某大壩壩基防滲處理效果檢測分析

周開永

摘 要 某大壩壩基前期采取了帷幕灌漿，后又進行了固結灌漿，但因運行漸久，滲漏情況漸增。為保障大壩安穩(wěn)運行，遂采取鉆孔取芯以及壓水試驗等檢測方法，對該大壩壩基的防滲處理成效予以了相應檢測與分析，查擺出了問題，為大壩后續(xù)的維養(yǎng)處治提供了切實依據(jù)。

關鍵詞 大壩壩基;防滲處理;處理效果檢測分析

1壩基防滲的關鍵性

從直觀上而言，大壩滲漏水致使水量損失，不僅會影響發(fā)電量，使經濟效益降低，更為嚴重的問題是會引起砼凍融、冷凍和溶蝕，造成壩體結構破壞，減少大壩壽命，使其達不到預期的經濟指標收益或者社會效益，并且還可能危及區(qū)域發(fā)展與民眾生命、財產安全，遂應當正確重視大壩的防滲處治[1]。

2壩基防滲處理效果檢測分析

2.1 項目簡介

某中型水庫以農業(yè)澆灌為主，同時兼顧發(fā)電、防洪、養(yǎng)殖等眾多功用。大壩（非溢流段和溢流段）壩型為漿砌石置拱型填渣空腹重力壩，壩頂全長129.9m，壩頂高程121.15m，防浪墻頂高程121.9m，最大壩高40.95m，壩頂寬7.5m。該大壩壩址處為構造侵蝕中低山地形，壩址兩岸山體基巖裸露、兩岸山體基本對稱，左岸山頂高程160m左右，岸坡坡角30～40°;右岸山頂高程140m左右，岸坡坡角30～40°，坡形平緩，河谷狹窄，為V字形河谷，階地、漫灘不發(fā)育;谷底寬70m，河床寬約35m。壩基巖性為紫紅色凝灰質砂礫巖，厚層、巨厚層狀，淺變質、硅質、鐵質膠結為主，少量泥質膠結，砂礫成分主要為火山熔巖、凝灰?guī)r、石英、長石等，棱角狀，磨圓度差，礫石粒徑一般在2～5mm，最大可達20mm，分選性差。巖體受淺層變質作用，顆粒略呈定向排列，砂礫巖中砂礫分布不均，局部為砂巖。巖體新鮮完整，節(jié)理裂隙不發(fā)育，裂隙閉合，少量裂隙顯見鐵銹侵染狀，巖體強度高，屬較堅硬巖。壩基地質構造主要為小斷層和節(jié)理裂隙為主。

2.2 壩基前期處理概況

1988年12月某大壩開工建設，清基時全部挖除了大壩壩基覆蓋層，均開挖至弱風化巖體，并對結構面的泥膜洗刷干凈，把光滑的結構面已做鑿毛處理，消除了基巖突出較大的巖包、尖峰、棱角等，清除了基坑中殘留的爆破松動巖塊、碎渣，對基巖污垢做了沖洗，壩基基巖清洗干凈并驗收合格，結構上按設計要求基巖坡度傾向上游。由于壩基層間錯動及節(jié)理裂隙較發(fā)育，局部巖體完整性較差，壓碎帶寬一般在10～30cm，最大寬達60cm，一般均按其寬度的1～1.5倍挖除構造巖等，進行回填砼處理。對于河床段的破碎帶采用砼回填處理方法，局部進行降低建基面處理。大壩設計帷幕標準為q≤3Lu，孔深一般深入到相對不透水層q≤3Lu以下3m，帷幕采用單排，孔距2m，鉆孔傾向上游10°。帷幕灌漿處理范圍為樁號0-020.0～0+149.9共完成灌漿孔87個，灌漿總長度2095.99m，注入水泥量59582kg，平均每米注入量27kg，最大吸漿部位，水平廊道在樁號0+94.9，其值為4.8L/d，二層廊道在樁號0+111.25，其值為9.8L/d。水平廊道采用自上而下孔口封閉的分段灌漿法，其余孔采用自上而下分段灌漿法，灌漿段長在壩體砼與基巖接觸段灌漿段長為2～3m，其余每個灌漿段長一般控制在5～7m，最大段長不超過8m。灌漿壓力在壩體砼基巖接觸段采用0.5MPa，以下每段巖石增加1m，灌漿壓力增加0.03MPa。為提高壩基巖體的強度和完整性，對大壩壩基進行了固結灌漿處理，固結灌漿孔的布置為上游兩排中深孔，孔深深入基巖8m，孔距、排拒為2m，孔傾向上游10°，其他為淺孔，孔深深入基巖6m，孔距、排拒為3m，孔向垂直，梅花形布孔。實際共完成398個灌漿固結孔，總進尺2602m，灌漿用水泥145.4T。

2.3 壩基防滲檢測背景

大壩運行20多年來，未出現(xiàn)較嚴重影響運行的問題，但較為明顯的是，大壩漿砌石空隙率逐漸偏大，下游壩面長期濕潤有青苔密布，且有多處較明顯的漏水點。當水位高于114m高程時，下游壩面樁號0+022～0+030段，高程92～96m范圍集中滲水點5處，滲水成線;高程106m處有2個集中滲水點。水平廊道右側出口樁號0+100～0+102段，高程92～94.7m范圍內有多處滲水點;水平廊道左側出口樁號0+033，高程84m處有兩個集中射水點。廊道砼表面存在剝蝕和蜂窩麻面等現(xiàn)象，廊道內有裂縫多條;且局部有露筋現(xiàn)象;廊道內壁析鈣嚴重，并有銹水滲出;廊道內排水孔析鈣嚴重且有大量黃、白、黑色析出物流出。為了大壩安全，采用鉆孔取芯檢測以及壓水檢測等方法，對壩基防滲做了質量檢測，并通過采取數(shù)據(jù)做了分析研究。

2.4 壩基防滲檢測分析

（1）鉆孔布置。大壩廊道及兩壩肩共布置7個鉆孔，分布如圖1所示。

（2）試驗檢測。鉆孔對帷幕灌漿進行質量檢查，鉆孔均布置于帷幕線上，各孔均位于帷幕灌漿孔中間部位。根據(jù)大壩壩基實際情況，隨鉆孔的加深由上向下分段進行壓水試驗。各試驗段鉆孔完畢后應及時將芯樣取出，嚴禁超鉆。壓水試驗前，須用清水將鉆孔內巖粉徹底沖洗干凈，然后通水試壓對壓力段管路、接頭、止水栓塞等進行檢查，確保整個管路水已充滿，且在施加最大壓力時管路及栓塞無下滲、無滲漏等情況，各計量儀表無異常。壓水試驗設備組裝完成且檢查無誤后即可開展壓水試驗，試驗時調整閥門穩(wěn)壓3～5min，觀測壓入流量數(shù)值，在流量值趨于穩(wěn)定且五次讀數(shù)的最高流量值與最低值相差<10%最終值即可結束本階段試驗，并取最終值作為計算值[2]。該大壩壩基各孔段壓水試驗結果如表1所示。

（3）檢測結果。依據(jù)水利水電工程鉆孔壓水試驗檢測的相關標準要求，分段對各鉆孔進行壓水試驗，河床段5個檢查鉆孔中基巖各孔段透水率均小于5Lu，大壩壩基經防滲處理后基本不存在滲漏及滲透破壞問題。大壩左右壩肩巖性表層為全、強風化砂礫巖，正常高水位以下基巖為弱風化砂礫巖，大壩施工時在左右壩肩進行了接觸灌漿處理，CK7孔深0～15m段巖芯節(jié)理裂隙見有水泥漿充填。據(jù)大壩左壩肩鉆孔CK4鉆探資料，高程113.95～121.15m為砼刺墻，高程98.65～113.95m巖體透水率均大于規(guī)范要求，右壩肩鉆孔CK7鉆探資料，高程96.90～121.90m巖體透水率均大于規(guī)范要求，大壩左、右壩肩透水性較大?，F(xiàn)場踏勘發(fā)現(xiàn)水位高于114m以上時，大壩左岸滲漏嚴重，在新建電站山體出現(xiàn)多處滲水點，水流成線狀，漏水點高程約90m。大壩左右壩肩存在繞壩滲漏問題。

（4）分析評價。通過現(xiàn)場鉆孔、抗壓試驗以及壓水試驗對某大壩壩基砼與壩基防滲處理效果做出如下評價：①大壩運行多年來，下部壩基防滲帷幕效果較好，基本滿足要求，上部壩肩巖體風化較強部位在長期滲流作用下，防滲性能失效。②壩基巖性整體性較好，部分破碎，弱風化巖帶較硬，裂隙較發(fā)育，巖體完整性主要為完整、部分較為完整。③通過對大壩廊道及兩壩肩鉆孔、采取鉆探取芯抗壓試驗，基巖透水率大部分差別不大，但左右壩肩透水性較大，已大于規(guī)范范圍，需要加強日常管理及觀測，保證大壩正常運行。

3結束語

通過鉆孔取芯、現(xiàn)場壓水對某大壩的基礎砼質量與大壩壩基處理成效開展相應檢測分析，可切實反映出防滲帷幕的實際防滲成效。根據(jù)現(xiàn)實狀況、檢測結果，同時考慮壩基的抗?jié)B性能、節(jié)理裂隙發(fā)育以及與規(guī)范比較的結果，得出該壩存有問題隱患，須對左、右壩肩砼及基巖滲漏處加強監(jiān)測，并及時采取適當措施對隱患部位予以處治加強，謹防問題擴大，以保大壩安穩(wěn)長久運行。

參考文獻

[1] 水利水電工程鉆孔壓水試驗規(guī)程：SL 31-2003[S].北京：中國水利水電出版社，2003.

[2] 大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)驗收規(guī)范：GB/T 22385-2008[S].北京：中國標準出版社，2008.