土石壩壩基滲漏及壩后浸沒處理

劉亮

(嫩江尼爾基水利水電有限責(zé)任公司,黑龍江 齊齊哈爾 161005)

土石壩壩基滲漏及壩后浸沒處理

劉亮

(嫩江尼爾基水利水電有限責(zé)任公司,黑龍江 齊齊哈爾 161005)

解決滲漏水問題行之有效的辦法就是排除滲漏水,切斷滲漏水源頭.施工方法為在靠近壩體下游壩腳側(cè),主要沿高程205.00 m等高線附近布置排水溝排除壩后滲漏水.工程竣工后通過排水溝排出滲漏水,有效降低了壩體下游壩址浸潤線高程,提升了壩體的穩(wěn)定性.監(jiān)測人員定期對排水管出水口進(jìn)行水量測量,數(shù)據(jù)顯示,出水口水量與庫水位成正比增減.

土石壩壩基;滲漏;排水溝

1 問題綜述

尼爾基水庫自2005年9月下閘蓄水以來,隨著水庫水位的不斷升高,壩體下游滲漏水量較大,影響了壩后村莊的正常生活.2009年12月至2010年8月,經(jīng)過多次現(xiàn)場勘察發(fā)現(xiàn),由于壩后滲漏水沒有良好的排水通道,在壩腳排水棱體樁號(hào)0+700 m至1+160 m范圍內(nèi),能看到地表冬季結(jié)冰,夏季形成明流.滲漏水通過壩下公路過水路面流入壩后村莊,部分地方出現(xiàn)浸沒現(xiàn)象.特別是水庫水位達(dá)到213.37 m以上時(shí),村莊的個(gè)別水井出現(xiàn)井水外溢、井水混濁、菜窖滲水和室內(nèi)潮濕等現(xiàn)象.

2 原因分析

2.1 工程地質(zhì)情況

壩體為粘土心墻土石壩,建基于嫩江左岸二級(jí)侵蝕堆積階地上,壩區(qū)覆蓋層上部為厚達(dá)2.5～9.5 m的黃土狀壤土,其下為厚達(dá)10～23 m黃土狀粘土,向上、下游方向延伸達(dá)2.5 km,其滲透系數(shù)分別為2X10-3m/d和5X10-4m/d.壩體樁號(hào)0+580～1+165 m為埋藏谷(古河道),谷底最低基巖面高程為156.00 m,基巖以上覆蓋有46～49 m的松散沉積層,在頂部為16～30 m黃土狀壤土和黃土狀粘土,局部分布厚度為1～2 m的砂壤土和含泥細(xì)砂土層,以下為粘土、淤泥質(zhì)粘土、含碎石粘土、中細(xì)砂、含泥砂礫石、含碎石壤土和碎塊石等.

2.2 工程設(shè)計(jì)情況

壩體采用天然粘性土層作為水平防滲層,壩基未做其它防滲處理.粘土心墻地基開挖深度約2～3 m,建基面為黃土狀壤土.粘土心墻頂寬3 m.壩殼部位清基深度約1 m,建基面亦為黃土狀壤土.壩體填筑前采用13.5 t振動(dòng)碾對壤土進(jìn)行全面碾壓.

2.3 壩體滲流分析

根據(jù)壩體樁號(hào)1+078 m處滲流觀測資料,對運(yùn)行期壩體粘土心墻滲流分析,認(rèn)為心墻下游側(cè)滲透壓力大于心墻內(nèi)部滲透壓力,可推斷滲流以壩基滲流為主.心墻上游側(cè)及底部受庫水位及壩基滲流影響,滲透壓力在高水位時(shí)顯著升高.經(jīng)壩基滲透穩(wěn)定初步分析,壩基滲透是穩(wěn)定的.

2.4 壩體地下水情況

根據(jù)工程前期勘察資料記載,水庫建設(shè)前壩體附近地下水位埋深約6.8～14.7 m,地下水水位高程183.00～186.00 m.水庫蓄水后,監(jiān)測資料分析顯示,該部位壩基滲壓水位受庫水位影響,測值變化趨勢與庫水位基本一致,高程202.50～205.00 m處滲壓水位測值自上游向下游遞減,建基面下高程205.00 m壩腳處,滲壓計(jì)在2009年10月庫水位接近216.00 m高程后有明顯滲壓變化,之前未觀測到滲壓變化.該滲壓計(jì)下部2 m處的另一支滲壓計(jì)于2006年9月,當(dāng)庫水位達(dá)到213.00 m高程時(shí)觀測到明顯滲壓變化.該剖面壩腳下游長期有積水現(xiàn)象,結(jié)合現(xiàn)場巡視檢查情況,綜合分析判斷該剖面可能存在滲流情況.根據(jù)監(jiān)測資料分析,心墻下游側(cè)滲透壓力大于心墻內(nèi)部滲透壓力,可推斷滲流以壩基滲流為主.心墻上游側(cè)及底部受庫水位及壩基滲流影響,滲透壓力在高水位時(shí)顯著升高.

3 處理措施

解決滲漏水問題行之有效的辦法就是排除滲漏水,切斷滲漏水源頭.施工方法為在靠近壩體下游壩腳側(cè),主要沿高程205.00 m等高線附近布置排水溝排除壩后滲漏水.排水溝布置線路上采用主溝與支溝相連接.

排水溝主溝布置靠近壩下公路上游側(cè),距混凝土路面15 m處.由左頭213.00 m高程起,向主壩方向形成不低于0.5%的底坡.排水溝全長896.40 m(包含主溝、支溝),在工程樁號(hào)0+425.90 m和0+599.80 m處,分別設(shè)有1條排水支溝,長度分別為35.50 m和28.90 m,支溝將壩體下游壩腳排水棱體內(nèi)的滲漏水引入主溝中,支溝的底坡大于1%.排水溝內(nèi)布設(shè)排水管,排水管采用外徑1.0 m,內(nèi)徑0.8 m的鋼筋混凝土圓形花管,均單排管布置,鋼筋為?16@20,混凝土為C20F100,一級(jí)配;開孔孔徑0.01 m,孔距0.2 m,與鋼筋錯(cuò)開布置.排水管外包無紡布,最小埋置深度2.1 m,排水管的周圍回填砂礫石,厚度大于0.5 m.排水溝折點(diǎn)及主溝、支溝交匯處分別設(shè)集水井,集水井尺寸為2 mX2 m,井壁采用漿砌石護(hù)壁護(hù)底,井蓋為混凝土預(yù)制板,井內(nèi)壁設(shè)爬梯.

4 結(jié)語

壩體滲漏排水處理工程,使壩體滲流到排水棱體內(nèi)的水及高程199m以上壩基滲流產(chǎn)生的滲水,通過排水溝排出,有效降低了壩體下游壩址浸潤線高程,提升了壩體的穩(wěn)定性.監(jiān)測人員定期對排水管出水口進(jìn)行水量測量,數(shù)據(jù)顯示,出水口水量與庫水位成正比增減.

工程竣工后,壩后積水情況得到一定改善.在水庫高水位運(yùn)行下,壩腳排水棱體樁號(hào)0+700 m至1+160 m范圍內(nèi)地勢最低處(過水路面處)已無表面積水,冬季結(jié)冰現(xiàn)象有所緩解.由于排水溝開挖深度僅3 m,對高程199.00 m以下壩基滲流產(chǎn)生的滲水無法有效截取排出.

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2017-01-04