湯河水庫壩基涌水治理措施探究

艾洪霞

(遼寧省遼陽市遼陽灌區(qū)管理處，遼寧 遼陽 111000)

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湯河水庫壩基涌水治理措施探究

艾洪霞

(遼寧省遼陽市遼陽灌區(qū)管理處，遼寧 遼陽 111000)

通過對湯河水庫壩基涌水病害分析，研究了其涌水特點，建立了注漿治理涌水方案，優(yōu)化并采用了采用雙漿液注漿方案和分批次分階段注漿方法，采用檢查孔法檢驗注漿效果達到了預(yù)期水平，涌水量大幅下降，對水庫壩基工程的順利施工提供了保障，對類似工程涌水病害的治理具有借鑒意義。

水庫壩基；涌水治理；注漿方案；注漿方法；治理措施；遼陽市

1 工程概況

湯河水庫壩址位于遼陽市弓長嶺區(qū)，是太子河支流湯河干流重要的水利工程，也是整個湯河流域工程建設(shè)的控制性工程，湯河水庫控制流域面積1228 km2，擔(dān)負著整個遼陽市的供水、防洪任務(wù)，是一個大型水利綜合工程。湯河水庫大壩主體以土壩為基本壩型，整個壩體高約48.5m，長約455m；壩址是屬于松散地層第四系結(jié)構(gòu)，分布于水域河谷兩岸位置，壩基首層為單層結(jié)構(gòu)，呈圓礫結(jié)構(gòu)；第2層主要為上覆粉土層，雙層結(jié)構(gòu)，厚度分布在1.5～4m，第3層厚度較大，約14m左右，為圓礫層；后兩層的滲透系數(shù)較大都屬于強透水層，具體地質(zhì)勘測資料顯示地層見表1：

表1 壩基巖層性質(zhì)特征

湯河水庫由于存在粉質(zhì)土夾礫石和強風(fēng)化砂巖，裂隙特別發(fā)育，并且裂隙間距<0.5m，大多數(shù)屬于張開節(jié)理，平均達到7～8mm，另外巖體存在斷層情況，斷層深度達10m左右，巖石破碎，存在多條斷層，個別出現(xiàn)透水帶，涌水量較大，有明顯的季節(jié)性，需要對壩基涌水處注漿處理。

2 涌水病害的特點

湯河水庫壩基從目前揭示的裂隙發(fā)育情況以及涌水問題，可以將其歸結(jié)為以下幾個特點。

1)地表連通性強，壩基裂隙極其發(fā)育，導(dǎo)致地表連通性強，壩基開挖后，致使地下水大量上涌，由于地下水受到降雨的補償，因此涌水出現(xiàn)了隨氣候變化的特點[1]。

2)涌水量大，涌水持續(xù)時間較長，特別在雨季，涌水量較大，最多出每天直接呈噴涌狀。

3)破壞結(jié)構(gòu)安全性，壩基施工開挖，造成地下水被揭露，造成大量水涌出，對壩基造成一定沖擊作用，如果不加以治理，就可能對下游的二道壩造成更大的威脅，甚至對下游居民安全造成破壞[2]。

3 涌水病害治理關(guān)鍵技術(shù)

3.1 注漿施工方案

根據(jù)湯河水庫壩基工程地質(zhì)情況，結(jié)合壩基涌水特點，采取控制注漿封堵的施工方案?？刂谱{即通過優(yōu)化注漿材料、注漿設(shè)備、注漿工藝方面對涌水進行封堵的一種綜合性方法[3]。注漿材料將采用雙漿液的注漿方案，雙漿液是除了采用水泥凈漿以外，采用水玻璃或是其他高分子材料，水玻璃的主要作用就是加快水泥漿液凝固，使水泥漿液更快的實現(xiàn)封堵的作用。注漿設(shè)備方面，對注漿管采用膜袋進行分段注漿，具體方案為，在進行注漿時，由于裂隙發(fā)育位置和斷層發(fā)育位置不同，根據(jù)裂隙和斷層的具體位置，通過在注漿管相應(yīng)位置設(shè)置注漿膜袋，注漿膜袋的作用除了可以實現(xiàn)分段注漿以外，還能夠防止串漿和封堵注漿孔的作用。注漿方法采用分序、分階段注漿，根據(jù)現(xiàn)場情況，在裂隙相對連通性強的情況下，在一個注漿孔周圍適當?shù)脑黾幼{孔，并拉大注漿間距，通過分批次，分階段的進行注漿。最突出的特點就是以一個出水點為中心，建立外圈形成一個有壓力差的注漿梯度，確保注漿封堵成功[4]。

3.2 注漿施工工藝和方法

制定符合施工設(shè)計的施工工藝和方法[5]，在施工的過程中要特別注意施工組織的安排，一個不適當?shù)牟襟E就有可能造成注漿工程的失敗，因此，按照具體方案要求，建立注漿施工的技術(shù)路線，具體如圖1。

圖1 注漿施工技術(shù)路線圖

由注漿施工技術(shù)路線圖，對注漿施工的具體共施工工藝進行分析，主要從雙漿液控制注漿和分批次分階段注漿2個方面進行說明。雙漿液控制注漿是目前最為常用且為有效的方法之一[5]，雙漿液注漿是通過控制水泥漿液和水玻璃的量進行注漿的一種方式，如圖2所示，水泥漿液在注漿之前配制完成，通過注漿機進行注漿，注漿的過程根據(jù)涌水量的大小以及壓力表值的大小進行控制水泥漿液和水玻璃量的多少，涌水量較大，水泥漿液和水玻璃注入的量大，當壓力表值達到0.7～1MPa停止注漿。

圖2 雙漿液注漿示意圖

分批次分階段注漿方案是解決裂隙封堵不完整的關(guān)鍵方法，分批次分階段的核心就是以一個注漿孔為中心，注漿完畢后，距中心鉆孔一定的距離進行鉆孔注漿，觀測涌水處的涌水情況，并觀察周圍是否有重新涌水情況，根據(jù)工程具體情況，判定是否進行第2次外圍注漿，最后使注漿達到效果要求。在注漿施工的過程中，還要注意以下幾個方面，鉆孔的過程中，保證孔位的正確，盡量是注漿孔能夠達到裂隙所在位置，防止孔位方向出現(xiàn)偏差；另外，鉆孔中保持低速鉆機，防止出現(xiàn)塌孔，造成孔位浪費[6]。

4 注漿效果檢驗

注漿結(jié)束后，對注漿效果進行檢驗，采用檢查孔涌水量檢驗法，檢查孔法就是通過在布孔部位預(yù)留檢查孔來監(jiān)測注漿效果，檢查孔的主要評定指標是檢查孔隨著注漿的進行，檢查孔出水量的大小來評定注漿效果的成敗[7]。按照注漿孔分批次多孔注漿的設(shè)計要求，因此在檢查孔的布設(shè)上，為了更加使檢查孔更能反映出注漿效果，采用靠近注漿孔設(shè)置檢查孔布置，共設(shè)置M1～M4檢查孔來檢驗注漿效果。在注漿過程中和注漿后的30d內(nèi)，對檢查孔的出水量進行監(jiān)測，監(jiān)測頻率為2d。具體得到的監(jiān)測數(shù)據(jù)如圖3所示。

圖3 M1～M4檢查孔出水情況

通過圖3中可以看出：

1)在對檢查孔的進行出水統(tǒng)計，出水情況得到了很好的抑制。

2)從整體來看，注出水情況顯著得到遏制。

3)平緩下降階段，這一段持續(xù)7d左右，主要的出水點被堵住以后，隨著漿液的注入，一般巖體內(nèi)部的裂隙開始被封堵，這是這一段出水下降的主要原因。

4)趨于穩(wěn)定階段，注漿結(jié)束后，漿液凝固，出水很少或者不出水，說明采用分批次多孔注漿效果明顯[8-9]。

5 結(jié) 論

壩基涌水滲水問題對水庫壩基工程造成了巨大威脅，文章通過對湯河水庫壩基涌水病害進行了研究分析，基于壩基地質(zhì)條件，提出了注漿封堵方案，研究分析了注漿的關(guān)鍵技術(shù)，采用雙漿液注漿法與分階段分批次注漿，起到了良好的效果，涌水量大幅下降，由一開始56 m3/h下降到1 m3/h，注漿效果明顯，保證了水庫壩基工程能夠順利安全施工，并且對類似工程提供有益的參考。

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[4]劉玉娟，文靜，王海蕾.淺淡混凝土耐久性.[J]].科技信息.2012.23(07)，190-191.

[5]胡耀光，李紹平.塊澤河水電站壩基高流速，大流量涌水處理技術(shù)[J].云南水力發(fā)電，2013，29(05):76-80.

[6]任妍儒.瓦房店市東溝水庫除險加固工程分析[J].水利規(guī)劃與設(shè)計，2016(04):35-37.

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[8]郭惠民，伊軍.大涌水情況的壩基排水處理[J].東北水利水電，1991(11):10-13.

[9]宮正.遼西礦區(qū)廢棄地水土保持技術(shù)研究[J].水土保持應(yīng)用技術(shù)，2015(04)：10-12.

2016-08-16

艾洪霞(1978-)，女，遼寧遼陽人，工程師。

1007-7596(2016)09-0036-02

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