□張志軍（河南省白龜山水庫(kù)管理局）

高噴防滲墻在白龜山水庫(kù)的應(yīng)用

□張志軍（河南省白龜山水庫(kù)管理局）

針對(duì)白龜山水庫(kù)壩基滲流異常這個(gè)問(wèn)題，于2001年11月，在順河壩5+000～5+550壩段壩基下，采用高壓噴射灌漿技術(shù)建地下防滲墻，截?cái)酀B流，降低地下水位，消除隱患，從而保證大壩安全。文章對(duì)高噴防滲墻在白龜山水庫(kù)的應(yīng)用效果進(jìn)行分析，闡述了采用高噴防滲墻截滲是解決壩體滲漏的有效方法。

大壩；滲流；高噴防滲墻；效果分析

1 概況

白龜山水庫(kù)位于淮河流域沙潁河水系沙河干流上，壩址位于河南省平頂山市西南郊，距市中心9km，它和上游相距51km的昭平臺(tái)水庫(kù)形成梯級(jí)水庫(kù)。水庫(kù)控制流域面積2740km2，其中昭白區(qū)間流域面積1310km2。水庫(kù)于1958年12月開(kāi)工興建，1966年8月竣工，“75.8”大水后，于1976年大壩垂直加高1m，1998年10月開(kāi)始進(jìn)行除險(xiǎn)加固工程建設(shè)，2006年12月底通過(guò)除險(xiǎn)加固竣工驗(yàn)收。水庫(kù)防洪標(biāo)準(zhǔn)按百年一遇洪水設(shè)計(jì)，二千年一遇洪水校核，總庫(kù)容9.22億m3，是一座以防洪為主，集防洪、城市供水、農(nóng)業(yè)灌溉為一體的大（Ⅱ）型綜合利用水利樞紐工程。

水庫(kù)樞紐主要建筑物有：攔河壩、順河壩、泄洪閘和南、北干渠渠首閘。其中，攔河壩（主壩）為均質(zhì)土壩，壩長(zhǎng)1545.40m，最大壩高24.00m，壩頂寬7.00m；順河壩（副壩）壩長(zhǎng)18016.50m，最大壩高16.26m，壩頂寬6.00m；泄洪閘設(shè)7孔11m×10m弧形鋼閘門(mén)，最大泄量7105m3/s；南干渠渠首閘設(shè)2孔2m×3m的平板鋼閘門(mén)，設(shè)計(jì)灌溉引水流量35m3/s，加大引水流量50 m3/s；北干渠渠首閘設(shè)3孔5.00m×3.50m的弧形鋼閘門(mén)，設(shè)計(jì)灌溉引水流量120m3/s，并配合泄洪閘加入泄洪流量200m3/s。

2 高噴防滲墻應(yīng)用

1998年之前，白龜山水庫(kù)是一座病險(xiǎn)水庫(kù)，一是防洪標(biāo)準(zhǔn)低，二是壩基滲流異常。經(jīng)河南省水利廳組織的“白龜山水庫(kù)安全評(píng)估論證專(zhuān)家組”評(píng)估為三類(lèi)壩，并經(jīng)水利部大壩安全管理中心審查核定。1998年，除險(xiǎn)加固工程建設(shè)開(kāi)始，針對(duì)壩基滲流異常這個(gè)問(wèn)題，除采取增設(shè)降壓溝，更新部分失效降壓井、增設(shè)降壓井等措施外，于2001年11月，在順河壩5+000～5+550壩段壩基下，采用高壓噴射灌漿技術(shù)建地下防滲墻，截?cái)酀B流，降低地下水位，消除隱患，保證大壩安全。

該段壩基地層為第四系沖積層，上部為粘性土覆蓋層，巖性多為中粉質(zhì)壤土和重粉質(zhì)壤土，滲透系數(shù)為KH=(2.30～4.98)×10-3cm/s,KT=(1.54～1.57)×10-3cm/s,天然干容重為 ρd=1.53～1.65g/cm3，底板高程一般在90.00～94.95m,厚度一般為5～8m,平均厚6m。

防滲墻體軸線布置在順河壩5+000～5+550壩段上游坡104m高程平臺(tái)上，與壩軸線平行，距壩內(nèi)塊石護(hù)坡底邊外沿5m。高噴形式選用三重管高壓擺噴灌漿方法，自下而上連續(xù)灌漿。防滲墻體以折線連接，折線軸線與防滲墻軸線夾角120°，灌漿孔距1.40m，單排布孔，墻體頂部進(jìn)入壩體1.50m，底部進(jìn)入基巖1m。

單孔工藝流程為：

放線布孔→鉆機(jī)就位整平牢固→造孔→終孔驗(yàn)收→高噴臺(tái)車(chē)就位→試噴定向（制漿）→下噴射管至孔底（送漿、氣、水）→提升噴射→至設(shè)計(jì)深度結(jié)束→孔口補(bǔ)漿→驗(yàn)收→合格后移臺(tái)車(chē)至下一孔口。

防滲墻灌漿材料采用水泥粘土漿，即強(qiáng)度等級(jí)為32.50的普通硅酸鹽水泥占70%，粘性土(膨潤(rùn)土)占30%，水、干料比為1:1.1。

灌漿參數(shù)：水壓力：38～42MPa，水量：70L/min；氣壓力：0.70MPa，氣量：1m3/min；漿壓力：0.50MPa，漿量：80L/min；進(jìn)漿比重：≥1.53g/cm3，回漿比重：≥1.20g/cm3；擺動(dòng)速度：6°/s；擺動(dòng)角度：30°；噴射方向：（擺噴凝結(jié)體軸線與防滲墻軸線夾角）30°；提升速度：土層 8～10cm/min；砂層 10～13cm/min；卵石層 7～10cm/min。

該工程灌漿造孔393個(gè)，總進(jìn)尺13805.60m，高噴工作量10799.20延米，形成的防滲墻面積15119m2。共分為5個(gè)分部工程，經(jīng)評(píng)定5個(gè)分部工程全部合格，其中3個(gè)優(yōu)良，優(yōu)良率60%。所有原材料質(zhì)量合格，混凝土拌和物質(zhì)量達(dá)到優(yōu)良，綜合評(píng)定該工程質(zhì)量等級(jí)為優(yōu)良。

表1 庫(kù)水位101.00m左右時(shí)測(cè)壓管水位工程前后對(duì)比表

3 效果分析

該工程于2001年11月開(kāi)工，2002年8月竣工，歷時(shí)10個(gè)月。通過(guò)對(duì)此壩段庫(kù)水位在101.00m左右時(shí)，測(cè)壓管2001年和2003年的觀測(cè)數(shù)值進(jìn)行比較（見(jiàn)表1），最大差值0.41m，最小差值0.18m，可以看出，在同等庫(kù)水位下測(cè)壓管水位有明顯的下降，說(shuō)明防滲墻對(duì)降低該壩段的壩基滲流起到了一定的作用，防滲效果比較明顯。

近年來(lái)，管理人員對(duì)該壩段加強(qiáng)了觀測(cè)，根據(jù)多年觀測(cè)資料對(duì)比，管水位有明顯的下降，壩體浸潤(rùn)線明顯降低。水庫(kù)高水位時(shí)，壩腳溝不再冒水，導(dǎo)滲溝北側(cè)壁只出現(xiàn)輕微的散浸現(xiàn)象。

為了更直觀地反映該壩段防滲墻的防滲效果，筆者把順河壩近年來(lái)觀測(cè)的滲流量進(jìn)行對(duì)比（見(jiàn)表2），庫(kù)水位在101.00m左右時(shí)，把2001年順河壩滲流量值0.64m3/s作為基準(zhǔn)，拿2002-2013年順河壩滲流量值和其相比較，最大差值0.32m3/s，最小差值0.07m3/s，也可以看出，在同等庫(kù)水位下順河壩滲流量有明顯減少，說(shuō)明防滲墻對(duì)大壩壩基滲流有很大作用，可以顯著降低壩體滲漏，從而保證壩體穩(wěn)定安全。

表2 庫(kù)水位101.00m左右時(shí)順河壩滲流量各年與2001年對(duì)比表

4 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)高噴防滲墻在白龜山水庫(kù)的應(yīng)用效果分析，利用高噴防滲墻截滲，目前是對(duì)土石壩壩基滲流異常最好的處理方法，它有效地解決了由于滲流異常而帶來(lái)的工程隱患，從而保證大壩的安全。經(jīng)過(guò)近年來(lái)的觀測(cè)，順河壩7+000～8+000壩段也存在不同程度的壩基滲流異常，建議在資金允許的情況下，對(duì)該壩段也實(shí)施高噴防滲墻截滲。

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2014-01-10

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