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金王寺水库渗漏处理探析

更新时间:2020-10-20 所属栏目:论文范文

  摘 要:此次研究分析金王寺水库渗漏现状,找出具体渗漏原因,结合水库实际情况,采取上游以灌浆封闭为主,下游以固坡排水为辅的防渗处理方案。实践表明,经过三期补强帷幕灌浆,灌浆质量检查合格,坝基渗漏量满足设计允许渗漏量要求,防渗处理效果良好。
  关键词:金王寺水库;渗透原因;处理技术;补强帷幕灌浆
  沐川县金王寺水库控制集雨面积38.2km2,总库容2132万m3,是一座以灌溉为主、兼顾防洪等综合利用的中型水利工程。拦河大坝为碾压式沥青混凝土心墙石渣坝,最大坝高56.5米,坝顶长204米;溢洪道布置在大坝右岸山梁垭口,采用3孔有闸开敞式宽顶堰,堰顶高程440.1m。水库渗漏是常见工程地质问题,为确保金王寺水库安全运行,必须做好水库的防渗处理工作。
  1 水库渗漏现状
  根据金王寺水库蓄水安全鉴定报告的建议,在试蓄水过程中水库蓄水到424m高程时,巡查观测发现库内右岸坝体与山体交汇砂岩处有一裂隙,库水沿裂隙向下游渗漏,,水面见明显旋涡,同时测得量水堰流量35.5L/s。继续蓄水升高库水位坝后量水堰流量逐步增大,至库水位433.5m时坝后坡405m出现散浸,随着库水位抬升,下游坝坡散浸高程逐步上升至412.0m,库水位442.0m时,量水堰流量为85.6L/s,坝后坡面渗水流量24.4L/s。
  2 水库渗漏原因
  通过水库升降蓄水量水堰渗流量观测成果、坝址区各测压管水位观测成果以及在坝址区进行的物探试验、第三方综合检测报告、水下渗漏检测报告等资料综合分析,初步判定水库渗漏原因主要包括以下几点:首先,一部分是库水通过坝体、坝基结合面及河床段坝基灌浆帷幕后陡倾角裂隙和基岩层面渗入心墙下游过渡料,再通过水平排水带和棱体排出。其次,另一部分是库水通过两岸坝基坝肩形成绕坝渗漏,经监测分析和试蓄水验证两岸绕坝渗漏为水库渗漏的主要原因。另外,原大坝基础处理设计灌浆方案采用自上而下分段灌浆,实际施工中灌浆工艺采用自下而上方式,由于坝基存在两组陡倾角裂隙和层面裂隙,导致部分裂隙未被浆液覆盖充填,致使帷幕形成空隙而不连续,造成坝基出现一定程度的渗漏。
  3 渗漏处理施工
  根据金王寺水库实际情况,采用上游以灌浆封闭为主,下游以固坡排水为辅的方式进行防渗处理。其中下游所用措施为增设贴坡排水堆石和沙井,现重点对补强帷幕灌浆施工技术进行分析。
  3.1补强帷幕灌浆设计
  补强帷幕灌浆采用单排加密补强帷幕灌浆,灌浆轴线与原帷幕轴线一致,分三期实施,补强帷幕灌浆完成后,与原有灌浆帷幕形成防渗整体。
  (1)第一期补强帷幕灌浆
  实施左右岸415.0m高程以上段及右坝肩陡倾角裂隙发育平台,坝横桩号范围:(0+000.00~0+060.00、0+149.00~0+225.00),帷幕钻孔孔距1.5m,钻孔布置为与铅直方向成15度的斜孔,灌浆帷幕深度控制在基岩相对隔水层(q≤5.0lu)以下5.0m,灌浆深度与原灌浆深度基本一致,最大钻孔深度约为65.1m。
  (2)第二期补强帷幕灌浆
  实施左坝肩岸坡及右坝肩管理区平台至溢洪道边墙段,坝横桩号:(0-033.00~0-001.00、0+227.00~0+271.00),帷幕钻孔孔距2.0m,铅直孔,与原孔距2.0m的帷幕钻孔错位布置,灌浆帷幕深度控制在基岩相对隔水层(q≤5.0lu)以下5.0m,灌浆深度与原灌浆深度基本一致,最大钻孔深度约为52.8.0m。
  (3)第三期补强帷幕灌浆
  经一、二期灌浆处理后,处理前后同库水位440.50m情况下量水堰流量对比,测值减少47.37%,左岸C3测压管水位降幅为6.27m,右岸C9测压管水位降幅为9.04m,进一步验证了陡倾裂隙是渗漏的主要通道。对此,可实施第三期补强帷幕施工,大坝左右岸坡高程415.0m以下及河床坝基段,帷幕钻孔孔距2.0m布置,坝横桩号:(0+061.17~0+095.17、0+127.17~0+147.17)为15度斜孔,(0+095.17~0+105.17、0+117.17~0+127.17)为1~15度渐变斜孔,河床段0+105.17~0+117.17为铅直孔,灌浆帷幕深度控制在基岩相对隔水层(q≤5.0lu)以下5.0m,灌浆深度与原灌浆深度基本一致,最大钻孔深度约为88.0m。
  3.2补强帷幕灌浆施工
  (1)施工方法
  原灌浆方法是自下而上的灌浆方式,灌浆工艺及灌浆压力存在问题,由于坝基存在陡倾角裂隙和层面裂隙,导致部分裂隙未被浆液覆盖充填,致使帷幕形成空隙而不连续,造成坝基出现一定程度的渗漏。现补强帷幕灌浆方法采用之上而下分段灌浆孔内循环方式。帷幕灌浆工艺、流程严格按(帷幕灌浆施工技术规范)要求进行[1]。
  (2)灌浆施工重点注意的问题
  为确保灌浆施工质量,作业过程中应注意一下几点问题:①造孔孔斜和方向控制。由于帷幕灌浆轴线离心墙很近,心墙中心线离灌浆轴线距离1.0m,坝基段造孔的孔斜、方向、位移要严格控制,确保不危及心墙及形成完整的帷幕防渗体。②坝基造孔跟管控制。跟管底部不超出坝基齿板砼,防止坝基与基岩结合面得不到補强灌浆[2]。③灌浆压力控制。第一期灌浆压力拟定:接触段0.3Mpa,第二段0.4 Mpa,第三段0.6 Mpa,第四段0.8 Mpa,第五段及以下各段最大1.0 Mpa;第二期和第三期灌浆压力参照第一期斜孔补强灌浆压力,孔深每增加1米,压力增加0.02 Mpa,以全压力为准,最大不超过1.2 Mpa。
  结束语
  本工程渗漏原因分析历时近两年,经多方检测分析、专家咨询论证,初步判定了水库渗漏原因,为防渗处理的有效性提供了基础保障。经过三期补强帷幕灌浆,灌浆质量检查合格,水库蓄水至正常蓄水位445.1m,坝后量水堰流量18.9 L/s,坝基渗漏量满足设计允许渗漏量要求,防渗处理是成功的。坝基补强帷幕灌浆处理采用斜孔灌浆工艺,有效解决了地质条件复杂、陡倾角裂隙、卸荷裂隙发育的坝基渗漏和坝肩绕渗的问题,斜孔比垂直钻孔灌浆效果好。自上而下孔口封闭循环钻灌法,可适当提高灌浆压力灌浆,能够起到事半功倍的防渗堵漏效果,具有较高的推广应用价值。
  参考文献
  [1]何泽霞,张晓东,郭东波. 帷幕灌浆技术在某小型水库中的应用[J]. 河南水利与南水北调,2016,(7):75-77.
  [2]李增金. 复杂地质条件下水库坝基帷幕灌浆施工中应注意的问题[J]. 黑龙江科技信息,2016,(9):245.


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本文标题为:金王寺水库渗漏处理探析
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