□宋玉芬（汝州市小型水庫管理中心）

0 引言

安溝水庫位于汝州市北20km焦村鄉(xiāng)安溝村附近，在北汝河支流黃澗河上，屬淮河流域沙潁河水系，水庫控制流域面積89km2,總庫容1530.27萬m3，是一座以防洪、灌溉為主，兼顧水產(chǎn)養(yǎng)殖等綜合利用的中型水庫。水庫下游有5萬多人以及軍事光纜、省道洛界公路等,防洪位置重要。

安溝水庫建庫前未做任何地質(zhì)工作，1960年建成蓄水即發(fā)現(xiàn)壩基及溢洪道下游有漏水點。經(jīng)1986年洛陽地區(qū)勘測設(shè)計院在大壩西壩肩及其下游勘探（共6個水文地質(zhì)孔），證實河槽中壩基下為一層約16m中間夾壤土層的砂卵石層，其下為奧陶紀下統(tǒng)白云質(zhì)灰?guī)r，右壩肩為坡積碎石土和奧陶紀白云質(zhì)灰?guī)r。從平頂山水利局任務(wù)書中得知左壩肩基巖為寒武紀含多面狀結(jié)構(gòu)青灰色灰?guī)r，中間夾竹葉狀灰?guī)r。1988年河南省水利二總隊在大壩樁號0+060～0+005段灰?guī)r中作水泥帷幕灌漿檢測，但經(jīng)蓄水證明，滲漏并未減輕。

1989年4月黃委會水科所進行了放射性同位素檢測，河南省水科所和新鄭水利局進行了物探，1990-1991年，河南省水利勘測總隊作了壩基滲漏及壩體質(zhì)量檢查地質(zhì)勘察，勘探結(jié)果認為漏水嚴重，除對左壩段壩基砂卵石和右壩段截水槽下砂卵石進行處理外，還應(yīng)對基巖表層透水層較大區(qū)域進行處理。1993年對河槽0+000～0+125砂卵石層進行高噴灌漿，但是滲漏現(xiàn)象仍沒有明顯改觀。

2 存在的問題及原因

2.1 壩基處理及存在的問題

該壩基為砂卵石地基，1959年建壩時設(shè)有截水槽，截水槽位于壩軸線上游約12m處，在樁號0+010～0+023段，截水槽坐落在砂卵石上；0+023～0+125段，截水槽坐落在砂卵石層中的壤土夾層上，其下還有8m左右的砂卵石層；在樁號0+125以左約40m范圍，截水槽坐落在基巖上。施工時，由于主河槽段地下水很大，采用水中倒土使壩體合攏。另外，在右岸陡坎處開了三條結(jié)合槽，其他地面只清理了浮土。1988年河南省水利勘測總隊在大壩樁號0+060～0+005段石灰?guī)r中作水泥帷幕灌漿，其平均深度約為深入基巖10m,但經(jīng)蓄水證明，滲漏并未減輕。1989年4月，據(jù)黃委同位素測定，水庫淤積厚度雖已達11m厚，但在壩前堆積石渣處為一入滲地段，因而淤積層所起作用較小，天然鋪蓋防滲效果不明顯。1993年做了高噴灌漿處理，發(fā)現(xiàn)右岸帷幕灌漿個別灌漿孔深度不夠，下部為嚴重透水層，存在滲漏通道，所以對右岸帷幕原灌漿3個孔進行了復(fù)灌。高噴灌漿前，大壩滲漏嚴重，明流出水點有溢洪道出口、小橋南、量水堰東和東西兩泉等處。

2007年大壩安全評價時現(xiàn)場查看發(fā)現(xiàn)西泉漏水點和右岸新開溢洪道上共2處漏水點，以及壩下游魚池底部多處翻砂冒水現(xiàn)象。魚池下游陡坎處有一泉眼冒水形成水池，同時，有一股明流自左側(cè)匯入該水池。這說明壩基仍存在嚴重滲漏問題，壩基防滲處理和加固措施的效果并不明顯。

2.2 高噴灌漿后滲漏原因分析

一是截水槽從樁號0+125一直到左岸壩端，這段壩基截水槽坐落在基巖上，位于壩軸線上游約12m處，底寬為5m。1993年高噴灌漿從樁號0+000～0+125，沿垂直于壩軸線方向，灌漿位置在上游坡267m高程以下。按267平臺以上坡率1:2.62計算，灌漿位置距壩軸線至少30多m，可見在0+125樁號處，截水槽和高噴灌漿防滲墻沒有搭接在一起，而是沿垂直于壩軸線方向錯開很大距離，從而整個壩面沒有形成連續(xù)的防滲體系。在上游庫水位作用下，水流會繞過高噴灌漿防滲墻，從高噴灌漿防滲墻和截水槽之間的空隙滲出。二是據(jù)勘探發(fā)現(xiàn)，砂卵石層以下為白云質(zhì)灰?guī)r，淺層呈風(fēng)化狀態(tài)，鉆孔巖芯呈碎塊狀，各孔均見規(guī)模不等的破碎帶，帶內(nèi)巖芯呈碎屑狀、泥狀或3～5cm的碎塊狀，均未膠結(jié)。其巖石的透水性較大，鉆孔壓水實驗值單位吸水量為0.10～1.00min.m.m,為較嚴重透水。進入基巖30m深度，仍為較嚴重透水。在水庫庫水位作用下，破碎、裂隙發(fā)育的基巖顆粒被帶走，這組破碎帶會漸變?yōu)闈B流通道。三是從樁號0+125一直到左岸壩端的截水槽和基巖之間未設(shè)混凝土墊層，周圍也未設(shè)反濾，在基巖滲透水流的沖刷下，很容易導(dǎo)致截水槽局部失效，從而發(fā)生壩基滲漏。四是高噴灌漿孔距按照不同地層，經(jīng)灌漿試驗確定，如果發(fā)生孔斜，孔間距離大于兩孔對噴的有效長度時，就會發(fā)生墻體不連續(xù)，形成漏噴，可導(dǎo)致集中滲漏誘發(fā)管涌破壞。因此，規(guī)范要求灌漿孔偏斜率≤1%。據(jù)安溝水庫關(guān)于高噴灌漿施工中存在的問題還記載：噴射到砂卵石層和土層交界面和鉆孔記錄有大漂石位置時沒有酌情停止提升、延長噴射時間。這些情況形成漏噴，導(dǎo)致墻體不連續(xù)，引起集中滲漏誘發(fā)管涌破壞。

2.3 壩肩繞滲分析

2.3.1 右岸滲漏原因分析

通過對收集到的地質(zhì)勘探資料綜合分析，造成水庫右岸壩基漏水的主要原因有：一是右岸漏水段壩體之下分布有一層連通庫內(nèi)外，厚15m左右強透水的滲漏通道，造成庫水沿此層漏向庫外，使右岸壩段基礎(chǔ)漏水；二是興建水庫在河床開挖截水槽時，截水槽沒挖到隔水層上，下邊還有厚8m左右的強透水砂卵石層，水庫蓄水后，造成壩基漏水；三是右岸壩肩帷幕灌漿后，水從進水口進入通道（石縫）中，遇到帷幕層后，一部分可能向下，繞過帷幕順基巖破碎帶石縫流出，造成該段集中滲流，沖刷壩基、壩體，其破壞程度加劇，造成新的出水點，漏水量加大，砂沸現(xiàn)象嚴重；四是高噴灌漿后，在上游庫水位的作用下，破碎、裂隙發(fā)育的基巖細顆粒被帶走，形成滲漏通道，是高噴灌漿后右岸漏水的主要原因。

2.3.2 左壩段壩基漏水通道問題

老溢洪道基礎(chǔ)不好，已封堵，從滲漏量觀測表明：庫水位越高，東泉漏水量越大。地質(zhì)資料表明：左壩段下有3.30～5.80m厚砂卵石沒有截斷，雖然淤積高程比砂卵石頂面高，但因輸水洞前淤積被沖成漏斗，可能使砂卵石外漏，即使有淤泥也很薄。另外，左壩段基巖破碎，砂卵石層和破碎基巖也是滲漏途徑之一。

3 防滲處理方案

3.1 確定防滲處理方案

經(jīng)多方案比選，最終確定塑性混凝土防滲墻方案。因為該方案墻體的結(jié)構(gòu)形式、尺寸、墻體材料的滲透性能和力學(xué)性能可根據(jù)工程需要和地層條件進行設(shè)計和控制；施工方法成熟，檢測手段齊全，工程質(zhì)量可靠，墻體耐久性好，防滲效率高，可適用于各種地質(zhì)條件。同時需要借助大型施工機械并在泥漿固壁下進行，需要獨立的混凝土拌合系統(tǒng)和供漿系統(tǒng)，工藝環(huán)節(jié)復(fù)雜。根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》SL274-2001，依據(jù)垂直防滲措施的選用原則，安溝水庫第5層砂礫石層距壩頂48m，采用塑性混凝土防滲墻方案是可靠而有效截斷壩基滲透水流的垂直防滲措施。

3.2 壩基防滲處理措施

綜合多種因素，本次除險加固工程防滲工程部分，采用了以塑性混凝土防滲墻及帷幕灌漿為主，輸水洞位置采用高噴灌漿為輔的處理方案。防滲處理范圍自基巖面以上采用塑性混凝土防滲墻，墻厚0.60m，水泥采用425#普通硅酸鹽水泥?；鶐r面以下直至伸入弱風(fēng)化巖層1m采用帷幕灌漿，安排在防滲墻施工后進行，鉆孔采用回轉(zhuǎn)式鉆機鉆進，成孔后進行清洗、壓水，之后灌漿，灌漿完成后，壩體內(nèi)未灌漿孔用粘土球回填并搗實，施工完成后按照設(shè)計要求打檢查孔，進行壓水試驗，檢查灌漿效果?？紤]到安溝水庫壩基強風(fēng)化石英砂巖層厚度較小，基巖上部又沒有混凝土壓蓋，帷幕灌漿不易形成很好的帷幕灌漿，為使帷幕灌漿效果更好，帷幕灌漿采用兩排組成的帷幕，帷幕灌漿按分序加密的原則進行。施工時，先進行下游排孔的灌漿，然后進行上游排孔的灌漿，每排孔分為3序施工。