水城縣溝座水庫庫區(qū)滲漏問題分析及處理

廖文華

(貴州中水建設(shè)管理股份有限公司，貴陽 550003)

0 引 言

庫區(qū)滲漏對水庫正常蓄水有很大影響，應(yīng)及時發(fā)現(xiàn)和處理，在具體工作中，需要在明確滲漏實際情況的基礎(chǔ)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(xiāng)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(xiāng)政府駐地10.0km，距果布嘠鄉(xiāng)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(xiāng)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(xiāng)，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(jīng)初步設(shè)計階段復(fù)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(yīng)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(diào)節(jié)庫容84.9萬m3，為年調(diào)節(jié)水庫。工程規(guī)模為小(1)型，工程等別為IV等。

溝座水庫工程建設(shè)內(nèi)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(shè)置取水口，把體內(nèi)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(shè)，2017年9月，溝座水庫主體工程已經(jīng)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(xù)上升，經(jīng)參建各方多次現(xiàn)場踏勘及討論分析，認為水庫庫區(qū)存在滲漏問題。為查明水庫滲漏原因，通過對溝座水庫設(shè)計前期壩址區(qū)勘探鉆孔資料分析，庫區(qū)位于發(fā)育較好的玄武巖組地層中，庫區(qū)不應(yīng)存在庫盆滲漏問題，但結(jié)合后期運行的情況和相關(guān)類似的工程經(jīng)驗來看，該庫區(qū)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(qū)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(qū)滲漏處理方案

通過對庫區(qū)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(xiàn)象，須做防滲處理。根據(jù)下游邊界分析結(jié)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(jù)上游防滲邊界分析結(jié)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?guī)r聯(lián)系，而(P2m)灰?guī)r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(jù)庫區(qū)地形地質(zhì)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(shè)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(fēng)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(shè)置消力池把來水引入庫區(qū)，防止尾水對土工膜的沖刷和破壞。處理區(qū)域的邊坡較為平緩，表層主要為粉質(zhì)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(qū)的防滲；庫底、庫岸基礎(chǔ)處理驗收合格后鋪設(shè)復(fù)合土工膜，防滲復(fù)合土工膜選用聚乙稀(PE)復(fù)合土工膜(兩布一膜)，膜厚1mm，布重962g/m2。對于土工膜鋪設(shè)的高度，結(jié)合SLT231-1998的相關(guān)規(guī)定和實際情況，擬定以水庫校核洪水位作為土工膜鋪設(shè)的控制高程，土工膜與庫岸結(jié)構(gòu)頂部連接處采用C15混凝土壓頂?shù)姆绞剑?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(qū)持力層與土工膜防滲層之間設(shè)置反濾排水層(連續(xù)排水盲溝)。給合相關(guān)規(guī)范，每隔一定的寬度，采用褶皺的形式(褶皺次數(shù)2次，褶皺寬度為60cm)預(yù)留一定的伸縮寬度[2]。

2)土工膜的實施：根據(jù)地形情況來看：整個右支溝地質(zhì)環(huán)境較為復(fù)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?fù)凉げ间佋O(shè)作為土工膜支持層使用，再鋪設(shè)復(fù)合土工膜，土工膜上部采用C15混凝土預(yù)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(shè)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(qū)，在支持層與土工膜防滲層之間設(shè)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(nèi)部采用砂卵石填充，內(nèi)設(shè)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(shè)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(qū)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(qū)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(shè)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(jù)設(shè)計要求放出孔位，然后用XU-100型回轉(zhuǎn)式鉆機按照序次進行鉆進，同時通過沖洗與壓水到達設(shè)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(nèi)。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(xù)10min方可結(jié)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(xù)壓水20min，期間每5min測度一次壓水流量，將最后一次得出的穩(wěn)定流量作為依據(jù)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(nèi)的孔不可同時進行灌注，灌漿的漿液應(yīng)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(xù)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(guān)注；如果灌入量>30L/min，則需要以具體情況為依據(jù)進行越級變濃。在灌漿過程中，應(yīng)使用自動記錄儀進行記錄，在灌漿壓力滿足設(shè)計要求的情況下，如果灌漿段實際吸漿量<0.4L/min，則繼續(xù)灌漿30min，之后方可結(jié)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(tài)。

4 結(jié) 論

1)為保證水庫能夠正常蓄水，必須重視解決庫區(qū)滲漏問題。

2)該工程所用庫區(qū)滲漏處理技術(shù)經(jīng)過了實踐的考驗，處理效果良好，經(jīng)濟適用，可為類似工程提供參考借鑒，實現(xiàn)預(yù)期的防滲目標。