下庵水庫大壩滲流安全鑒定評價分析

陳偉鵬

（漳州市水利水電勘測設(shè)計有限公司，福建 漳州 363000）

1 工程概況

下庵水庫位于漳州市云霄縣馬鋪鄉(xiāng)，動工于1990 年7 月，l994 年8 月建成并正式投入使用，最近一次除險加固于2012年完工。下庵水庫大壩為雙心雙曲砌石薄拱壩，水庫壩址以上流域面積21.42 km2，總庫容103.2 萬m3，壩長93.3 m，最大壩高29.9 m，是一座?。?）型水庫，水庫設(shè)計有效灌溉面積0.35萬畝，其中保灌0.28 萬畝，受益村為馬鋪鄉(xiāng)的楊美村、石芹村、馬鋪村、龍鏡村、坑口五個行政村，人口l.l 萬人。興建該水庫的目的是為解決峰頭水庫庫區(qū)就地移民開山造田農(nóng)業(yè)灌溉需要并結(jié)合發(fā)電及馬鋪鄉(xiāng)用水。

2 歷史運行資料

2.1 原設(shè)計、施工的滲流控制措施

（1）壩體防滲

拱壩壩體上下游面采用100#水泥砂漿砌條石，150#水泥砂漿深勾縫，壩腹采用100#細石砼砌亂塊石，壩體進行補強灌漿，不設(shè)砼防滲墻，靠壩體自身防滲。

（2）基礎(chǔ)處理

水庫在建壩時無地質(zhì)勘察資料，據(jù)當時施工人員回憶及大壩設(shè)計資料，壩基開挖：右岸及河槽段挖深約1 m～2 m，基礎(chǔ)座落于弱風(fēng)化凝灰熔巖上，巖體完整性較好；左岸覆蓋層厚，巖體裂隙發(fā)育，巖體風(fēng)化破碎，壩基挖深約10 m，基礎(chǔ)下部座落于弱風(fēng)化凝灰熔巖上，170 m 高程以上座落于強風(fēng)化凝灰熔巖上，于壩肩170 m、173 m 高程發(fā)育有兩條破碎帶，寬約0.5 m，采用洞挖并做砼塞處理，高程179 m 以上為全風(fēng)化巖，采用推力墩處理，與拱壩壩肩連接。基礎(chǔ)與建基面之間澆筑砼墊層，壩基進行固結(jié)灌漿處理。

2.2 工程運行中的滲流表現(xiàn)

下庵水庫大壩運行至今20 余年，未見明顯的變形沉降，期間有經(jīng)過1994 年、1997 年、2000 年三次灌漿處理，但效果不明顯，左側(cè)壩體滲漏仍較為嚴重，因此，2012 年對大壩進行全面除險加固時，針對左壩肩進行固結(jié)灌漿，效果顯著，運行至今，左側(cè)壩體已無滲漏現(xiàn)象發(fā)生，但目前壩體仍存在一定的問題，主要體現(xiàn)在：①右側(cè)壩體174 m～176 m 高程處背水面仍顯濕潤，仍有3～5 處漏水點；②下游壩面有部分勾縫砂漿見有老化剝落；2014 年在壩基處用砼加固過，用以提高壩基的滲透穩(wěn)定性和變形穩(wěn)定性。根據(jù)管理人員介紹，加固后壩基未發(fā)現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。

2.3 工程滲流安全性態(tài)

在鉆探過程中，左岸重力墩直接表現(xiàn)為大滲漏，滲漏量Q＞70 L/min。在現(xiàn)場對強風(fēng)化及弱風(fēng)化花崗巖進行壓水試驗，強風(fēng)化巖透水率q=15.0 Lu～34.0 Lu，ZK01 在高程154.20 m 處有大漏水現(xiàn)象；弱風(fēng)化巖透水率q=5.5 Lu～23.0 Lu，屬弱～中等透水。

大壩從建壩至今未發(fā)現(xiàn)有沿壩基接觸段滲漏問題。根據(jù)鉆探壓水試驗結(jié)果，河槽段相對隔水層（q＜10 Lu）埋深一般為建基面下5 m 左右。左壩段主要持力層為強風(fēng)化凝灰熔巖，該層屬中等透水層，在154.2 m 高程處滲漏量大，弱透水的弱風(fēng)化巖相對隔水層埋深較大。右岸因巖壁陡峭，局部發(fā)育有緩傾角裂隙，相對隔水層埋深也較大。綜上所分析，大壩存在著壩基深部的滲漏問題。

右岸及河槽段壩基弱風(fēng)化巖承載力較高，具有一定的抗軟化性，能滿足該壩對壩基的要求。左岸壩基隔水層頂板線以上的強、弱風(fēng)化巖體均已進行過帷幕灌漿防滲處理，處理范圍宜延伸至兩岸山體。大壩右岸山體雄厚，弱風(fēng)化基巖直接出露，從建壩至今在下游面沖溝中均未發(fā)現(xiàn)滲漏點、也未發(fā)現(xiàn)浸沒現(xiàn)象。

3 現(xiàn)場檢查

3.1 大壩檢查情況

水庫水位約180.0 m，大壩上游面水面以上部分漿砌條石壩面完好，砂漿少有脫落。壩前淤積較為嚴重；下游壩面漿砌條石砌筑質(zhì)量一般，但壩面保存較完好，壩體仍存在有幾處滲漏點（見圖1），直接體現(xiàn)為局部漏水，特別是右側(cè)壩體174 m～176 m 高程處背水面仍顯濕潤，存在明顯滲漏現(xiàn)象，部分勾縫砂漿已脫落，局部長草（見圖2）。另據(jù)了解，受挑流沖坑影響，壩基處于2014 年用砼加固過，目前運行良好；下游挑流沖刷區(qū)范圍內(nèi)弱風(fēng)化基巖大面積裸露，地質(zhì)條件較為良好，不存在沖刷穩(wěn)定問題；壩頂混凝土路面完好，但壩頂欄桿局部防銹漆已有脫落。

圖1 大壩背水面

圖2 背水面近照

3.2 溢洪道檢查情況

下庵水庫溢洪道位于拱壩中部，為鋼筋混凝土實用堰，共計五跨（見圖3），總凈寬30 m。溢洪道混凝土底板結(jié)構(gòu)完好，未發(fā)現(xiàn)滲水等現(xiàn)象；漿砌石邊墩砂漿勾縫完好，有少量雜草滋生在勾縫中；溢洪面枯木碎石雜多（見圖4），其中不乏大體積孤木，已影響其正常行洪功能。

圖3 溢洪道

圖4 溢洪道進口

3.3 輸水涵洞檢查情況

下庵水庫輸水系統(tǒng)布置在左岸，由埋在壩內(nèi)內(nèi)徑為0.5 m的鋼管及壩后閘閥所組成。沖砂孔直徑較小，由于壩前淤積嚴重，閘門拉桿已彎曲，且常有孤石枯木沉積于此而導(dǎo)致閘門無法開啟（見圖5）；沖砂孔壩內(nèi)埋設(shè)的鋼管腐蝕也較嚴重。另據(jù)了解，2015 年7 月20 日，放水涵洞進口受沉木影響，無法啟閉，后請潛水員下水清除閘門處的沉木，方解決啟閉問題。

圖5 挑流沖刷區(qū)

3.4 防汛公路

防汛搶險通道總長1.0 km，為C30 砼路面，寬4.5 m，現(xiàn)狀路面完好（見圖6），無凹陷及坍塌現(xiàn)象，排水溝順暢，局部路段的M7.5 漿塊石擋土墻護砌結(jié)構(gòu)保存完善，防汛道路整體情況較好，路面通暢，滿足防汛搶險要求。

圖6 防汛道路

3.5 其它

水雨情觀測系統(tǒng)在2012 加固設(shè)計時有布設(shè)，但至今尚未安裝。

水庫四周山巒起伏，右岸山體雄厚，左岸山體較單薄，植被較發(fā)育。經(jīng)過多年的運行考驗，現(xiàn)有山坡邊坡基本穩(wěn)定，近壩河岸也未見有坍塌現(xiàn)象。但庫區(qū)周邊受種植經(jīng)濟林的影響，水土流失嚴重。

4 滲流安全鑒定評價及建議

4.1 防洪標準復(fù)核

本次洪水復(fù)核按規(guī)范規(guī)定，采用30 年一遇設(shè)計，200 年一遇校核。經(jīng)調(diào)洪演算得：工程設(shè)計標準為30 年一遇洪水設(shè)計，相應(yīng)洪水位183.34 m，洪峰流量291 m3/s；校核標準為200 年一遇，相應(yīng)水位為184.17 m，洪峰流量為429 m3/s，總庫容為101.72 萬m3；大壩實測壩頂高程184.4 m，高于校核洪水位184.17 m，大壩壩頂高程計算成果為184.9 m，雖大壩實測壩頂高程僅184.4 m，但已于2012 年除險加固時在鍍鋅管欄桿底部增建C20 鋼筋砼底座0.5 m，可以滿足壩頂高程計算成果。因此，大壩壩頂高程滿足要求。

溢洪道位于大壩中部，為鋼筋混凝土實用堰，庫水位達到校核水位184.17 m 時，溢洪道現(xiàn)有墩體高度基本能滿足校核洪水泄流時的理論要求高度，因此溢洪道滿足安全泄洪要求。溢洪道出口為挑流消能，反弧半徑R=2.8 m，挑射角15°，2012年除險加固時已對溢流面進行M10 水泥砂漿抹面加固，近年來受多次洪水考驗，消能防沖可以滿足要求。由于常年受挑流沖坑影響，2014 年在壩基處用砼加固過，根據(jù)現(xiàn)場檢查，目前現(xiàn)狀下游沖刷影響已得到較大改善。

4.2 滲流安全評價及建議

（1）大壩左側(cè)壩肩原漏水嚴重，經(jīng)2012 年灌漿加固過后，現(xiàn)已無壩體滲漏問題。

壩體右側(cè)局部背水面濕潤，仍有3～5 處漏水點。歷史運行資料記錄該漏水點在2012 年除險加固前已存在，壩體勾縫見有老化剝落、壩腹174 m～176 m 段有一明顯薄弱帶，沿該帶滲漏非常嚴重，主要滲漏點近20 個，總滲漏水量大于185 t/d。2011 年～2012 年水庫除險加固工程所采用的加固措施是壩體M10 水泥砂漿深勾縫。經(jīng)過上述工程處理后，目前現(xiàn)場檢查右側(cè)壩體174 m～176 m 高程處背水面仍顯濕潤，仍有3～5 處漏水點，說明2011 年～2012 年水庫除險加固所采取的工程處理措施雖解決了壩體大部分滲漏問題，該滲漏帶滲漏點及總滲漏水量已明顯減少，但并未能徹底解決該處的滲漏問題。

故結(jié)合過往經(jīng)驗應(yīng)對該滲漏部位進行充填灌漿或化學(xué)灌漿，并對該處壩面進行重新深勾縫，徹底有效的解決該處壩體的滲漏問題。

（2）溢洪道底板、邊墩、下游沖坑等結(jié)構(gòu)未發(fā)現(xiàn)滲透破壞等質(zhì)量問題；放水系統(tǒng)各部分建筑物均可正常使用，未發(fā)現(xiàn)有滲、漏水情況。

由于洪道漿砌石邊墩、下游壩面有少量雜草滋生在勾縫中，容易引起勾縫砂漿脫落進而導(dǎo)致滲流安全風(fēng)險，建議安排專人定期清除漿砌石邊墩及壩面的雜草，必要時，進行重新勾縫，定期對溢洪道內(nèi)的枯木碎石進行清理，避免安全隱患的發(fā)生。同時加強水庫的日常巡查工作，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，盡快落實增設(shè)大壩安全監(jiān)測設(shè)施及水雨情自動測報系統(tǒng)。

（3）水庫周邊的水土保持對于水庫壩基深部的滲漏安全有著積極地意義，故建議水庫管理層要制定合理的水土保持方案，對庫區(qū)水土保持影響范圍內(nèi)的山坡植被進行重新規(guī)劃種植或保護，達到防止庫區(qū)周邊水土流失的目的。

5 結(jié)論

根據(jù)工程現(xiàn)場檢查和歷史運行資料，下庵水庫大壩滲流安全除了右側(cè)壩體仍存在滲漏點，存在一定的滲流隱患，其他部位無明顯滲流安全隱患。水利工程水庫大壩的安全運行一直是水利管理工作中的重點關(guān)注問題，其中滲流是影響大壩安全運行的最直接的因素，故在日常管理工作中一定要加強水庫大壩滲流問題的排查，盡可能的利用到現(xiàn)代的科學(xué)技術(shù)，譬如大壩滲流安全檢測系統(tǒng)等。