沈德新
长江岩土工程总公司(武汉) 湖北 武汉 430015
摘要:通过对大坝的渗漏情况进行统计、分析,初步判定大坝渗漏部位、原因,根据初步判定布置钻孔、现场试验、孔内录像、声波探测,根据现场钻机各类现场试验验证、确定渗漏部位、范围,综合分析渗漏原因,根据分析结果提出相应的解决意见及建议。
关键词:水库;渗漏 ;分析;治理
某工程于2009年12月30日开工,2011年7月6日大坝填筑完成,当年10月10日开始试蓄水。在水库试蓄水过程中发现大坝渗流量为16.93L/s,随后观测发现大坝下游坝体浸润线较高。2013年3月底开始大坝补强灌浆施工。2013年9月19日大坝下游坝坡面1185m高程出现水平分布并与两岸坡基本联通的散浸带,两边距岸坡15~20m范围、右岸坡排水沟及原214省道路基陆续出现集中渗流,渗流量约3L/s。险情发生时,蓄水位1212.19m,库容899.28万m3,三角堰流量23.21L/s,心墙渗流观测管流量0.461 L/s,坝顶累计沉降0.274m,水平位移0.049m(向下游)。至9月23日,下游坝面1177~1188m高程散浸面积最终扩大到1403.6m2。
一、地形、地貌、地质及不良地质现象
坝址岸坡坡面相对较缓,坡度约25°~45°,坡度变化不大,坡顶到河床底部高差约80.0m;右侧岸坡坡度35°~65°,局部较陡,坡度变化较大,S214省道从右坝肩通过,内侧为高5~15m的陡边坡。河床底部地形平缓,水流缓慢,宽约40m。
大坝地层岩性较简单,河床底部覆盖层第四系全新统冲洪积层(Q4al+pl)漂卵石在坝基轴线处已经被清除,大坝填筑体主要为强、全风化基岩。基岩为晋宁期石英闪长岩(δο2)。
根据地表地质测绘和勘探成果资料,坝址区未发现滑坡、崩塌和泥石流等不良地质现象。物理地质作用主要表现为岩石的风化剥落和卸荷。
二、渗漏分析
水库于2011年10月10日开始试蓄水,蓄水位至1202m,库容493万m3。在水库试蓄水过程中,2012年11月30日完成量水堰修补后,大坝渗流量于2011年12月23日进行首次观测,渗漏量与蓄水位关系曲线见图1,蓄水位1201.48m时测得大坝渗流量16.93L/s,随后发现下游坝体浸润线较高。
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图4 Y0+004剖面(心墙下游)浸润线图(9.1-9.20)
现场的压水试验检测结果表明:共10个检测孔目前进行了78段压水试验,其中不合格(>5Lu)16段,占20.5%,高程位于1197.05~1215.2m,根据大坝建基面高程看,不合格主要位于帷幕顶部与接触带附。
物探钻孔声波测试显示:工程区强风化岩体波速一般在4360m/s以下,岩体完整性差;弱风化岩体波速一般在4360~5200m/s,平均波速5100m/s,岩体较完整;微新岩体波速一般在5200~6250m/s,平均波速5540m/s ,岩体完整性好;裂隙或充填岩脉部位波速一般在2900~4160m/s,岩体完整性差至较破碎;盖重板混凝土波速一般在2670~3800m/s。
钻孔录像观察到:强风化岩体裂隙发育,多充填岩屑及泥质物,岩体完整性差至较破碎;弱风化岩体裂隙较发育,多闭合,局部微张开,岩体较完整;微新岩体裂隙微发育或不发育,岩体完整性好。
钻孔岩芯揭示:强风化岩体完整性差至较破碎,取出岩芯多呈沙状、部分碎块;弱风化岩体相对较完整,取出岩芯多呈短柱、长柱状、少量块状;微新岩体完整性好,取出岩芯多呈长柱状、部分短柱状。
三、结论与建议
根据前期勘察资料、施工中灌浆孔与先导孔和检查孔、检测资料、试蓄水情况渗流观测及巡查、勘察钻孔资料等综合分析,渗漏存在如下几个方面:
(1)大坝沥青心墙因存在破碎、裂隙发育,可能存在渗漏。
(2)坝基与两岸岩体局部破碎、裂隙发育,同时强风化带存在透水性大,右岸下部发育较破碎的辉绿岩脉,透水性较大。因此两岸及坝基岩体存在渗漏。
(3)接触带因未固结灌浆处理,同时两坝肩地形较陡且未阶梯状开挖,导致接触带透水性大。
(4)上游坝体排水盲沟使库水直接进入上游过渡带,过渡带渗透系数较大,渗径短,水头大,补给水量大;
根据以上的结论,结合现场的情况,笔记做出了如下建议:
(1)根据水库渗漏的总体情况地质建议防渗处理的总体原则采用混凝土防渗墙进行坝体渗漏处理、墙下及两岸采取灌浆帷幕;
(2)帷幕灌浆建议加强接触带部位质量的控制;
(3)坝壳填筑料细颗粒含量较高,防渗墙施工注意槽孔壁稳定;
(4)根据现有资料,右岸防渗帷幕长度暂按80m考虑,建议根据施工期钻孔资料情况进行优化调整;
(5)建议进行坝壳填筑体剪切波测试;
(6)防渗处理结束后建议加强运行期间大坝及两岸山体的渗流监测。
参考文献
[1]彭皖生;程海英;;某水库大坝渗漏原因分析;中国水利学会第四届青年科技论坛论文集
[2]李军华;陈建生;陈亮;;大坝渗漏量的连续示踪模型研究[A];第九届全国渗流力学学术讨论会论文集