任智鑫

（江西省水投建設(shè)集團(tuán)有限公司，南昌 330001）

0 前 言

水庫壩基滲漏及滲透是否穩(wěn)定對水庫大壩和整體水庫工程的安全運(yùn)行會產(chǎn)生直接影響?；谒垂こ?，尤其是應(yīng)急備用類水源工程的功能和建設(shè)要求，需要保證水庫壩基的建設(shè)質(zhì)量，才能夠更好地發(fā)揮水源工程這一基礎(chǔ)設(shè)施的作用。結(jié)合銅鼓縣應(yīng)急備用水源工程葛藤坳水庫的運(yùn)行情況，探討針對水庫壩基滲漏及滲透穩(wěn)定問題應(yīng)采取的有效方法，推動水源工程的建設(shè)發(fā)展，為縣域地區(qū)的供水安全提供保障。

1 工程概況

1.1 工程建設(shè)目的

銅鼓縣應(yīng)急備用水源工程葛藤坳水庫壩址位于銅鼓縣城西大溈山林場附近，距銅鼓縣城約16km，屬于武寧水支流大感橋水流域。擬建壩頂高程371.74m，壩高35.94m；水庫正常高367m，水庫P=5%的設(shè)計(jì)洪水位為369.51m，P=1%的校核洪水位為370.24m，總庫容為97.3 萬m3。

隨著銅鼓縣城社會經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，縣城城市總體規(guī)劃已進(jìn)行了較大調(diào)整，該區(qū)域在原有的范圍以內(nèi)規(guī)劃了新的城區(qū)，城市供水區(qū)域和規(guī)模也相應(yīng)增加，現(xiàn)有的水源工程已經(jīng)難以滿足整體的供水需求。結(jié)合實(shí)際情況來看，雖然縣政府已在永寧鎮(zhèn)西湖村潤泉新建水廠，但由于潤泉新建水廠上游是規(guī)劃中銅鼓縣商貿(mào)、金融、信息、辦公、科技、文化、體育等的核心組成部分，還將新建蒙華鐵路火車站[1]。工程建成后存在污水超標(biāo)排放，河水污染的風(fēng)險(xiǎn)，對新水廠水質(zhì)安全造成嚴(yán)重威脅。因而需要通過建設(shè)應(yīng)急備用水源工程的方式，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急供水。

基于此，文章中選擇的備用水源工程案例，具體包括葛藤坳水庫工程和水庫至水廠的輸水管線工程。文章在進(jìn)行研究的過程中主要針對葛藤坳水庫工程來進(jìn)行，具體包括葛藤坳水庫大壩和取水口兩個(gè)部分[2]。

1.2 工程建設(shè)環(huán)境條件

葛藤坳水庫屬武寧水支流大感橋水上游，水庫壩址地理位置為E114° 14′ 59′′，N28° 29′ 15′′。壩址以上控制流域面積8km2，主河道長7.1km，主河道加權(quán)平均坡降為68.2‰。本工程所處區(qū)域?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)濕潤氣候區(qū)，氣候溫和，雨量充沛。流域內(nèi)多年平均降雨量1 865.5mm，多年平均氣溫16.4℃，多年平均相對濕度為83%，歷年最大平均風(fēng)速為15 m/s，多年平均蒸發(fā)量E20=1 116.3mm。

2 水庫壩基滲漏及滲透穩(wěn)定問題的分析

2.1 壩基滲漏及滲透穩(wěn)定的分析

壩基滲漏及滲透穩(wěn)定問題是評價(jià)水庫壩基的具體指標(biāo)之一，對于水庫壩基而言，長時(shí)間與水源接觸會使得壩基受到水的侵蝕性影響，而巖體本身也會受到風(fēng)化因素的影響。結(jié)合文章中的水庫工程整體建設(shè)情況和環(huán)境條件來看，水庫壩基巖體的透水性受巖體風(fēng)化程度、節(jié)理裂隙發(fā)育程度及充填情況控制，能夠呈現(xiàn)出明顯的垂直分帶性。

在對文章中的水庫工程壩基情況進(jìn)行勘查之后，發(fā)現(xiàn)水庫壩基兩岸近地表強(qiáng)風(fēng)化巖體透水性強(qiáng)，其透水率一般10 ≤q ＜100 Lu，左岸局部＞100lu，巖體主要具中等透水性，局部具強(qiáng)透水性。弱風(fēng)化層上部透水率一般為10 ≤q ＜100，一般具中等透水性；局部為480 ～585Lu，具強(qiáng)透水性。弱風(fēng)化層下部透水率一般為0.57 ＜q ＜10 Lu，一般具弱～微透水性。微新風(fēng)化：兩岸微新風(fēng)化層透水率一般為1 ≤q ＜5 Lu，為弱透水中、下帶；河床部位一般為0.1 ≤q ＜1，具微透水性。

結(jié)合重力壩設(shè)計(jì)建造的相關(guān)規(guī)范，本工程最大壩高＞30m 屬中壩，相對不透水層界線為q ≤5 Lu，防滲帷幕及其下部巖體的透水性要求q ≤5lu，即透水率≤5Lu。從總體來看，壩址區(qū)弱風(fēng)化下部～微新巖石的透水性均較小，可作為相對不透水層。拱壩及重力壩相對不透水頂板高程及建基面面下透水性厚度如表1、表2 所示。

表1 拱壩相對不透水層頂板高程及建基面下透水層厚度

表2 重力壩相對不透水層頂板高程及建基巖下透水層厚度表

2.2 水庫壩基滲漏及滲透穩(wěn)定的判定

結(jié)合表中數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，壩基開挖后左岸壩基透水層厚度為13～14.5m，右岸壩基透水層厚度一般為5～11.6m，僅右岸局部厚度為零（ZK8 孔，厚度為0m）；河床部位透水層厚度為0.4～1.2m。壩基左右岸透水層其透水率一般為10 Lu≤q＜100 Lu，具中等透水性，局部q ＞100 Lu，具強(qiáng)透水性；在右壩端（ZK5 孔）建基面以下壩基透水層的透水率5 Lu ≤q ＜10 Lu，為弱透水上帶；河床壩基透水層厚度較小，一般具中～強(qiáng)透水性；綜上分析，拱壩及重力壩壩基均存在滲漏問題，應(yīng)對壩基進(jìn)行防滲處理。

具體而言，上壩線壩基開挖后左右岸透水層厚度大，河床壩基透水層厚度較小，因此壩基存在滲漏問題，應(yīng)對壩基進(jìn)行防滲處理，防滲工程量較大，不存在滲透穩(wěn)定問題。下壩線壩基開挖后左岸壩基透水層厚度厚為13～15m，右岸壩基透水層厚度一般為6～11.6m，河床壩基透水層厚度較小，因此壩基存在滲漏問題，應(yīng)對壩基進(jìn)行防滲處理，不存在滲透穩(wěn)定問題[3]。

3 水庫壩型的選擇

兩壩型建基面高程、開挖深度、壩基滲漏及繞壩滲漏處理范圍相當(dāng)。拱壩左壩端切線方向與巖層走向夾角小，對拱座穩(wěn)定不利；拱壩右壩端下游存在沖溝，存在緩傾角裂隙，對拱座穩(wěn)定不利，沿拱壩端切線方向強(qiáng)風(fēng)化層深厚，需采取工程處理措施[4]。

通過對水庫壩基地質(zhì)條件的分析，在考慮地質(zhì)、施工管理、技術(shù)以及成本經(jīng)濟(jì)性等方面因素之后，文章中的水庫工程主要選擇混凝土重力壩型。其中，上壩線壩基為混凝土重力壩，壩頂全長107.60m，河床部位為溢流壩段，兩岸為非溢流壩段。非溢流壩段頂高程379.67m，最大壩高37.17m，頂寬6.0m，上游坡369.50m 以上鉛直，以下坡比1∶ 0.1，下游坡372.50m 以上鉛直，以下坡比1∶ 0.7，壩基座落于弱風(fēng)化基巖；溢流壩段采用開敞式實(shí)用堰型式，堰頂高程373.93m，堰后溢流面板坡比1∶ 0.7，溢流面末端設(shè)反弧段，反弧半徑4.0m，消能方式為挑流消能，挑流鼻坎高程349.6m。

下壩線壩基也為混凝土重力壩，壩頂全長111.25m，河床部位為溢流壩段，兩岸為非溢流壩段。非溢流壩段頂高程371.74m，最大壩高35.94m，頂寬6.0m，上游坡362.0m 以上鉛直，以下坡比1∶ 0.1，下游坡364.50m 以上鉛直，以下坡比1∶ 0.7，壩基座落于弱風(fēng)化基巖；溢流壩段采用開敞式實(shí)用堰型式，堰頂高程367.0m，堰后溢流面板坡比1∶ 0.7，溢流面末端設(shè)反弧段，反弧半徑4.0m，消能方式為挑流消能，挑流鼻坎高程344.10m。

4 壩基處理設(shè)計(jì)

1）帷幕灌漿∶根據(jù)勘查的水庫現(xiàn)場地質(zhì)資料，發(fā)現(xiàn)水庫工程的壩基巖體節(jié)理裂隙發(fā)育情況，基巖單位吸水率＞5Lu，不滿足壩基防滲要求。因此在壩基范圍內(nèi)布置帷幕灌漿一排，孔距2.0m，孔深深入相對不透水層以下4.0m。兩壩肩按5 理容線與正常蓄水位交線進(jìn)行控制。

2）固結(jié)灌漿∶固結(jié)灌漿布置在整個(gè)建基面上，呈梅花形布置，孔距和排距均為3.0m，孔深為6m。對于壩基排水孔的施工，以降低壩基揚(yáng)壓力為主要目的。在壩基灌漿帷幕下游設(shè)置主排水孔一排，孔距為3.0m，孔深為8m。按規(guī)范要求，在主排水孔下游10m 設(shè)副排水孔一排，孔距為3.0m，孔深為8m，在下游最高水位以上排出壩體。

5 水庫壩基監(jiān)測

對于水庫工程的監(jiān)測具體包括變形監(jiān)測及環(huán)境量監(jiān)測兩方面內(nèi)容。在變形監(jiān)測中，水平位移采用視準(zhǔn)線法進(jìn)行監(jiān)測，壩頂上設(shè)4個(gè)測點(diǎn)，在兩岸各布置一個(gè)工作基點(diǎn)和一個(gè)校核基點(diǎn)；垂直位移采用精密水準(zhǔn)法進(jìn)行監(jiān)測，各堰段垂直位移監(jiān)測點(diǎn)與水平位移監(jiān)測點(diǎn)共用。在環(huán)境量監(jiān)測中，在取水口設(shè)1套超聲波水位計(jì)，要確保能監(jiān)測到最高和最低水位。在自計(jì)水位計(jì)旁邊設(shè)搪瓷水尺，進(jìn)行人工監(jiān)測。

壩基是能夠保證水庫工程整體建設(shè)質(zhì)量的重要施工部分，為防止水庫壩基滲漏及滲透穩(wěn)定問題對水庫整體的質(zhì)量產(chǎn)生影響，需要在加強(qiáng)監(jiān)測的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況來判定水庫是否存在壩基滲漏及滲透穩(wěn)定問題的發(fā)生條件。在確定問題后及時(shí)采取壩基處理的措施，配合水庫大壩設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容和要求，更好地提升水庫壩基的建設(shè)質(zhì)量。

6 結(jié) 論

綜上所述，注重對于水庫壩基滲漏及滲透穩(wěn)定問題的預(yù)防和治理，能夠有效保障水源工程的施工建設(shè)安全。結(jié)合銅鼓縣應(yīng)急備用水源工程葛藤坳水庫的施工建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，在進(jìn)行水庫壩基加固和治理的過程中，需要結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，在對現(xiàn)場進(jìn)行勘查，明確水庫壩基發(fā)生滲漏的原因之后，采取有針對性的措施來改善水庫壩基的應(yīng)用效果，以此來保障整個(gè)水源工程的安全運(yùn)行。