摘 要：針對(duì)水庫(kù)砌石重力拱壩，由于受當(dāng)時(shí)施工技術(shù)水平、建設(shè)理念等因素的綜合制約，壩體存在砌石局部架空、砌筑質(zhì)量差密實(shí)度較低、充填膠結(jié)水泥砂漿密度性差，運(yùn)行中存在壩基、壩體和壩肩多處滲漏等問(wèn)題。根據(jù)大壩滲漏現(xiàn)狀和鉆探分析資料，結(jié)合安全復(fù)核成果，優(yōu)選水泥砂漿充填灌漿為主的防滲補(bǔ)強(qiáng)除險(xiǎn)加固方案進(jìn)行防滲加固處理。經(jīng)測(cè)試32個(gè)試驗(yàn)段透水率均控制在5lu范圍內(nèi)，合格率達(dá)100%，大壩滲漏得到成功處理。

關(guān)鍵詞：大壩滲漏；水泥砂漿；溢流壩；非溢流壩；補(bǔ)強(qiáng)灌漿

1 工程概況

某水庫(kù)大壩是一座以灌溉為主，兼顧發(fā)電、防洪和生態(tài)養(yǎng)殖等綜合利用水利工程。水庫(kù)攔河大壩為砌石重力拱壩，建基面高程562m，壩頂高程611.75m，最大壩高49.75m，頂寬5.0m，壩底厚度為13.6m～13.8m，壩軸線弧長(zhǎng)為98.7m。左、右岸為非溢流壩，溢流壩段設(shè)置在大壩的壩頂中央，開(kāi)敞式自由溢流方式，采用WES堰面。工程于2003年06月開(kāi)工，2008年01月主體工程全部竣工，并于當(dāng)年06月并網(wǎng)發(fā)電。

2 大壩運(yùn)行現(xiàn)狀及滲漏原因分析

2.1 大壩滲漏

由于受當(dāng)時(shí)建設(shè)技術(shù)水平、投資資金等影響，加上施工現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制不佳，造成壩腹細(xì)石混凝土存在漏振、振動(dòng)不均勻或砌石塊相互堆疊架空，混凝土漿液無(wú)法有效填縫密實(shí)。在高水位壓力作用下，壩體內(nèi)部滲漏通道不斷擴(kuò)大，滲水點(diǎn)及量不斷增多增大，局部漏水點(diǎn)滲漏甚至呈射流狀。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明，壩體滲水量和滲漏點(diǎn)高程均與庫(kù)水位有關(guān)，庫(kù)水位越高，滲漏越嚴(yán)重。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘查發(fā)現(xiàn)，當(dāng)水位上漲到586m高程及以上時(shí)，下游壩面不同部位滲漏問(wèn)題較為嚴(yán)重，多處出現(xiàn)滲水現(xiàn)象。

2.2 壩體滲漏原因分析

由于受當(dāng)時(shí)施工技術(shù)水平、建設(shè)理念等因素的綜合制約，從料場(chǎng)中開(kāi)采出來(lái)的黑云母花崗巖，強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。加上后期運(yùn)行，壩體填筑砌石風(fēng)化程度不斷加深，有隱裂隙高度發(fā)育，部分砌石風(fēng)化稍深，有微隱裂隙發(fā)育，其強(qiáng)度較低。壩體鋪砌施工時(shí)，局部存在將不規(guī)則含有裂隙的塊體鋪筑在壩體內(nèi)體，鋪砌質(zhì)量偏差。水泥砂漿膠結(jié)性能不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。據(jù)風(fēng)鉆打孔壩體灌漿試驗(yàn)和鉆孔巖芯取樣分析知，壩體整體密實(shí)度和抗?jié)B性良好，局部壩體砌筑質(zhì)量差，密實(shí)度欠佳，存在砌筑水泥砂漿不飽滿(mǎn)，混凝土、砂漿和砌石間膠結(jié)性能差等問(wèn)題，串孔、漏水現(xiàn)象較為明顯。從壩體除險(xiǎn)加固鉆探取芯分析成果表明：壩體砌筑砂漿孔洞較多、孔徑較大，多數(shù)直徑在0.9～2.7mm，部分孔洞還相互連通形成完整滲流通道。砌石材料透水率為4.7～6.9Lu，部分材料遠(yuǎn)超過(guò)規(guī)范要求的5Lu防滲底線。

為提高大壩的完整性、耐久性、抗?jié)B性和承載力，決定對(duì)大壩結(jié)構(gòu)應(yīng)力和穩(wěn)定性進(jìn)行安全復(fù)核，并在復(fù)核基礎(chǔ)上采取合理方案進(jìn)行防滲加固處理，消除大壩安全隱患。

3 大壩結(jié)構(gòu)安全復(fù)核

為了評(píng)價(jià)大壩結(jié)構(gòu)整體安全性，結(jié)合大壩整體布置，分別對(duì)大壩壩踵和壩趾的垂直正應(yīng)力和左、右岸非溢流壩及中部溢流壩的抗滑穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算分析。根據(jù)《砌石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL25-2006）和《混凝土拱壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL282-2003）規(guī)定，充分考慮水工建筑物各類(lèi)荷載作用，按基本工況（正常蓄水位602.35m）和特殊工況（校核洪水位603.55）兩種工況進(jìn)行計(jì)算。

大壩壩基結(jié)構(gòu)安全復(fù)核成果分析：

根據(jù)規(guī)范要求，計(jì)算非溢流壩/溢流壩壩段壩踵和壩趾垂直正應(yīng)力，以及左、右岸非溢流壩段/溢流壩的抗滑穩(wěn)定性，結(jié)果如表1和表2所示。

從表1和表2可知，在各種荷載組合工況下，非溢流壩/溢流壩壩基垂直正應(yīng)力和抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)均滿(mǎn)足規(guī)范要求，應(yīng)力狀態(tài)和抗滑穩(wěn)定性總體安全可靠。

4 防滲補(bǔ)強(qiáng)灌漿處理

4.1 防滲補(bǔ)強(qiáng)灌漿方案

結(jié)合大壩滲漏現(xiàn)象調(diào)查資料及壩體結(jié)構(gòu)安全復(fù)核結(jié)果，大壩結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性較好，考慮到滲漏主要是由于壩體砌筑材料強(qiáng)度不夠、施工質(zhì)量偏差等原因?qū)е?，?jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等方面的方案比選，決定對(duì)砌石重力壩壩體進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)灌漿處理，即：在壩體上鉆孔，通過(guò)灌注水泥漿或水泥砂漿進(jìn)行充填灌漿，以封堵壩體內(nèi)部滲水通道。

4.2 防滲補(bǔ)強(qiáng)灌漿應(yīng)用效果

根據(jù)大壩結(jié)構(gòu)布置，共選擇32個(gè)試驗(yàn)段（上游側(cè)15個(gè)、下游側(cè)10個(gè)、中部7個(gè)）對(duì)壩體砌體透水率進(jìn)行檢測(cè)，以評(píng)估壩體防滲補(bǔ)強(qiáng)灌漿效果。檢測(cè)結(jié)果表明：32個(gè)試驗(yàn)段的透水率試驗(yàn)值范圍為0.75～4.12lu，均滿(mǎn)足混凝土砌石壩要求透水率5Lu控制限值，補(bǔ)強(qiáng)灌漿防滲合格率為100%。其中，有26個(gè)試驗(yàn)段其透水率試驗(yàn)值低于3lu的優(yōu)秀防滲標(biāo)準(zhǔn)，完全形成連續(xù)、完整的防滲帷幕體，防滲加固效果非常明顯。壩體內(nèi)部壓水試驗(yàn)無(wú)回水極強(qiáng)透水段、串孔涌水段等均得到有效防滲補(bǔ)強(qiáng)，降到微透水或弱透水標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)。從檢查孔中鉆取巖芯取樣分析，巖芯整體呈均勻長(zhǎng)柱狀，漿液充填密實(shí)，壩體密實(shí)度得到有效增強(qiáng)，防滲加固效果非常顯著。

該攔河壩除險(xiǎn)加固工程于2014年09月竣工，于2015年02月試蓄水，07月通過(guò)專(zhuān)家組竣工驗(yàn)收。經(jīng)近2年的運(yùn)行和巡視，壩體量水堰測(cè)定的滲漏水量一直為零，砌體漏水、滲水現(xiàn)象得到有效處理，水泥砂漿充填灌漿防滲效果良好。

5 結(jié)束語(yǔ)

水庫(kù)砌石重力拱壩由于受當(dāng)時(shí)施工技術(shù)水平、建設(shè)理念等因素的綜合制約，壩體存在砌石局部架空、砌筑質(zhì)量差密實(shí)度較低、充填膠結(jié)水泥砂漿密度性差，在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)大面積、大流量滲漏等問(wèn)題。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)鉆探取芯分析，壩體局部砌筑材料強(qiáng)度標(biāo)號(hào)遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)要求，透水率在4.7～6.9Lu范圍，部分材料遠(yuǎn)超過(guò)規(guī)范要求的5Lu防滲底線。采取水泥砂漿充填防滲補(bǔ)強(qiáng)灌漿后，檢測(cè)結(jié)果表明32個(gè)試驗(yàn)段，補(bǔ)強(qiáng)灌漿防滲合格率為100%，壩體密實(shí)度得到有效增強(qiáng)，壩體滲漏問(wèn)題得到有效處理。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：鄭洪宇（1976-），女，漢族，內(nèi)蒙古赤峰人，碩士研究生，高級(jí)工程師，主要從事水利水電工程設(shè)計(jì)、咨詢(xún)工作。