周安增，李 麗

（1.黑龍江省水利廳，哈爾濱 150001;2.黑龍江省水利水電勘測設計研究院，哈爾濱 150080）

1 問題的提出

好漢泊水庫位于尚志市亞布力鎮(zhèn)西南25 km處，原為第三屆亞冬會的水源工程。為了滿足2009年2月第24屆世界大學生冬季運動會人工造雪及生活等用水的需求，該水庫必須增容擴建，才能滿足大冬會的需求。增容擴建工程主要部位是將好漢泊水庫自壩后坡加高培厚以增大庫容，原壩頂高程386.10 m加高到398.20 m，防浪墻頂高程為399.20 m，加高后最大壩高為25.7 m，用復合土工膜防滲心墻風化砂均質壩。溢洪道為右岸無閘側槽式。輸水洞布置在右岸側槽式溢洪道之下，并與之立體交叉。

工程建成后于2008年10月～2009年1月為第24屆世界大學生運動會提供生活及造雪用水80萬m3，為第24屆大學生運動會的成功召開提供了保證。

雖然任務完成了，但在工程運行中發(fā)現(xiàn)壩基和右壩肩局部地段有滲漏現(xiàn)象，特別是2009年7月，當水位升至390.50 m時，發(fā)現(xiàn)在390.00 m高程離溢洪道左邊墻側約5 m處嚴重漏水。形勢十分緊張，我們立即采取排沙管放水，以減少水壓，當水位下降到390.00 m時滲漏停止。由于滲漏存在，致使該工程至今不能驗收。

2 地質情況

好漢泊水庫樞紐區(qū)河谷呈不對稱U字型，左岸坡緩20°左右，右岸坡陡40°左右。壩基左段為剝蝕堆積臺地，地面高程375.00 mm，傾向河床，寬度110 m;右段為堆積河漫灘，地面高程374.00 m左右，寬度40 m左右。

巖性為花崗巖，粗粒結構，巖石風化劇烈，左壩肩全風化帶厚度可達2.50 m以上，右壩肩2.80 m，壩基全風化帶厚度最深5.90 m。

壩址區(qū)節(jié)理發(fā)育，據(jù)統(tǒng)計，主要有4組，以SW-NE向為主，走向275°～330°，傾角71°～90°，節(jié)理張開，最大達4 mm，內(nèi)充風化泥沙。由工程壩基滲透剖面圖看出，壩基約18～25、左岸約21 m、右岸約15 m深度內(nèi)透水性為強透水或弱透水，右岸的透水性大于左岸。

3 防滲設計及施工

基礎防滲設計及施工包括：

3.1 允許水庫滲漏損失量選擇

本次擴建滲漏損失量是根據(jù)工程地質勘察報告和原好漢泊水庫的滲漏量觀測資料，以及1994年好漢泊水庫建設過程中右壩肩進行灌漿處理的實際注灰量情況，綜合分析后確定的，即在本次興利調(diào)節(jié)計算中允許水庫有一定的滲漏，約為滲漏損失9 mm/d。

3.2 基礎防滲設計

根據(jù)壩基滲透剖面圖，結合工期等因素確定除兩壩肩外，壩基處理采用塑性混凝土防滲墻。左壩肩由于滲透系數(shù)較小，不進行處理，將錨固土工膜的混凝土槽直接設置于全風化下限的花崗巖層上;而右壩肩因節(jié)理發(fā)育滲透系數(shù)較大，采用帷幕灌漿處理。因在右岸布置有連接好漢泊與靈芝湖水庫的輸水隧洞，因此右壩端的灌漿深度以綜合考慮379.00～381.00 m高程間的嚴重漏水段和輸水隧洞襯砌頂部一定安全高度確定，具體為377.00 m，再根據(jù)1#塑性混凝土防滲墻實際處理深度作為灌漿帷幕左端的處理深度，其間連線作為帷幕灌漿的底緣界限，引帷幕灌漿屬于懸掛式帷幕。

3.3 灌漿施工

由于2007年4月21日和4月24日右岸山體先后兩次發(fā)生滑坡，為了保證施工人員安全，決定先行填筑土壩，而后土壩頂部進行造孔灌漿。另外在清理右壩肩以備澆注混凝土灌漿蓋板時發(fā)現(xiàn)右岸巖石節(jié)理極為發(fā)育，而且節(jié)理寬度遠不只4 mm，有的竟達到6～8 m，且節(jié)理走向基本是順河向，傾角陡峻接近90°，為了保證灌漿效果，在后來提出的帷幕灌漿布置圖時將原設計孔距1.5 m的單排灌漿改為孔距為2.0 m，排距為0.9 m的雙排灌漿。設計灌漿進尺量為：壩體進尺410 m，混凝土灌漿蓋板60 m，灌漿進尺760 m，成果見表1。

表1 好漢泊水庫右壩肩灌漿帷幕成果表

由表1可見好漢泊水庫右壩肩實際總灌漿長度728.42 m，平均注灰量為253.38 kg/m，可見右壩肩節(jié)理裂隙的發(fā)育程度，由于在雙排灌漿的施工程序中是先下游排后上游排，本工程施灌結果下游排平均注灰量為319.73 kg/m，上游排平均注灰量為188.62 kg/m，為下游排注灰量的58.9%，相應的透水率上游排較下游排為小，是符合規(guī)律的，而且采用雙排灌漿布置形式是符合本工程的地質條件;但是也正因為本工程節(jié)理發(fā)育，節(jié)理走向基本是順河向且為陡傾角，漿液順河向擴散要優(yōu)于橫向擴散。

4 滲漏情況

2007年6月16日當水庫水位升至為383.58 m時，壩下DN800輸水管線的下游側陸續(xù)發(fā)現(xiàn)低洼處地面有滲水流出，隨著水庫水位的升高，另在消力池右側邊墻分縫處比邊墻頂部高程372.5 m低1 m（高程約371.5 m）處有一股水流射出。估計每天約滲漏200 m3。

7月6日建管局組織人員對閘閥井西南排水井中用于排除絕大部分壩下滲水的DN300排水管的排水量進行了測定，滿水桶的水重為20.2 kg，接滿一桶滲水需時13 s，則日滲水量為134.25 m3/d，設計人員經(jīng)計算認為在設計允許范圍內(nèi)。

8月25日庫水位達到387.55 m，庫區(qū)水面面積14.45萬m2。由于庫水位升高，壩下滲流量加大。查看后發(fā)現(xiàn)滲水主要匯集于3處，一處是閘閥井西南角的排水井，對此處水流進行了測定。接滿一桶需時6 s、經(jīng)計算此排水井日匯集滲水總量為340.75 m3/d。日滲漏損失深度為2.36 mm。

第二處為自閘閥井南側的滲水與DN800輸水管南側東段的滲水經(jīng)海漫段左岸排入海漫段，目測看此段滲水略小于排水井中的兩股水流。

第三處為花窖南側的滲水，此滲水匯集后，直接排入玉足湖下游河道，此股水流在這三股水流中較小。假定三股水流的量均與排水井的滲水量相同，則總滲漏深度為2.36×3=7.08 mm，仍然小于調(diào)節(jié)計算中采用的9 mm。由此8月25日三股水流的總水量約為7.08×144 500/1 000=1 023.1 m3/d。實際滲漏水量可能比此數(shù)值大一些，因為零量滲漏水流末計在內(nèi)。

8月26日建管局對滲漏水量進行了全面測試，將各股滲漏水流集中到一處，采用一較大油桶進行量測。油桶內(nèi)徑0.58 m，內(nèi)高0.555 m，充滿1桶滲水需時10.13 s，計算得：86 400/10.13×0.292×3.1415×0.555=1 250.7 m3/d。當日庫水位387.58 m，庫區(qū)水面面積為14.4854萬m2，則滲漏損失深度為：

1 250 /14.4854 =8.63 mm＜9 mm

雖然將可以集中的滲漏水流全部匯集到一起進入進行測定，但是有些較深層的滲水及測量誤差等，上述數(shù)值可能偏小，但估計設計中采取的9 mm滲漏損失深度是可以的（日滲漏損失水量為0.009×14 4854=1 303.7 m3/d。

特別是2009年7月，當水位升至390.50 m時，發(fā)現(xiàn)在390.00 m高程離溢洪道左邊墻側約5 m處嚴重漏水。隨著水位的提高滲漏量急劇加大，立即采取下泄放水措施，當水位下降到390.00 m時滲漏停止。

5 滲漏分析

2007年7月6日以前，庫水位384.00 mm及以下時，壩下排滲溝內(nèi)下游測的排水篦子（約0～012樁號處）以西排滲溝的上游測壁末見滲水流出，后隨著庫水位的升高，方見到排水篦子以西的滲溝上游測壁有滲水流出，到8月25日時，已發(fā)展到樁號約0+067左右。

經(jīng)觀察滲水流出點主要位于閘閥井周圍，一處是閘閥井西北角外墻壁，有滲水直接沿墻壁2～3處向上涌出，經(jīng)壩下排滲溝排入排水井后匯入消力池中;再一處距閘閥井南側墻下游約5～6 m處見滲水流出，分析這是滲水沿閘閥井東墻外回填的碎石土的空隙流出，因該側回填較高，滲水沿碎石的空隙流過在表層見不到而已;另外在消力池右側邊墻分縫處距消力池邊墻頂1 m（高程約371.5 m）處有一股水流自分縫處射出。經(jīng)分析，隧洞軸線與灌漿帷幕線在樁號0+011.87相交，洞底高程為373.10 m，洞頂高程為374.90 m，而該處的實際帷幕灌漿底邊界為377.95～377.55 m。由表1可見，此高程位于YB5孔的19.2～24.2 m孔段，此段透水率為Lu=9.4，只相當于10-4cm/s，近于中等透水。在庫水位384.00 mm以下時，這是壩下滲水主要流出點，也是在8月25日觀測到的三股流的主要部分。

排滲溝下游側的排水篦子西側，即約0+012-0+067段的滲水，經(jīng)分析該滲水是在較高水頭的作用下繞過塑性混凝土防滲墻底部而滲出，其中在DN800輸水管理的下游側樁號約0+067處有一較大的滲水點，此處位于混凝土防滲墻8#槽板段（0+066.8-0+073.4）下游側約80 m。施工塑性混凝土防滲墻時，墻底部均座落于強風化層的上限（抓斗抓不動為止），但在2006年10月18日晚8#槽板段造槽施工中，由于上部風化砂層較厚，地下水位幾乎近地面，在抓槽中出現(xiàn)了嚴重塌槽現(xiàn)象，為防止重達60余噸的施工抓斗落入塌坑中發(fā)生嚴重事故，并為搶回工期（因為比計劃工期晚開工2.5個月），該槽板段提前結束，該槽段右端比7#槽板段的左端槽底要高出0.95 m，左端比9#槽板段的右端底要高出0.67 m，由于塌槽的影響，造成8#塑性混凝土防滲墻的底部坐落在擾動的風化砂層上，該層在較高水頭作用下成為一滲透通道。

花窖南側的滲水紅分析主要也是經(jīng)防滲墻詢問繞過而滲出。

上述分析經(jīng)黑龍江省水利工程質量檢測中心站使用DB-3型堤壩管涌滲漏探測儀的探測結果所驗證，其中右岸邊及輸水洞進口閘門前測定的測量值20-100和100等即為上述分析的洞周圍與底部末進行帷幕灌漿所致;正對防浪墻右端起第四個燈柱、離壩坡水邊線19 m處，測量值在20～30即為上述樁號0～067處附近防滲墻基礎下的滲透通道。

經(jīng)鉆探資料分析表明，右側山體在398.14～393.14和393.14～388.14兩段巖石節(jié)理裂細較為發(fā)育，相應右側一定范圍內(nèi)未灌漿的巖石結理裂細也較為發(fā)育，當水位降至391.08時滲漏停止說明主要繞滲部位在390.00出水點之上，當水庫水位升高后，滲水主要在上述高程及水平向范圍內(nèi)的節(jié)理裂細繞過，經(jīng)溢洪道陡坡段基礎下的節(jié)理裂細后在390出水點逸出。因此390.00高程滲漏為右壩肩沿巖石裂細繞壩滲漏。

6 對策及處理措施

經(jīng)過上述滲漏分析，永久處理措施分為兩部分。一部分在原右岸390.00高程滲漏處理，另一是壩下滲漏處理。

390.00 高程處滲漏處理主要是采用灌漿方案：①灌漿范圍要向右岸延伸，加長滲徑;②灌漿材料要有所研究;③灌漿方案及鉆孔布局上要經(jīng)細致的推敲。本次灌漿是在水庫蓄水后進行，巖石裂細有一定的壓力水頭，部分地方又是二次重復灌漿，距輸水洞較近，因此，對鉆孔、裂細沖洗、灌漿方法、壓力控制、材料選擇、漿溢的變換和質量檢測都有一定的難度，因此必須選擇有一定經(jīng)驗和具有先進設備的施工隊務來承擔本次滲漏灌漿任務。第二部分8#槽板段，因為在塑形混凝土防滲墻頂部埋設土工膜用于壩體防滲，此段無灌漿蓋板，并由于土工膜的存在而元法施鉆，為此可于明年開化以前在適當冰面部位上拋土（黏土），即做凍土鋪蓋，開化后黏土落到庫底，部分黏土顆粒將被滲透水流帶入到風化砂層的空隙中造成淤堵塞而減少滲流。下游加強壩腳反濾排水措施。

[1]曲洪雷，蘭朝臣，趙士成.西泉眼水庫滲漏原因分析及防滲措施研究[J]. 黑龍江水利科技，2007，35（6）：45.