左 毅

(貴州省黔東南州水利電力勘察設計院，貴州 凱里556000)

1 工程概況

翁塘水庫地處施秉縣雙井鎮(zhèn)白巖村白水溪上游，距施秉縣城距離31 km。所在河流水系為長江流域沅江水系舞陽河的一級支流。工程區(qū)位于苗嶺山脈北側(cè)、貴州高原向湘西丘陵過渡斜坡地帶上。水庫樞紐主要由大壩、溢洪道、放水涵等建筑物組成。翁塘水庫為土石混合壩，原設計最大壩高19.8 m，原設計總庫容103 萬m3，原設計洪水標準采用50 a一遇，100 a一遇洪水校核。根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標準》(SL252—2000)和《防洪標準》(GB50201—94)規(guī)定，工程為小(1)型水庫，大壩永久性水工建筑物為四等4 級，設計洪水標準為30 ～50 a一遇，校核洪水標準為1000 ～300 a一遇，相應建筑物標準:主要建筑物為4 級，次要建筑物和臨時建筑物為5 級。

2 壩體質(zhì)量、滲漏評價

2.1 壩體概況

大壩為土石混合壩，原壩頂高程814.80 m，最大壩高19.8 m，壩頂寬4.20 m，壩頂長60.70 m，壩頂因有鄉(xiāng)村公路通過，并從迎水面坡口穿溢洪道進口通行，故較為不規(guī)則。大壩上游壩坡坡比自上而下依次為1∶1.9、1∶2.5，設置寬1.1 m的1 級馬道，馬道高程為800.00 m，迎水面均為干砌塊石護坡;大壩背坡亦采用干砌塊石護坡，坡比自上而下依次為1∶1.6、1∶2.1，1∶2.0，設置1 級馬道高程為805.40 m，馬道寬度為1.1 m。在大壩壩體左側(cè)799.00 m高程處設有1.1 m×0.8 m(寬×高)的灌溉渠道放水涵洞。下游壩趾設有梯形排水棱體，但已被雜草叢、碎石堆和碎石土覆蓋［1］。

2.2 壩體砌筑質(zhì)量評價

本次共布置4 個鉆孔，壩體布置2 個鉆孔，左岸布置1 個鉆孔，右岸布置1 個鉆孔。在壩體段作注水試驗，基巖段作壓水試驗，同時在鉆孔中取土樣作室內(nèi)試驗，共計6 件?？碧狡趲靸?nèi)水位803.47 m。鉆孔揭露壩土情況:①壩體填土來源于大壩兩岸坡上第四系覆蓋層，壩體填土由人工分層碾壓而成。②壩體填土呈黃褐色，硬塑～可塑，成分主要為紅黏土。本次試驗對大壩填土土試樣做篩分試驗和土工常規(guī)試驗，試驗成果表明大壩填筑材料為紅黏土，大壩為土石混合壩。6 件壩土樣中有6 件土樣滲透系數(shù)均大于1.0×10－5cm/s，占試驗土樣的100%。依據(jù)《小型水利水電工程碾壓式土石壩設計導則》，土石壩斜墻防滲土料滲透系數(shù)≤1.0×10－5cm/s，故大部分壩土滲透系數(shù)較大，不滿足規(guī)范要求，壩土填筑質(zhì)量差。為了查明壩土的滲透系數(shù)，提供防滲處理的有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)，依據(jù)《水利水電工程注水試驗規(guī)程》(SL345—2007)對鉆孔壩體段作常水頭注水試驗，試驗成果見下表1。

由注水試驗可知壩土滲透系數(shù)k=7.45×10－4～8.30×10－4cm/s，均＞1.0×10－5cm/s。依據(jù)《碾壓式土石壩設計規(guī)范》(SL274—2001)土石壩滲透系數(shù)≤1.0×10－5cm/s，故該壩土滲透系數(shù)較大，不滿足規(guī)范要求。

表1 鉆孔注水試驗成果表

2.3 壩體滲漏評價

本次勘探期間庫水位較低(高程803.47 m)，背水壩坡面未見漏水和滲水現(xiàn)象，僅壩址中央處有滲水現(xiàn)象，為工程地質(zhì)平面圖中所示的2#滲漏點。據(jù)施秉縣水利局和當?shù)卮迕窠榻B，當庫水位達到807 m時，左右壩址均出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，分別為工程地質(zhì)平面圖中所示的1#、3#滲漏點，3#滲漏量較大，當庫水位繼續(xù)升高時，滲漏量隨之增大。根據(jù)鉆孔資料、土工試驗及鉆孔注水試驗表明:大壩為土石混合壩，壩土為紅黏土，填筑質(zhì)量較差，透水性較強，該壩體存在滲漏。通過對ZK2 和ZK3 進行孔內(nèi)水位觀測，當庫水位為803.47 m時，ZK2 孔內(nèi)水位為802.45 m，ZK3孔內(nèi)水位為802.44 m，表明當庫水位較低時，壩體侵潤線位置仍相對較高，大壩存在安全隱患。從壩土料情況分析，壩體滲漏為迎水壩面分散式滲入壩體，然后向背水壩體集中滲出。

2.4 壩體穩(wěn)定評價

大壩為土石混合壩，背水壩面壩面局部出現(xiàn)隆起變形現(xiàn)象。從幾十年來的運行情況看，壩體不存在大規(guī)模崩塌及變形，大壩現(xiàn)狀基本穩(wěn)定。但由于壩體滲漏較嚴重，壩面局部出現(xiàn)隆起現(xiàn)象，如不及時對大壩進行防滲處理和加強對大壩的維護，將導致大壩滲漏加劇，危及大壩安全。

3 大壩除險加固設計

3.1 大壩滲漏處理

擬采取的除險加固措施為:上游面802.00 m 以上作土工復合膜防滲、壩體周邊作混凝土截水墻，然后沿截水墻布置帷幕灌漿孔，再對壩體進行充填灌漿，使壩面防滲與壩基防滲形成一個封閉的防滲體;大壩下游面作整形處理。壩頂高程816.00 m，最大壩高21 m，壩頂增設排水溝，壩頂寬4 m。大壩迎水面為土工復合膜防滲，干砌混凝土預制塊護坡，邊坡自上而下分別為1∶2.2、1∶2.5，背水面邊坡為自上而下分別為1∶1.7、1∶2.0，高程805.40 m處馬道寬2 m。

具體為:清除其迎水面剝脫、風化破碎的毛塊石及表層松散的黏土，呈臺階式開挖到密實黏土層，再將含水率≤30%與原壩土土質(zhì)相近的黏質(zhì)砂土分層夯實碾壓(層高30 cm，寬高超填≥20 cm)，最后修坡成型達設計邊坡。采用二布一膜土工復合膜(PVC膜厚0.5 mm、兩布≥700 g/m2)鋪在10 cm厚細砂墊層上，膜上鋪10 cm 厚細砂保護層，保護層上干砌8 cm厚C15 混凝土預制塊護面。二布起保護層并有排水作用，提高抗拉強度，與相鄰材料間摩擦系數(shù)也較大，細砂墊層能增加組合膜的穩(wěn)定性和避免壩面局部毛石尖棱角邊導致二布一膜的劃破。壩體周邊作C15 混凝土截水墻，二布一膜鋪伸至截水墻與其咬接，然后沿截水墻布置壩基帷幕灌漿孔，單排孔、孔距3.0 m，孔深為孔口設計水頭的2/3 倍，灌漿壓力為0.2 ～0.4 MPa，再對壩體進行充填灌漿，使壩面防滲與壩基防滲形成一個封閉的防滲體。

背水面作整形處理，下游堆石區(qū)在壩體底部下游水位以下部分，采用能自由排水的、抗風化能力較強的石料填筑，采用最高壓實標準。下游水位以上部分，可以使用與原堆石區(qū)相同的材料，可以采用較低的壓實標準，或采用質(zhì)量較差的石料。下游護坡采用干砌塊石，或由堆石體內(nèi)選取超徑大石，運至下游坡面，以大頭向外的方式碼放。

3.2 壩頂構(gòu)造設計

根據(jù)規(guī)范規(guī)定土石壩壩頂高程不低于靜水位，現(xiàn)校核洪水位為815.95 m，要求壩頂高程≥815.95 m，高于現(xiàn)在壩頂高程(814.80 m)1.15 m。經(jīng)壩頂高程復核計算現(xiàn)狀的溢洪道情況壩頂高程不能滿足要求，通過加大壩壩頂整形到816.00 mm，復核的壩頂高程為816.00 m，通過加高0.05 m 就夠高程了，但因壩頂要求過車和人，為保證人身安全防浪墻取1 m，墻頂高程為817.00 m。防浪墻厚0.3 m，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，分縫長度為10 m，用鍍鋅鐵皮止水，刷瀝青木板填縫。壩頂采用0.2 m 厚泥結(jié)石路面，單面排水，坡度2%，傾向下游。

3.3 大壩壩坡排水設計

下游采用干砌塊石護坡，為避免雨水漫流沖刷壩坡，加固和完善下游壩坡排水設施。下游壩面增設沿壩坡周邊的縱向排水溝以便集中排除壩面集水，斷面尺寸0.3 m×0.3 m。

［1］李映波.三洲塘水庫壩體防滲處理［J］.水科學與工程技術(shù)，2011(03):44－45.