胜利油田平原水库防渗措施浅析

张波峰

【摘要】胜利油田自上世纪八十年代以来，在黄河三角洲地区共兴建了9座大中型平原水库，总库容约3.24亿立方米，围坝总长约112公里。在水库建设、运行管理中，针对水库坝基、坝体防渗措施不断进行探讨。

【关键词】胜利油田；平原水库；防渗

胜利油田的平原水库，均建设在黄河河口冲积层和滨海沉积层地基上，筑坝土料就地取材，强度低，渗流稳定性差，成为制约水库建设、管理的难题之一，早期建设的几座水库，不同程度存在渗漏问题。油田水利工作者，结合当地的实际情况，在平原水库建设和运行管理工作中，针对水库大坝的防渗措施，进行了不断探索，积累了一些经验，下面以孤东水库、耿井水库、纯化水库为例做简要介绍。

1、孤东水库增容与除险加固

孤东水库库容1785万立方米，为湖泊式中型地上平原水库，1985年5月开工兴建，1997年12月，水库增容加固工程竣工。

1992～1993年，针对局部坝段、坝脚有砂沸现象，先后在东南西坝进行约5000m长的垂直铺塑截渗处理，衬塑底高程-1.0m、顶高程7.0m。1997年3月，在实施水库大坝加高增容加固前对原围坝K7+955—K4+900坝段补充或重作衬塑处理，衬塑底高程-1.0m、顶高程7.0m。1998年1月，水库增容后水位达到6.0m，个别坝段外坡坝脚出现流土，在此段130m长的坝脚沟内填30cm厚中砂，上盖350g/m2土工布，再填压30cm厚石子，形成坝脚返滤排水棱体，但外坝脚仍然有流土现象。2005年进行坝体袖阀帷幕灌浆工程。施工坝段：k0+038—k0+320、k1+025—k1+300，累计灌浆373孔（含灌浆试验孔、补灌孔）。在后续的引蓄水工作中，工作人员发现k0+198、K0+230有明显渗漏点，渗点高程为3.252米。2008年8月，油田委托國家专业单位根据大坝原型监测系统的监测数据，对孤东水库进行安全鉴定，结论是：孤东水库大坝渗流控制存在严重隐患，大坝属于“三类坝”，水库为病险库，应予除险加固。可见垂直铺塑防渗、修建反压反滤平台、袖阀帷幕灌浆等截渗加固措施效果都没有达到预期效果。

2、耿井水库

耿井水库围坝为碾压式均质土坝，设计库容2000万立方米，围坝总长7.72km，水库上游护坡形式为干砌片石+土工布+中砂滤层+土体，坡比为1：3，上游坝肩设浆砌石防浪墙。下游为草皮护坡，坡比为1：2.5。

坝内设中粗砂墙排水，以降低坝内浸润线，减小渗透压力，增加下游坝坡的稳定性。砂墙设在坝轴线下游6.5m处，厚度为1.0m，墙底高程3.25m，墙顶高程为8.0m，排水体顺坝轴线每隔100米设一条横向（垂直坝轴线）碎石排水体，上游端伸入砂墙，下游端通向下游坝脚排水沟。

自1990年蓄水以来，水库大坝状态良好，国家权威鉴定机构鉴定为一级坝。日常的浸润线观测表明，坝体的排水砂墙达到了设计的目的，起到了降低浸润线的作用。但近几年由于坝脚排水沟清理不及时，水库周围兴建其他工程等原因，坝体的排水管约30处淤堵，砂墙的导渗降压作用在减弱，对水库大坝的安全运行造成了威胁。

3、纯化水库

纯化水库围坝是软土地基上坝高最高的均质土坝，水库围坝总长7671.71m，坝型采用碾压式均质土坝；坝顶高程为18.0m，水库蓄水深度为10.0m，水库总库容3341.49×104m3。水库工程采用了环水库围坝垂直铺塑并有水平铺塑与坝坡复合土工膜相接的联合防渗体系（见图2所示）。减少了渗漏损失，降低了浸润线高度，保证了水库围坝的稳定。经过16年的运行观测，达到了设计要求，效果良好。可见，复合土工膜防渗斜墙、垂直铺塑截渗是有效的防渗措施。

4、几点认识

4.1 常规的防渗技术有灌浆和防渗墙等。灌浆是用专门的机具，利用压力将浆液注入岩土空隙或裂缝，在地层中形成阻水帷幕，以提高其抗渗性能。灌浆一种常见的垂直防渗措施，应用广泛，适用各种土质。灌浆的效果主要取决于浆液与岩土的结合程度，一般来说，灌浆的耐久性较差，所以每隔一段时间就需要重复灌浆。防渗墙常见的有垂直铺塑、粘土防渗墙、混凝土防渗墙、水泥搅拌桩防渗墙。垂直铺塑适用条件苛刻，比较适合均质砂土层，应用范围受到限制。水泥搅拌桩防渗墙受技术约束，成桩强深度不宜超过18m，适用于浅层防渗处理。从国内实践看，混凝土防渗墙效果最好，是可靠程度最高的防渗措施。

4.2 从孤东水库几次除险加固的效果看，要想根治坝基、坝体渗漏，常规方法作用不明显，应该采用防渗效果好，可靠程度高，使用寿命长的混凝土墙截渗。因为水库是饮用水源地，需要连续不间断向水厂提供原水，可靠性要求极高，不可能停运维修，即使混凝土墙截渗造价高，施工难度大，也应该采用，以提高供水保障率。

4.3 耿井水库大坝、纯化水库大坝的防渗思路不同，从实际运行效果看，都能保证大坝安全。但砂墙导渗减压方案施工难度大，运行维护要求高。坝基垂直铺塑与坝坡复合土工膜联合防渗体系，不仅能降低坝体浸润线，还能有效防止平原水库长期蓄水可能产生的次生盐碱化，而且造价不高，施工技术成熟，应该在今后的平原水库建设中推广应用。