百年級別。本項目通過細(xì)致的地質(zhì)勘測，基巖巖性為凝灰質(zhì)泥巖，強(qiáng)化曾厚度達(dá)到6m，不透水基巖以下埋藏深度達(dá)到30～70 m。項目左壩肩巖層的走向和壩軸線約成37°夾角，巖層產(chǎn)狀305°～310°SW＜40°。右壩肩表層為洪積粉土、風(fēng)積黃土，下部為沖積砂卵礫石。坡腳處堆積4m厚度碎石土，強(qiáng)風(fēng)化層厚度約6 m，相對不透水層基巖面以下埋藏深度25～60 m。河床基礎(chǔ)為第四系沖積砂卵礫石層，結(jié)合探測資料厚度約20 m，是強(qiáng)透水層，滲透系數(shù)為K=2.66～3.2410-2cm/s。

二、壩肩壩基滲漏成因和處理方案

（一）壩肩滲漏的原因分析和處理方案分析

綜合本項目的施工資料與當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)勘探結(jié)果，本項目壩肩和壩基滲漏的原因主要有以下幾種。第一中可能原因，是在大壩施工中，忽視了壩基清理工作，使得壩基清理工作不到位，最終導(dǎo)致壩基基礎(chǔ)帶方向出現(xiàn)滲漏，影響工程質(zhì)量。第二種可能是項目在建設(shè)中，防滲處理工作不到位。如果防滲處理工作質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，會導(dǎo)致滲漏沿著風(fēng)化基巖和構(gòu)造方向發(fā)展，最終釀成事故和問題。本項目施工中需要與兩岸山體連接，項目投入使用后，如果出現(xiàn)繞壩滲漏現(xiàn)象，可以斷定項目在建設(shè)中山體連接施工出現(xiàn)質(zhì)量問題。由于本項目壩基和壩肩滲漏現(xiàn)象已經(jīng)發(fā)生，如果不采取有效的措施進(jìn)行處理，必然會導(dǎo)致滲漏面積逐漸增大，帶來巨大的安全隱患，給下游灌溉和防洪工作帶來問題。由于壩肩和壩肩滲漏處理工期較差，工程量大，因而滲漏處理方案需要綜合工程現(xiàn)狀設(shè)計。在本項目中采用了“上截下導(dǎo)”的施工方案，對上游滲水予以截斷，下游滲水有效導(dǎo)出，并綜合應(yīng)用大開挖方案和振沖樁技術(shù)等。

1.灌漿方案和技術(shù)參數(shù)的選擇。灌漿施工技術(shù)在大壩滲漏處理中應(yīng)用比較廣泛，本項目案例中也應(yīng)用該施工方法。在灌漿技術(shù)應(yīng)用中，首先對鉆孔方法、帷幕灌漿處理等進(jìn)行可行性分析，并通過計算分析和現(xiàn)場實驗討論技術(shù)的可行性。在鉆孔灌漿施工中，選擇地址較好的位置排孔，并對斷層和裂隙不穩(wěn)布置輔助孔。灌漿深度是根據(jù)基巖透水性設(shè)計的，因此不同壩段的灌漿深度有一定的差別。

2.大開挖方案的選擇與分析。大開挖就是通過開挖施工，清除壩體滲漏不穩(wěn)松散巖體。大開挖施工雖然效果較好，但工程量大，并且經(jīng)濟(jì)性較差。因而在本項目中大開挖技術(shù)主要應(yīng)用于滲水嚴(yán)重，無法采取其他技術(shù)的處理中。大開挖施工中首先對壩殼基礎(chǔ)不穩(wěn)進(jìn)行清理，將碎石、黃土等清除干凈，降低了壩基縱向滲水的強(qiáng)度。心墻基礎(chǔ)兩側(cè)巖石開挖1:0.5，通過反濾材料和過濾材料的應(yīng)用實現(xiàn)了對滲水的處理。斷層位置則全部挖出，并采用混凝土回填估計技術(shù)灌漿處理。在開挖處理中，包括心墻基礎(chǔ)和底部分別予以鋪蓋固結(jié)灌漿和混凝土蓋板澆筑，以提高壩體強(qiáng)度并降低其滲水發(fā)生率。大開挖施工方案雖然有著成本高、工程量大的缺點，但其能夠有效的保證施工安全和治理效果。如果選擇該施工方案，可以配合現(xiàn)代的大型設(shè)備使用，來降低其對工期、造價和成本的影響。

3.振沖樁方案。振沖樁方案與開挖方案在實施上有很多相似之處，其與開挖方案最大的不同就是壩殼基礎(chǔ)的處理只做表面清理工作，并通過布置振沖碎石樁來增加河床地基的致密性，并實現(xiàn)排水降壓的目的。振沖碎石樁方案相比于大開挖方案，能夠有效提高地基質(zhì)量，并有著工程量小的優(yōu)勢。但由于振沖樁處理技術(shù)很難做到對施工質(zhì)量的量化分析，而且很多施工項目難以直觀判斷施工結(jié)果，無法有效保證河床基礎(chǔ)的穩(wěn)定滲透。除此之外，該技術(shù)由于沒有開發(fā)方案成熟，并且成本要高于開挖方案，因而其在本項目中的應(yīng)用具有一定局限性。

（二）壩肩和壩基處理施工技術(shù)要點

為了提高水壩壩基和壩肩處理質(zhì)量，并綜合處理效果、經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)等因素，本項目選擇了大開挖施工方案。在大開挖施工中，加大了對灌漿處理技術(shù)的應(yīng)用和管理水平。在施工中，建立了有效的現(xiàn)場巡查制度，及時發(fā)現(xiàn)并對跑漿等問題。在斷裂構(gòu)造中，還特意將防滲帷幕布置為雙排，并采用了西水泥漿，提高對斷裂帶和微小裂隙的處理質(zhì)量。本項目在施工中還提高了對資料整理工作的重視，為施工工藝的改進(jìn)和大壩保養(yǎng)維護(hù)提供資料。

綜上所述，雖然水庫大壩施工技術(shù)不斷進(jìn)步，大壩施工質(zhì)量與日提高，但受技術(shù)、人才和自然環(huán)境等因素影響，水庫壩肩壩基滲漏現(xiàn)象，在甘肅地區(qū)十分常見。為了確保水庫防洪安全，并為下游農(nóng)業(yè)發(fā)展提供可靠的灌溉供水，當(dāng)大壩出現(xiàn)滲漏問題時，一定要及時處理解決。本大壩通過詳細(xì)的技術(shù)探討，最終以大開挖基礎(chǔ)為基礎(chǔ)對壩肩和壩基進(jìn)行處理，取得了滿意的成果，達(dá)到了發(fā)包單位的合同要求，具有一定的借鑒和參考價值。

（編輯：魏翔）

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1673-9019(2016)22-0036-02

2016-10-12

許軍（1973-），男，甘肅會寧人，工程師，主要從事水利水電施工管理工作。