基于泡子沿水库坝体及坝基渗漏处理的研究

刘成刚

(辽宁法库县水利局， 辽宁 法库 110400)

基于泡子沿水库坝体及坝基渗漏处理的研究

刘成刚

(辽宁法库县水利局， 辽宁 法库 110400)

针对泡子沿水库坝体有水浸现象，水库淤积严重，水库蓄水能力降低，下游坝脚处多处产生渗漏现象等险情，通过地质勘察找出原因，通过两种方案比较,选择高压喷射灌浆方案形成覆盖层的方式处理渗漏问题，旨在为相关水利工程提供参考。

坝基渗漏; 工程地质; 方案; 泡子沿水库

1 概 况

泡子沿水库位于法库县柏家沟镇泡子沿村，建于辽河支流王河上游，属中型水库，总库容为4760万m3。建库蓄水后，坝基有渗水现象。特别是主坝老河道段与副坝段，当库水位抬高时，坝后形成沼泽地。如：1960年汛期库水位106.5m时，主坝原导流段20m范围内坝后渗流与24h达80m3，出现了管涌和砂沸现象，坝顶沉陷10cm。汛后虽然做过修补，但仍然漏水不止。

1981—1982年对大坝坝基渗涌地段做了水泥黏土灌浆，但收效甚微。1983年对主坝坝基砂层进行高压灌浆，处理坝长约64m，钻灌浆孔32个，形成了防渗帷幕，取得了一定的防渗效果。

2 工程地质

2.1 主坝坝体

岩性为粉质黏土，塑性指数为12.6～17.7，平均为14.1。干密度一般为1.59～1.67g/cm3，平均值为1.64g/cm3。渗透系数为2.5×10-4～5.8×10-8cm/s，平均为5.2×10-5cm/s。天然含水量为15.0%～22.2%，平均为19.6%。孔隙比0.59～0.68，平均为0.63。液性指数一般为0.29～0.36，呈可塑状态。上述指标说明，主坝坝体质量总体来看是比较好的。

2.2 主坝坝基

地层自上而下分别为：第①层粉质黏土：坝基座落在该层之上。灰褐色中有黄褐色条纹含云母碎片，局部夹黏土，多呈可塑状态，局部为流塑状态。该层在坝基部位分布不稳定，多分布于原主河床部位，最大层厚3.2m，一般较薄，自坝基向背水侧厚度增大，且局部夹淤泥质粉质黏土及粗砂、砾砂、圆砾透镜体。

第②层砾砂：夹粗砂及圆砾。灰白色，饱和，仅在原河床部位出现，揭露于A2、A3孔及坝下T1、T2、T3孔。在原河床部位厚度最大为0.80m，向主坝两岸延伸后尖灭。

第③层全风化岩：浅肉红色、肉红色。系中、粗粒花岗岩全风化而成，颗粒组成不均，多呈砾砂状，夹圆砾及粗砂，不均匀系数平均为8.6。矿物成分主要为长石、石英及暗色矿物黑云母。该层分布稳定，层厚1.6～8.5m，平均厚5.33m，在原河床部位最厚，向两岸渐薄。

第④层强风化花岗岩：浅肉红色、肉红色。中、粗粒，全晶质结构，块状构造。主要由长石、石英及暗色矿物黑云母组成，局部由于受构造及后期岩脉侵入影响，微显片麻状。该层分布广泛，层厚较稳定，一般为2.90～5.50m，平均厚4.60m。岩石质量指标RQD值一般为7.4%～20.0%，岩体较破碎，说明岩体节理裂隙发育。

第⑤层弱风化花岗岩：下伏于第④层强风化花岗岩，本次勘察未穿透。岩石质量指标RQD值一般为16.0%～42.0%，岩体完整性差，较破碎，稍好于④层岩体。

主坝坝基各岩土层渗透性见下表。

主坝坝基各岩土层渗透性表

2.3 副坝坝体

岩性为粉质黏土，塑性指数为12.1～18.3，平均为13.9。天然干密度一般为1.60～1.71g/cm3，平均为1.66g/cm3。渗透系数为2.0×10-4～1.4×10-7cm/s，平均为4.1×10-5cm/s。天然含水量为16.7%～23.6%，平均为19.5%。孔隙比0.56～0.68，平均为0.61。液性指数一般为0.25～0.35，呈可塑状态。上述指标说明，副坝坝体土质较均，碾压质量较好。

2.4 副坝坝基

地层岩性自上而下分别为：

第①层粉质黏土：黄褐色—灰色，分布在整个副坝坝基下，厚度8～9m，土质不均，多呈可塑状态，局部为软塑～流塑状态。在A6～A9勘测孔之间于该层顶部尚分布有筑坝清基时残留的厚0.2～0.4m的粗砂薄层，坝体即座落于其上。

第②层砾砂：灰白色，饱和，层厚3.0～4.7m。该层普遍夹有一层粉质黏土，饱和，呈可塑状态，厚0.2～0.6m。

第③层全风化岩：岩性及物质组成等同主坝。其底面高程变化较大，为52～65m，层厚2～16m。在A6～A7孔间形成深风化囊，向两侧渐薄。

第④层强风化花岗岩：其岩石质量指标RQD值为0～43.0%，岩体破碎—较破碎，说明岩体节理发育。

第⑤层弱风化花岗岩：下伏于第④层强风化花岗岩，本次勘察未穿透。岩石质量指标RQD值一般为20.0%～34.0%，岩体完整性差较破碎，稍好于④层岩体。

3 处理方案

3.1 方案比较

对主、副坝坝基透水覆盖层，处理方案有混凝土防渗墙、高压喷射灌浆等方法。

a.建造混凝土防渗墙需开槽(或槽孔)，浇水下混凝土。工程量较大，造价偏高。对于封堵渗漏通道易做到，形成墙体厚度均匀连续，防渗性能好，但砂性土中较难固槽壁，施工时受环境影响较大并有损坝体整体性。

b.高压喷射灌浆通过钻孔喷射水泥浆成墙。形成墙体厚度均匀连续，与原坝结合紧密，不释放地基应力。对坝基裂隙有充填作用，方法简单易行，价格适中，墙体的抗渗性满足土坝防渗要求。但施工中有一定浆液浪费。

3.2 方案选择

上述二种处理方案中，混凝土防渗墙虽有损坝体的整体性，但可一次性彻底解决渗漏问题。自20世纪50年代月子口水库建成以来，混凝土防渗墙一直是我国土石坝砂砾石坝基防渗加固的主要措施。施工技术简单，施工工艺成熟。但造价较高，目前混凝土防渗墙单价约为1200元/m2左右，而高喷灌浆单排单价约为300元/m2。高喷灌浆在不开槽情况下能形成理想性状防渗体，适应坝基变形能力强。而且泡子沿水库主坝1983年进行过32孔高压喷射灌浆，形成了防渗帷幕，取得了一定防渗效果和经验。本次初步设计暂推荐高压喷射灌浆方案进行覆盖层处理。

考虑到主、副坝坝后有多处管涌漏水点，形成大片沼泽，渗漏情况较严重。需采用双道高喷防渗墙加固处理。

主、副坝基岩透水地层采用帷幕灌浆处理。考虑到全风化岩渗透性较大，为强透水层，初步设计推荐采用双排防渗帷幕。

3.3 灌浆范围

3.3.1 主坝覆盖层

由于主坝坝基覆盖层为原主河床地段，且厚度较薄，在第①层粉质黏土和第②层砂砾石的接触面及坝清基不彻底层面，都存在接触渗流的可能性，因此主坝坝基整个覆盖层应为重点处理部位，全部做高喷灌浆处理。

所形成的防渗墙体顶部插入坝体深度为1.5m，底部伸入基岩0.5m，两端与坝肩岩体相接。

3.3.2 副坝覆盖层

由于副坝坝基覆盖层存在厚8～10m的粉质粘土层，从地勘结果看，此层微透水，可不进行处理。此层上部的清基残留厚0.2～0.4mm粗砂薄层，其下部为厚3.0～4.7m砾砂层，需进行防渗处理。因此形成的防渗墙体由两部分构成，即封闭清基残留砂层悬挂防渗墙和封闭砂层防渗墙。

3.3.3 主副坝基岩

主副坝坝基第③层全风化岩，具有强透水性，须进行帷幕灌浆。其下强、弱风化岩层，弱透水性，施工时可根据先导孔压水试验由岩石灌浆规范吕荣值指标控制是否灌浆。两端由于全风化岩分布较广，无尖灭点，处理时考虑两坝肩绕坝渗漏及副坝输水洞周围有接触渗漏情况，在主副坝原有长度上暂向两端各延伸50m，待施工时根据具体情况进行调整。

4 结 语

泡子沿水库渗漏处理措施为：主坝上层高喷灌浆处理坝段长200m，最厚处达4m；主坝下层帷幕灌浆处理坝段长700m，最厚处达6m；副坝上层高喷灌浆处理坝段长680m，最厚处达5m；副坝下层帷幕灌浆处理坝段长900m，最厚处达18m。主坝下游干砌石棱体排水已失效，重建棱体排水不仅开挖面大，且对原坝体扰动较大，变更为将原棱体排水表层拆除，改建贴坡排水。通过渗流稳定分析，经计算渗透比降小于允许比降，渗流安全。

[1] 栗献锋.下米庄水库主坝坝基渗漏分析及处理方案设计[J].山西水利,2013(11).

[2] 徐华,范海玫,高谦.马陵水库坝基渗漏成因及处理措施[J].山东水利,2006(3).

[3] 李庚年,佟胤铮.阜新市细河改造工程坝基渗漏计算及处理效果分析[J].吉林水利,2003(8).

[4] 张峰,王建光.华一水库坝体及坝基渗漏处理[J].湖南水利水电,2008(3).

[5] 许玉景,黄福才.天津滨海地区平原水库软土坝基稳定分析[J].海河水利,2004(1).

Research on dam body and dam foundation seepage treatment based on Paoziyan Reservoir

LIU Chenggang

(Liaoning Faku County Water Conservancy Bureau, Faku 110400, China)

Since Paoziyan Reservoir surfers from the following risks such as water seepage phenomena on the dam body, serious reservoir sedimentation, reservoir water storage capacity reduction, multiple seepage phenomena at the root of downstream dam. Reasons are discovered through geological survey. Two plans are compared. High pressure jet grouting plan should be selected for treatment of seepage problem on the covering layer, thereby providing references for related water conservancy projects.

dam foundation seepage; engineering geology; plan; Paoziyan Reservoir

10.16616/j.cnki.10-1326/TV.2016.06.009

TV543

A

2096- 0131(2016)06- 0027- 03