【摘 要】修文縣現(xiàn)有水庫多建于上世紀(jì)五十至七十年代,受建庫時期條件限制,加上運行多年,多數(shù)水庫存在漏水。本文通過對壩區(qū)防滲方案經(jīng)驗總結(jié),為以后水庫防滲處理提出參考方案。 
【關(guān)鍵詞】水庫;滲漏;防滲處理;帷幕灌漿;充填灌漿;土工膜防滲 
  修文縣地處貴州中部,位于東經(jīng)106°21′-106°53′,北緯26°45′-27°12′。屬楊子地臺黔中隆起,出露巖層有震旦系、寒武系、石炭系、二迭系、三迭系、白堊系和第四系,缺失奧陶,志留系地層。全縣現(xiàn)有。ㄒ唬┬退畮7座,小(二)型水庫22座。多數(shù)水庫建于五十至七十年代,受建庫時期技術(shù)經(jīng)濟條件限制,加之水庫運行多年,多數(shù)水庫滲漏嚴(yán)重。修文縣水利部門近年對多座水庫進行除險加固處理,現(xiàn)對病險水庫防滲典型方案小結(jié)如下,為以后水庫除險加固工程提供參考方案,也為新建水庫指出防滲應(yīng)注重之處。修文縣病險水庫大壩主要為土壩,本文主要闡述土壩壩區(qū)防滲處理的相關(guān)問題。 
  修文縣土壩壩區(qū)滲漏的原因主要有三方面:1)壩體滲漏,主要由于筑壩所用填料不符要求,土料夯填密實度不符合要求,造成壩體滲漏。2)壩基、壩肩及接觸帶滲漏,由于清基不徹底或未進行清基,未將松散堆積物、強風(fēng)化層等強透水層全部清除,未作防滲處理,導(dǎo)致壩基、壩肩及接觸帶漏水。3)由于巖溶發(fā)育造成水庫滲漏,水庫建在可溶巖層上,由于巖溶通道漏水,造成水庫漏水。壩區(qū)防滲處理的方案為:1)對壩體進行充填灌漿或鋪土工膜防滲,2)對壩基壩肩進行帷幕灌漿,3)對巖溶滲漏的水庫,需找到巖溶通道,通過帷幕灌漿等方式切斷巖溶滲漏通道進行防滲處理。 
  修文縣水庫大壩防滲處理典型方案總結(jié)簡述如下: 
  1 格老寨水庫:格老寨水庫位于修文縣中部龍場鎮(zhèn)北面,穿山堰河源頭,工程建于1958年,集雨面積14.7km2,最大壩高13m,總庫容107萬m3,為小(一)型水庫。庫區(qū)出露巖層為二迭系下統(tǒng)茅口組(P1m)灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、夾白云巖巖及方解石團塊,巖層產(chǎn)狀為NE30°-40°∠NW13°-18°。表層為第四紀(jì)(Q)黃色棕色粘土。茅口組(P1m)灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r溶發(fā)育,深蝕裂隙,溶槽、落水洞、天窗、溶洞等巖溶現(xiàn)象多見。 
  水庫滲漏及原因分析:1)左壩肩沿庫岸向上游200m,該區(qū)域溶槽溶洞發(fā)育,地下水位低于庫水位,庫水向左岸暗河滲漏。2)由于清基不徹底,基壩巖溶裂隙滲漏;3)由于壩體所用土料和夯填質(zhì)量較差,壩體滲漏。 
  防滲處理方案:1)帷幕灌漿處理:灌漿孔布置為單排三序,孔距為3m,灌漿壓為0.5-1MPa,灌漿漿液為P.O.325純水泥漿。處理區(qū)域為左壩肩沿庫岸向上游200m范圍,以及壩基滲漏帶。左壩肩沿庫岸向上游200m范圍帷幕底限為1267m(低于基巖面35m),壩基帷幕灌漿底限為1277m(低于基巖面25m), 2)壩體采用充填灌漿,漿液為泥漿加15%的水泥。 
  2 爛溝水庫:爛溝水庫位于修文縣西部谷堡鄉(xiāng)。水庫集雨面積4.5km2,總庫容148萬m3, 為。ㄒ唬┬退畮,最大壩高22.7m。設(shè)計灌溉面積2500畝。水庫死水位1232m,正常蓄水位1247.5m。庫區(qū)出露巖層為寒武系高臺組(∈2g)黃灰色泥質(zhì)白云巖,巖層風(fēng)化強烈,節(jié)理裂隙發(fā)育,巖層產(chǎn)狀220°∠29°。庫區(qū)左右兩岸分別有沿庫區(qū)河流方向的斷層。經(jīng)現(xiàn)場勘察分析,兩斷層為壓扭性阻水?dāng)鄬印?nbsp;
  水庫滲漏及原因分析:1)壩體滲漏:當(dāng)水位到達1245.5m以上時,背坡出現(xiàn)大面積滲漏帶,F(xiàn)場勘察,壩體填筑土料夾有風(fēng)化石及殘積浮土,現(xiàn)場取土實驗,土體滲透系數(shù)為k=1.5×10-4cm/s。2)壩基及壩肩滲漏:現(xiàn)場檢查,左壩肩長期漏水,壩體后緣長期漏水。大壩地基及兩壩肩為寒武系高臺組(∈2g)黃灰色泥質(zhì)白云巖,巖層風(fēng)化強烈,節(jié)理裂隙發(fā)育。由于建庫時壩基、壩肩開挖未將強風(fēng)化白云巖完全清除,壩基壩肩未進行防滲處理,導(dǎo)致壩壩基壩肩漏水。3)放水涵洞漏水,放水涵洞為石灰粘土砌石箱涵洞,建庫期間未設(shè)涵衣及截流環(huán)。庫水沿涵洞外側(cè)滲漏,長期漏水形成漏水通道,在涵洞中后段沿砌石裂縫集中滲入涵洞。 
  防滲處理方案:1)壩體防滲:壩體防滲設(shè)計為土工膜加灌漿方案:在壩體迎水面1232m高程處設(shè)置C20灌漿平臺,灌漿平臺兩端至壩頂設(shè)置灌漿斜坡。對灌漿平臺和兩側(cè)灌漿斜坡圈定的大壩迎水面進行復(fù)合土工膜(PE膜)防滲。對灌漿平臺以下的壩體進行填充灌漿處理,灌漿壓力為0.05MPa至0.3MPa。2)對壩基及灌漿平臺兩端至壩頂兩側(cè)壩岸進行帷幕灌漿,灌漿孔間距為3m。壩基及灌漿平臺兩端至壩頂兩側(cè)壩岸帷幕灌漿深度為基巖以下29m,設(shè)計帷幕灌漿底限約為1.2倍壩高。3)兩壩肩防滲:通過鉆探資料,分析兩壩肩地下水位與庫區(qū)地下水位關(guān)系,左壩肩防滲帷幕線從大壩左岸向左延伸48m, 右壩肩防滲帷幕線從大壩左岸向右延伸39m。帷幕深度同樣為深入基巖29m。4)放水涵洞防滲:設(shè)計在放水涵洞進口附近設(shè)置充填灌漿孔3個,深度為3-5m。通過充填灌漿阻斷涵洞外側(cè)滲漏途徑。防滲充填灌漿壓力為0.05MPa至0.3MPa,帷幕灌漿壓力為0.5MPa至1.0MPa。 
  3 把溪水庫:把溪水庫位于修文縣東北部扎佐鎮(zhèn)把溪村,水庫建于1957年,水庫大壩為均質(zhì)土壩,最大壩高10.24m,總庫容32.35萬m3, 壩體以上流域面積2.76km2。水庫設(shè)計灌溉稻田1000畝。庫區(qū)出露巖層為寒武系石冷水組(∈2s)薄至厚層白云巖,巖層產(chǎn)狀316°∠10°,傾向水庫下游,壩址為橫向谷。 
  水庫滲漏及分析:1)在大壩外坡腳中央(原河道中心位置)距離壩腳約10m處(高程1349.7m),有五處集中上升滲漏點匯成滲漏洼地,集中滲漏流量5L/s,主要原因是河道中心壩基透水層,原河流沉積物和基巖強風(fēng)化層未能完全清除,強風(fēng)化巖層節(jié)理裂隙發(fā)育,裂隙主要沿沿北西—南東方向、南西—北東方向,產(chǎn)狀不136°∠84°、63°∠79°,裂隙密度為1-3條/m2。加上表層溶蝕裂隙,形成集中滲漏。2)壩體左岸溢洪道右側(cè)墻與壩接觸線高程1353.7m處漏水量達0.3l/s,往下滲漏流量逐漸增加,至壩腳滲漏流量達0.5l/s。滲漏原因為左壩肩接角帶強風(fēng)化層未能完全清除,同時未作防滲處理,導(dǎo)致左壩肩滲漏。3)大壩坡腳排水棱體沿線漏水,主要原因是壩體填筑土料及夯填密實度不夠造成壩體滲漏。   防滲處理方案:1)對壩體進充填灌漿,灌漿漿液為泥漿加15%水泥, 灌漿壓力為0.05MPa至0.3MPa。2)對壩基及壩肩進行帷幕灌漿。帷幕底限(巖石透水率小于8LU)為基巖以下12m,為1.2 倍壩高。帷幕線沿兩壩肩向外延伸15m。灌漿壓力為0.3MPa至1.0MPa。在大壩左岸鉆探時發(fā)現(xiàn)有溶洞,在灌漿中加入砂漿封填溶洞。 
  上述水庫經(jīng)防滲處理,均已正常蓄水。 
  修文縣共有29座水庫,水庫大壩壩基可分為不漏水壩基和漏水壩基。大壩建于不漏水壩基上有8座水庫,壩基巖層為老第三系礫巖和二迭系龍?zhí)督M砂巖頁巖。壩基帷幕防滲深度淺,按0.7倍壩高帷幕防滲深度即可滿足要求。建于二迭系龍?zhí)督M砂巖頁巖基礎(chǔ)的壩體填筑材料多為強風(fēng)化砂頁巖,壩體填料顆粒大,夯填不密實。壩體防滲漿液需加水泥,或鋪土工膜進行大壩防滲。 
  大壩建于漏水巖層上的水庫,可分為兩類:1)巖層風(fēng)化強烈,強風(fēng)化深度較深,巖層節(jié)理裂隙發(fā)育,主要為節(jié)理裂隙漏水。2)巖溶滲水。 
  1)巖層風(fēng)化強烈,強風(fēng)化深度較深,巖層節(jié)理裂隙發(fā)育,主要為節(jié)理裂隙漏水。如石橋水庫,新坪水庫,爛溝水庫,古隆水庫,王官水庫、云盤山水庫,壩基出露的巖層主要是寒武系高臺、組石冷水組婁山關(guān)群 。巖層強風(fēng)化層厚度大,巖溶不發(fā)育,主要為巖溶裂隙。壩基壩肩滲漏的原因主要為巖層風(fēng)化強烈,強風(fēng)化深度較深,巖層節(jié)理裂隙發(fā)育。建庫時采用人工開挖難以完全清除強風(fēng)化滲漏層,又未采用有效的防滲措施。防滲方案:①壩基及壩肩帷幕底限必須進入弱風(fēng)化巖層。②對壩體作充填灌漿或鋪土工膜進行大壩防滲。 
  2)壩基巖溶漏水,①壩基防滲主要是找到巖溶道,通過對巖溶通道進行帷幕灌漿,再作相關(guān)防滲處理。②對壩體作充填灌或鋪土工膜進行大壩防滲。如已成功進行防處理的格老寨水庫。 
  水庫壩肩帷幕防滲,需根據(jù)壩區(qū)兩壩肩地下水位與水庫蓄水后庫區(qū)地下水的高程確定,壩肩帷幕線邊界應(yīng)超過兩壩肩地下水與水庫蓄水后地下水的交線所對應(yīng)的地面區(qū)域。壩肩帷幕底限按巖層巖石透水率小于5-8LU。 
  修文縣由于巖溶滲漏的水庫還有鹽井沖水庫和林場水庫,鹽井沖水庫庫區(qū)出露巖層為二迭系茅口灰?guī)r,庫區(qū)大面積出現(xiàn)巖溶滲漏,經(jīng)多次防理,未能完全治理好水庫滲漏,水庫未能正常蓄水。林場水庫水庫庫區(qū)出露巖層為寒武系婁山關(guān)群白云巖,庫區(qū)內(nèi)有巖溶漏斗存在,水庫不能正常蓄水。上述兩座需進一步尋找滲漏通道路,針對滲漏通道結(jié)合實際進行防滲處理。 
  參考資料: 
  [1] 修文縣格老寨水庫除險加固設(shè)計報告. 
  [2] 修文縣爛溝水庫除險加固實施方案. 
  [3] 修文縣把溪水庫除險加固工程實施方案.