李曉明

（塔城地區(qū)水利水電勘察設(shè)計(jì)院，新疆 塔城 834700）

1 工程概況

沙爾托海水利樞紐壩址區(qū)原河谷呈“V”型，河谷底寬30 m～80 m，頂寬200 m～300 m，河拔高50 m～65 m?，F(xiàn)已填筑大壩壩體，壩體為碾壓式瀝青混凝土心墻砂礫石壩。已建沙爾托海水庫壩頂高程607.06 m，最大壩高62.88 m，壩頂長170 m，上游壩坡1∶2.0，下游壩坡1∶1.8。壩體防滲采用碾壓式瀝青砼心墻，兩壩肩嵌入基巖巖體5 m～10 m不等，河床段清除上部砂卵礫石層及基巖強(qiáng)風(fēng)化層，兩岸壩肩清除表層松散層及基巖強(qiáng)風(fēng)化層，大壩防滲體（瀝青心墻）建基面均位于弱風(fēng)化帶內(nèi)，建基面基礎(chǔ)雖節(jié)理裂隙發(fā)育，但規(guī)模均不大。

施工中對壩基底部基巖進(jìn)行了雙排固結(jié)灌漿及單排帷幕灌漿防滲處理，防滲下限小于5 Lu，帷幕灌漿防滲深度一般位于基巖面以下20 m～40 m，壩肩最大防滲深度位于基巖面以下 53.2 m，相應(yīng)高程 553.8 m(位于左壩肩 0～0+007 m)，河床段最大防滲深度位于基巖面以下28.0 m，相應(yīng)高程528.8 m(位于樁號(hào)0+103 m)。固結(jié)灌漿的深度為5 m，設(shè)置兩排，上游排和下游排，排距為2 m，固結(jié)灌漿孔的間距為2 m。帷幕灌漿的范圍沿整個(gè)瀝青心墻軸線進(jìn)行灌漿，壩基灌漿在基巖混凝土蓋板上施工，蓋板的厚度為1.5 m，灌漿孔設(shè)置一排，布置在兩排固結(jié)灌漿孔的中間，帷幕灌漿孔孔距為2 m，并在兩壩肩處各延長20 m進(jìn)行帷幕灌漿，于2012年5月20日開始灌漿，至2012年10月20日完成大壩壩基灌漿工作，兩岸最大帷幕灌漿灌漿處理深度為53.2 m，共完成帷幕灌漿造孔深度為3296.1 m，帷幕灌漿深度為3117.6 m。

2 沙爾托海水庫蓄水滲漏過程

2.1 水庫蓄水滲漏過程

沙爾托海水庫下閘蓄水水位至594.0 m，壩前水深45 m，蓄水保持時(shí)間20天，壩后未發(fā)現(xiàn)滲漏，隨即對水庫蓄水進(jìn)行放空。隨后進(jìn)行二次蓄水，當(dāng)水位蓄至594.8 m時(shí)，發(fā)現(xiàn)壩后導(dǎo)流洞洞頂有滲水現(xiàn)象，當(dāng)庫水位蓄至596 m時(shí)，相繼出現(xiàn)壩后導(dǎo)流洞洞頂左側(cè)路面塌陷、路面出現(xiàn)裂縫、導(dǎo)流洞兩側(cè)出現(xiàn)滲水；壩后坡右側(cè)網(wǎng)格梁出現(xiàn)浸潤直至有清水流出。針對出現(xiàn)大壩滲水情況，水庫開始提閘放水，水位放至583.5 m時(shí)，在壩前庫區(qū)右岸壩前（樁號(hào)0+140 m）上游岸坡附近見一長約5 m左右的裂隙，走向335°左右與壩線垂直，庫水沿該裂隙下滲形成一滲漏通道（縫），且可聽到流水聲。壩后坡右側(cè)網(wǎng)格梁出現(xiàn)浸潤且在壩坡坡腳有清水流出，導(dǎo)流洞出口洞頂兩側(cè)有水流浸出。在壩后坡網(wǎng)格中挖探查坑，探查坑深度0.4 m～0.6 m不等，挖坑顯示，自壩坡坡腳從下往上1～3層網(wǎng)格中探查坑均出水，水位埋深0.2 m～0.4 m不等，其中第1層網(wǎng)格自東至西整個(gè)壩坡角探查坑中均有水出露（水位高程566.9 m～566.6 m不等），第3層網(wǎng)格自東至西第7塊網(wǎng)格探查坑中未揭露水體，而第5、第3塊網(wǎng)格探查坑中水體出露（水位高程568.5 m～568.6 m不等），在第3層網(wǎng)格以上由于探查坑挖深淺暫未揭露出水面。

2015年11月13日，壩前水位594.18 m時(shí)，壩后坡第一排第一格開挖后有明水流出，流量為0.167 L/s。

2.2 大壩觀測資料

2.2.1 壩體中水位測量

2014年10月～11月沙爾托海水庫在壩體不同部位，在樁號(hào)0+050 m、0+090 m、0+130 m各布置有一排觀測孔，每排布置4個(gè)觀測孔，水庫蓄水后進(jìn)行了水位觀測，樁號(hào)0+050 m壩后孔由于深度淺，未揭露地下水。具體見圖1。

圖1 壩體水位觀測斷面

2.2.2 壩體中水分布規(guī)律

壩體中水位觀測資料（2014年11月）顯示:隨著庫水位的升高，壩體中水位也隨著升高。

（1）在順河流（或垂直壩軸線，壩軸線方向82°）方向上，壩體水位總體上是靠近心墻水位較高，向壩后坡腳水位逐漸降低，即壩體水位ZK2＞ZK3＞ZK4。但在壩體右岸樁號(hào)0+130 m處，當(dāng)庫水位上升至一定高程，即庫水位高程在592.31 m～596 m之間時(shí)，ZK3中水位反倒高于ZK2中水位，水位差0.30 m～1.41 m不等。水庫蓄水至596 m，壩體觀測水位最高點(diǎn)（0+130）ZK2處，水位高程 577.27 m，最低點(diǎn)為壩后（0+090）ZK4，位于心墻軸線下游62 m，水位高程為565.53 m，且水位最高點(diǎn)與最低點(diǎn)不在垂直壩軸線的橫剖面上。壩體內(nèi)水右岸壩段至河床壩段總體流向?yàn)?00°～320°，水力坡度為0.21～0.26。

（2）在垂直河流（或平行壩軸線）方向上，總體是靠近右岸壩段水位高，左岸壩段水位低。壩頂靠中部ZK2水位為576.02 m，低于庫水位約20 m；壩頂靠右岸ZK2水位為577.31 m，低于庫水位約18.69 m；壩坡下靠中部ZK4水位為565.85 m，低于庫水位約30.15m；壩坡下靠右岸ZK4水位為572.90m，低于庫水位約13.1m。

在壩后右岸坡腳，形成地下水排泄帶，出水點(diǎn)高程566.9 m。

3 大壩滲漏原因分析

3.1 大壩滲水原因分析

沙爾托海水庫大壩基礎(chǔ)多位于第四系下更新統(tǒng)西域礫巖弱風(fēng)化巖體上，施工期對底部基巖進(jìn)行了帷幕灌漿防滲，最大防滲深度基巖面以下32 m～40 m，防滲下限小于5 Lu。

沿大壩瀝青心墻軸線布置單排灌漿孔，孔距2 m，帷幕灌漿分三序進(jìn)行，并依據(jù)灌漿規(guī)范和設(shè)計(jì)技術(shù)要求進(jìn)行，灌漿指標(biāo)以壓水試驗(yàn)q值小于5 Lu為下限來確定灌漿深度，檢查孔占總數(shù)10%。根據(jù)施工單位及監(jiān)理提供資料顯示從2012年5月至2012年10月，共完成造孔116個(gè)，其中灌漿孔105個(gè)，檢查孔11個(gè)，總進(jìn)尺3832.1 m，平均單位泥灰量為11.82 kg/m～18.90 kg/m，經(jīng)壓水試驗(yàn)檢查，鉆孔透水率一般為0.81 Lu～3.61 Lu，合格率100%。瀝青心墻用專用瀝青混凝土攤鋪機(jī)鋪料，每次攤鋪厚度30 cm，采用2.6 t振動(dòng)碾壓，靜碾2遍，振動(dòng)碾壓6遍，每上升0.25 m作一單元驗(yàn)收，進(jìn)行各種監(jiān)測，各項(xiàng)試驗(yàn)指標(biāo)顯示均滿足設(shè)計(jì)要求，合格率100%。

初步分析認(rèn)為如果上述成果真實(shí)可靠，可基本排除壩體防滲體滲漏可能，但由于壩基巖體存在裂隙且施工期帷幕灌漿為單排布置，防滲體系稍顯薄弱，由壩體中水分布規(guī)律可見壩體中水右岸高于左岸。初步推斷壩體滲漏原因有以下幾種可能:右岸壩基繞滲、瀝青心墻砼基座和基巖接觸面滲漏及基巖帷幕灌漿范圍內(nèi)存在滲漏。

3.2 壩前右岸邊坡滲漏通道（縫）原因初步分析

對于壩前右岸邊坡滲漏通道（縫），初步分析認(rèn)為該滲漏裂隙為一庫岸卸荷裂隙（前期勘探不穩(wěn)定體），裂隙產(chǎn)狀335°SW∠60°，裂隙張開1 cm～2 cm，局部張開10 cm～15 cm，順河方向發(fā)育，延伸長15 m～20 m，該卸荷裂隙與下部巖體中裂隙連通，形成庫水滲漏通道。

4 大壩及右岸邊坡滲漏處理措施及效果

4.1 大壩及右岸邊坡滲漏處理措施

沙爾托海水庫前期建設(shè)期間對大壩壩基灌漿范圍為0-020 m～0+190 m，根據(jù)出現(xiàn)滲水時(shí)對應(yīng)的壩前水位和壩后滲漏情況，初步判斷右岸坡594 m高程以上存在滲漏的可能性較大，為安全考慮2015年對右壩肩0+160 m～0+218 m段作防滲帷幕補(bǔ)強(qiáng)灌漿處理，處理深度控制到590 m高程；對大壩樁號(hào)0+140 m上游85 m處滲漏通道采用粘土加塞堵漏處理；導(dǎo)流洞閘井及洞身段滲水采取固結(jié)灌漿等處理措施。

4.1.1 右壩肩0+160 m～0+218 m補(bǔ)強(qiáng)帷幕灌漿處理

沙爾托海水庫施工期間對大壩0-020 m～0+190 m進(jìn)行了單排帷幕灌漿，新補(bǔ)強(qiáng)灌漿范圍為右壩肩0+160 m～0+218 m段，新補(bǔ)強(qiáng)灌漿軸線與心墻軸線平行，距離心墻軸線1.0 m、距離防浪墻上游邊線0.4 m，鉆孔間距1.0 m，檢查孔10%。防滲下限深度以巖石透水率小于5 Lu控制。帷幕灌漿分三序進(jìn)行，先鉆灌第一序孔，然后鉆灌第二序孔，最后鉆灌第三序孔，從2015年10月～11月，共完成灌漿孔59個(gè)，總進(jìn)尺2743.2 m。

4.1.2 壩前右岸邊坡滲漏通道（縫）處理

大壩右岸樁號(hào)0+140 m上游85 m(高程583 m)處，岸坡附近見一長約5 m左右的裂隙，走向335°左右與壩線垂直，庫水沿該裂隙下滲，產(chǎn)生明流現(xiàn)象且可聽到流水聲，庫水表面可見明顯漩渦。滲漏處理方案為現(xiàn)場采用粘土加塞處理:即將裂隙開挖至裂隙末端，開挖成底寬1 m、深1 m的梯形槽，開挖邊坡1∶1.75，清除節(jié)理裂隙中的充填物，然后沖洗干凈，在梯形槽內(nèi)回填粘土加塞充填，并對回填土進(jìn)行人工夯實(shí)，壓實(shí)度≥0.96。

4.2 大壩滲漏處理效果

右壩肩0+160 m～0+218 m補(bǔ)強(qiáng)帷幕灌漿處理及大壩右岸樁號(hào)0+140 m上游85 m(高程583 m)堵漏處理后，壩后已無明顯漏水現(xiàn)象，直至水位蓄至603.2 m，現(xiàn)場觀察壩后坡始終處干燥狀態(tài)。

補(bǔ)強(qiáng)處理后壩體中水位測量:為了解水庫大壩防滲補(bǔ)灌效果，水庫蓄水后在壩體不同部位，進(jìn)行了水位觀測，觀測樁號(hào)0+050 m、0+090 m、0+130 m不同時(shí)期地下水位，水庫蓄水位與瀝青心墻后壩體內(nèi)水位的相關(guān)關(guān)系見圖2。

圖2 壩體水位

壩體中水位觀測資料顯示，大壩補(bǔ)強(qiáng)灌漿處理以后，雖然庫水位升高，但壩體中水位與未處理前相比卻在下降。在相同蓄水位情況下:

（1）在順河流（或垂直壩軸線，壩軸線方向82°）方向上，壩體水位總體上是靠近心墻水位高，向壩后坡腳水位逐漸降低，水力坡度為0.21～0.26。

（2）在垂直河流（或平行壩軸線）方向上，總體是靠近右岸壩段水位高，左岸壩段水位低。以樁號(hào)0+090 m與樁號(hào)0+130 m相比2016年水位高差3 m～4 m，2017年水位高差5 m～6 m。補(bǔ)強(qiáng)灌漿處理后，在相近蓄水水位條件下，壩后壩體中地下水水位均有不同程度的降低，樁號(hào)0+090 m水位最大降深達(dá)9.8 m；樁號(hào)0+130水位最大降深達(dá)11.12 m，進(jìn)一步證明了補(bǔ)強(qiáng)灌漿處理效果。

5 結(jié)論

沙爾托海水庫是新疆精河縣重要的水利樞紐工程。在項(xiàng)目建成初期，水庫蓄水過程中出現(xiàn)壩體滲漏現(xiàn)象，初步推斷壩體滲漏原因可能為右岸壩基繞滲、瀝青心墻砼基座和基巖接觸面滲漏、基巖帷幕灌漿范圍內(nèi)滲漏等原因。因此，對壩體采取灌漿加固措施，治理完成后壩后已無明顯漏水現(xiàn)象，壩后坡始終處干燥狀態(tài)。通過補(bǔ)強(qiáng)處理后壩體中水位測量，進(jìn)一步證明了灌漿補(bǔ)強(qiáng)效果。