呂錦偉

某水庫壩基滲漏原因及處理對(duì)策

呂錦偉

一、工程概況

某水庫位于江北山區(qū)，水庫建于1959年，總庫容為81.5萬m3。水庫樞紐由大壩、放水涵、溢洪道組成，水庫大壩為均質(zhì)土壩，壩長143m，最大壩高16.3m，壩頂高程57.6m，水庫具防洪、灌溉、養(yǎng)殖等綜合功能。此水庫雖為?。?）型水庫，但因其位于山區(qū)，且下游有村民數(shù)百人，故其防洪功能較為重要。

目前水庫大壩的除險(xiǎn)加固工程正在進(jìn)行，壩身防滲工程（壩身擺噴）已經(jīng)結(jié)束，但大壩下游壩腳仍有一條滲水帶。

二、地層情況

結(jié)合壩腳滲漏點(diǎn)的位置，進(jìn)行了有針對(duì)性的勘探工作，勘探揭露地層如下：

○0層，壩身填土，為重粉質(zhì)壤土夾礫石及碎石：黃色，硬塑，礫石及碎石含量達(dá)30%～50%。層厚16.8m，層底高程40.80m。

①層，礫、卵石：灰白色，濕，中密。層厚1.2m，層底高程39.60m。為坡積層，孔隙較大，鉆進(jìn)時(shí)不返漿。

②1層，強(qiáng)風(fēng)化石英砂巖：棕紅色，濕，堅(jiān)硬，裂隙較多，巖芯呈碎塊狀。層厚1.0～2.7m，層底高程36.90～38.60m。

②2層，中等風(fēng)化石英砂巖：灰白色，濕，堅(jiān)，巖芯呈短柱狀，裂隙較少。層厚 3.0～4.2m，層底高程 33.90～34.40m。

②3層，石英砂巖：灰白色，濕，巖芯呈長柱狀，基本沒有裂隙。已揭露最大厚度3.8m，最深層底高程30.60m。

具體地層參見圖1。

三、壩腳滲漏原因分析

壩腳漏水原因只有兩種可能：一是壩身漏水，二是壩基漏水。因漏水點(diǎn)距壩軸線較近，而壩高有16.5m，如果是壩身滲漏，則滲徑太短、比降太大，且本身壩身已實(shí)施了擺噴截滲措施，所以不可能是壩身滲漏。

據(jù)了解，本水庫防滲措施為擺噴，擺噴深度從壩頂算起為18.0m左右，擺噴已把滲透性較大的層壩身填土和①層礫、卵石層截住。而18.0m以下為強(qiáng)風(fēng)化石英砂巖，為中等透水層，強(qiáng)風(fēng)化石英砂巖的透水性較大，據(jù)現(xiàn)場壓水試驗(yàn)，透水率分別達(dá)18.9Lu及11.7Lu。

圖1 沿壩軸線工程地質(zhì)剖面圖

傳統(tǒng)意義上石英砂巖不透水，但因其節(jié)理裂隙發(fā)育（節(jié)理3組以上，不規(guī)則，呈X型或米字型，以構(gòu)造型或風(fēng)化型為主，多數(shù)間距小于0.4m，大部分為張開節(jié)理，部分有充填物，巖體呈小塊），節(jié)理裂隙寬度達(dá)5mm左右，為張開節(jié)理，所以強(qiáng)風(fēng)化石英砂巖的透水率大于10Lu，已屬中等透水，按照《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL274-2001）有關(guān)規(guī)定，壩基巖體透水率大于10Lu的必須進(jìn)行防滲處理。

而透水率10Lu的分界線的大致深度在21.0～22.0m（參見圖1），已在中等風(fēng)化巖層內(nèi)，因此下壩腳透水的根本原因是②1層強(qiáng)風(fēng)化巖層及②2層中等風(fēng)化巖層的上部為中等透水性，而擺噴深度不夠，沒能截住這部分透水層。

四、處理對(duì)策

土質(zhì)防滲體壩，其基巖透水性較大時(shí)，常規(guī)的處理方式是兩種：一種是做混凝土防滲墻，另一種是做帷幕灌漿。

混凝土防滲墻可用粘土、混凝土、塑性混凝土、土工膜等材料。它既可以作為壩體和堤身的防滲體，也可以作為透水地基的防滲體。最常用的是混凝土和塑性混凝土連續(xù)墻。如筆者親歷的滁州市城西水庫除險(xiǎn)加固工程（2010年通過竣工驗(yàn)收），因壩下游測(cè)壓管水位一直偏高，嚴(yán)重威脅著大壩的安全，初次采取的加固措施是壩身高噴灌漿和壩基劈裂灌漿。但初次加固后，壩基揚(yáng)壓力仍然偏高，后經(jīng)地質(zhì)勘察查明壩基揚(yáng)壓力偏高的根本原因在于壩基下存在著一層強(qiáng)透水的砂礫石層及細(xì)砂層。查清原因后，改用混凝土防滲墻截滲措施，防滲效果良好，目前下游測(cè)壓管水位已恢復(fù)正常，確保了大壩的安全使用及滁州市人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。還有小浪底土石壩的地基防滲和三峽二期圍堰的堰體和地基防滲都使用塑性混凝土垂直防滲墻。達(dá)到了理想的防滲效果。

根據(jù)實(shí)際需要，垂直防滲墻可完全隔斷地基的透水層，徹底解決地基土的滲透變形問題，也可不完全隔斷透水層，做成懸掛式的，起延長滲徑、降低下游逸出坡降的作用。

據(jù)本工程的實(shí)際情況，因混凝土防滲墻成本太高，也可做帷幕灌漿對(duì)透大率大于10Lu的基巖進(jìn)行防滲處理。帷幕灌漿深度至少應(yīng)進(jìn)入相對(duì)不透水層（透水率小于10Lu）以下5m，處理后的基巖透水率應(yīng)小于10Lu。

不論采用哪一種方式對(duì)壩基進(jìn)行防滲處理，應(yīng)注意三點(diǎn)：一是一定要選擇正規(guī)、信譽(yù)好的施工單位；二是施工過程中應(yīng)認(rèn)真監(jiān)理，確保施工質(zhì)量；三是施工結(jié)束后應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場壓水試驗(yàn)，檢測(cè)強(qiáng)風(fēng)化基巖的透水性。必須經(jīng)壓水試驗(yàn)確認(rèn)強(qiáng)風(fēng)化基巖透水率小于10Lu后，水庫才可正常蓄水。

本工程除險(xiǎn)加固以前曾做過勘察工作，但因前勘察單位認(rèn)為①層礫、卵石層透水性較大，未做壓水試驗(yàn)，進(jìn)而忽視了本庫區(qū)的強(qiáng)風(fēng)化石英砂巖的透水性也較大，從而導(dǎo)致了對(duì)壩基的二次防滲處理而造成浪費(fèi)，其實(shí)只要前期勘察中對(duì)庫區(qū)進(jìn)行一些簡單的地質(zhì)測(cè)繪工作并在鉆孔中進(jìn)行一些壓水試驗(yàn)就可查清基巖透水情況

（專欄編輯：周 權(quán)）

安徽省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院勘測(cè)分院 233000）