王曉麗

（中水東北勘測設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，吉林 長春 130021）

1 概況

云峰水電站位于吉林省集安市青石鎮(zhèn)，在中朝界河鴨綠江中游，是干流上已開發(fā)的4座水電站中最上游的一級。水庫正常蓄水位318.75 m，電站裝機(jī)容量400.00 MW。云峰大壩為混凝土寬縫重力壩，最大壩高113.75 m，壩頂長828 m，壩頂高程321.75 m。

2006年5月，在上游面加固工程施工中發(fā)現(xiàn)左壩頭滲漏水嚴(yán)重，同年6月開始，云峰電廠對左壩頭地下觀測孔水位資料進(jìn)行了整理分析，并組織進(jìn)行了左壩頭地質(zhì)勘察，委托設(shè)計(jì)單位對左壩頭滲漏水成因進(jìn)行分析，根據(jù)壩體抗滑穩(wěn)定、滲流穩(wěn)定分析結(jié)果擬定處理方案及措施，完成技施設(shè)計(jì)。該工程2008年4月初開工，10月基本完工。

2 設(shè)計(jì)情況

2.1 左壩頭滲水情況

2006年4月，云峰發(fā)電廠對大壩281廊道和壩腔滲水進(jìn)行了全面檢查，其中，左岸3～8號壩段281廊道壩體排水孔滲水、5～6號縫、壩體下游面排水管以及2～24號壩段空腔頂部均存在滲水現(xiàn)象，在水庫水位低于280 m時(shí)，主要來源于壩頂施工積水及壩頂雨水，在庫水位高于腔頂（286.75 m）時(shí)，主要與庫水位有關(guān)，與左岸山體水關(guān)系不明顯。2號壩段（岸坡壩段）地質(zhì)勘探洞滲水主要與降雨有關(guān)，滲水來源于左岸山體水。

2.2 壩段壩體混凝土質(zhì)量檢測

為全面了解2號壩段混凝土質(zhì)量情況，在2號壩段壩頂布置5個(gè)孔位進(jìn)行混凝土鉆孔取芯試驗(yàn)，孔深要求從壩頂鉆至基巖以下2 m，取芯直徑110 mm。上述5個(gè)孔位的混凝土芯樣相對完整，取芯率較高，但基礎(chǔ)以下2 m范圍內(nèi)的巖石都比較破碎，壩基混凝土與巖石結(jié)合一般，由于施工擾動已經(jīng)分離，共鉆取21個(gè)混凝土強(qiáng)度試件。

試驗(yàn)結(jié)果表明，2號壩段壩體混凝土試件軸心抗壓強(qiáng)度換算成標(biāo)準(zhǔn)抗壓強(qiáng)度后全部超過20 MPa，說明壩體混凝土質(zhì)量良好，但基巖與壩體混凝土膠結(jié)一般，壩基淺層巖石破碎，壩體水平施工縫存在貫通現(xiàn)象，壓水試驗(yàn)時(shí)，孔間水串通，局部混凝土破碎。

2.3 左岸壩段的壩體滲水來源及原因分析

根據(jù)左岸壩段的壩體水平施工縫資料、地質(zhì)資料、固結(jié)灌漿和帷幕灌漿資料，左岸岸坡壩段的滲水范圍、滲水點(diǎn)位置、滲水量大小以及各個(gè)滲水點(diǎn)滲水量大小與庫水位和雨水的相對關(guān)系分析滲水來源及其成因如下：①河床壩段壩體水平施工縫滲水與庫水位關(guān)系比較密切，而2號壩段滲水與庫水位關(guān)系不大。②無論庫水位高低，2號壩段地質(zhì)勘探洞都有水流淌，大雨過后山體地下水位明顯抬高，勘探洞內(nèi)滲水量明顯增大。說明2號壩段地質(zhì)勘探洞滲水主要與降雨有關(guān)，且滲水來源于左岸山體地下水。③左壩頭滲水與基礎(chǔ)巖石破碎、施工期處理不徹底的復(fù)雜的地質(zhì)條件有關(guān)。④云峰大壩從壩頂開始，向下每3 m左右設(shè)置水平施工縫，2號壩段318.75～305.60 m高程設(shè)置施工縫共5條。鉆孔過程中發(fā)現(xiàn)：水平施工縫處混凝土普遍膠結(jié)差，壓水試驗(yàn)時(shí)，在跨越水平施工縫段混凝土透水率明顯較其他段位大。

2.4 左壩頭缺陷處理措施

左壩頭的缺陷處理措施：2號壩段壩基進(jìn)行固結(jié)灌漿、帷幕灌漿、壩體水平施工縫灌漿處理，壩基內(nèi)及左岸山體設(shè)置排水孔。

2.4.1 固結(jié)灌漿

云峰工程2號壩段位于左壩肩部位，基礎(chǔ)高差較大，壩體高度 0.2～31 m，上游坡 1∶0.2，下游坡1∶0.63，考慮到工程現(xiàn)狀及施工等各方面因素，確定壩基和壩體的固結(jié)灌漿范圍為壩軸線下游側(cè)的所有壩基及壩體范圍。

云峰大壩左岸基礎(chǔ)巖石相對破碎，而且壩基分布斷層較多，大壩建設(shè)期左壩頭不穩(wěn)定巖石和破碎巖石并沒有徹底挖除，根據(jù)不同類型灌漿孔的處理?xiàng)l件，并結(jié)合本工程的實(shí)際地質(zhì)情況，設(shè)計(jì)固結(jié)灌漿深度8 m，孔距2.5 m，梅花形布置。壩體固結(jié)灌漿孔位置與壩基固結(jié)灌漿孔位置相同（即壩基與壩體固結(jié)灌漿同時(shí)進(jìn)行），灌漿深度與壩體對應(yīng)點(diǎn)高度相同。

2號壩段在以往的灌漿過程中，在沒有灌漿壓力的情況下，大量漿液流失。因此，本工程應(yīng)采用可控灌漿，通過現(xiàn)場試驗(yàn)，選擇灌漿工藝達(dá)到理想的灌漿效果。

2.4.2 帷幕灌漿

灌漿帷幕的位置：云縫大壩資料顯示，原有帷幕線的走向和深度，2號壩段灌漿帷幕線的右端點(diǎn)應(yīng)該在壩軸線下游側(cè)3.0～3.5 m左右，走向與2號壩段壩頂現(xiàn)有防浪墻平行，即與壩軸線夾角42°；灌漿深度40 m左右。通過設(shè)計(jì)前期地質(zhì)勘察可知，2號壩段灌漿帷幕基本沒有形成，而且大壩運(yùn)行多年以來，從3號壩開始段至右岸所有壩段都進(jìn)行過帷幕補(bǔ)充灌漿工作，唯獨(dú)2號壩段始終沒有進(jìn)行補(bǔ)灌。

為了更好的攔截左岸山體地下水，保證新設(shè)帷幕與其他壩段（3號壩段）帷幕良好連接，帷幕線呈“y”型布置，即2號壩段帷幕線位置布置在壩軸線下游側(cè)，距壩軸線2.50 m，并與壩軸線成40°夾角布置，該帷幕線延伸至山體坡腳處，與坡腳處帷幕線相交，其直線長度25 m，灌漿孔深40～60 m（從壩頂高程321.75 m起算），孔距1.5 m；左岸山體坡腳處設(shè)置一排長度42 m的灌漿帷幕，與現(xiàn)有坡腳擋墻平行布置，并保持1.50左右的距離，灌漿孔深40 m。帷幕線總長度67 m。

2.4.3 排 水

為降低壩基揚(yáng)壓力、排除岸坡地下水對2,3號號等壩段的壩基和壩體滲水影響，設(shè)計(jì)采用如下幾種排水措施：①壩基排水孔；②坡腳排水溝；③岸坡排水孔。

壩基排水孔主要布置在基礎(chǔ)廊道的左端頭部位，向左岸山體放射延伸至坡腳帷幕線前1.50停止，其中豎向3排、水平向4排，共計(jì)12孔（其中1孔打在檢查洞位置，不能成孔），在廊道端頭部位孔距比較集中。為了使2號壩段壩基排水孔滲水有序排放，需在3號壩段基礎(chǔ)廊道左端頭及上游側(cè)設(shè)置排水溝，排水溝尺寸為30 cm×20 cm，右端頭與4號壩段281廊道排水溝連接。

坡腳排水溝：由于左岸山體雄厚，地下水位較高，經(jīng)常有山體水滲出后流向壩頂，為減少滲水其影響范圍，在山體坡腳處設(shè)置50 cm×50 cm的排水溝，排水溝從帷幕線交點(diǎn)開始向下游延伸至壩頂下游側(cè)2.0 m左右結(jié)束。排水溝應(yīng)采用預(yù)制混凝土蓋板覆蓋。

岸坡排水孔：壩頭增設(shè)帷幕灌漿后可能會使山體地下水位升高，為了降低山體地下水位，減小滲壓，設(shè)計(jì)在左壩頭15 m范圍內(nèi)壩頂高程以上山體部位設(shè)置三排孔距3.0 m，孔徑110 mm，孔深25 m的排水孔；在壩體下游側(cè)304.00～316.00 m高程范圍內(nèi)設(shè)置五排孔距3.0 m，孔徑110 mm，孔深25 m的排水孔。

3 灌漿與排水效果評價(jià)

3.1 2壩段水平施工縫灌漿效果

2號壩段水平水工縫灌漿質(zhì)量檢查手段主要是從壩頂向基礎(chǔ)部位鉆孔取芯，孔徑91 mm，共鉆取兩孔。其中一孔深度26 m，混凝土質(zhì)量較好，巖芯比較完整，315.91，312.42，305.60，302.20，299.20這5個(gè)高程的水平施工縫接縫質(zhì)量都很好，只有308.98 m接縫有黃色鈣化物，質(zhì)量稍差；另一孔深度17 m，混凝土質(zhì)量較好，巖芯比較完整，315.91，312.42，308.98，305.60m 計(jì) 4 個(gè)高程的水平施工縫接縫質(zhì)量較好。

但是從左壩頭繞壩滲流、壩體漏水量等方面看，灌漿與排水效果還不錯(cuò)。

3.2 繞壩滲流觀測情況

從5個(gè)繞壩滲流孔的觀測數(shù)據(jù)看，位于帷幕灌漿及排水影響區(qū)域內(nèi)的地1孔和地8孔的水位在左壩頭施工結(jié)束后孔內(nèi)水位都明顯降低，說明帷幕防滲效果顯著，山體和壩體排水暢通，左壩頭帷幕灌漿和排水達(dá)到了預(yù)期的效果。

3.3 2號壩段漏水觀測情況

根據(jù)2號壩段近年的觀測數(shù)據(jù)分析，左壩頭加固后，2號壩段漏水量減少，漏水最大值也小于施工前漏水量。說明左壩頭壩基缺陷實(shí)施固結(jié)灌漿和帷幕灌漿處理效果顯著，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)目的，加固是成功的。

3.4 大壩下游面漏水檢查情況

大壩基礎(chǔ)廊道在3號壩段結(jié)束，即2壩段沒有廊道，左壩頭缺陷處理施工前，通過2號壩段壩體檢查洞流出的山體水直接排到3號壩段基礎(chǔ)廊道內(nèi)，致使3號壩段下游面經(jīng)常能看到滲水現(xiàn)象，2號壩段本身也存在滲水現(xiàn)象，如2005年汛后檢查2號壩段下游面有一處滲漏水，2007年9月，庫水位308.94 m時(shí)，3號壩段下游面301 m和303 m高程有漏水點(diǎn)。而左壩頭缺陷處理后，2009年11月，庫水位307 m時(shí)，再次檢查，2號壩段和3號壩段壩體下游面滲水現(xiàn)象全部消失。說明2號壩段缺陷處理后，水平施工縫固結(jié)灌漿發(fā)揮作用，防滲效果得到改善。

4 結(jié)語

固結(jié)灌漿改善了云峰大壩水平施工縫的膠結(jié)情況，提高了壩體基礎(chǔ)強(qiáng)度；帷幕灌漿的增設(shè)有效攔截了左岸山體地下水，降低壩基揚(yáng)壓力；山體排水孔的設(shè)置使左岸地下水位線大幅度降低。固結(jié)、帷幕、排水3種措施的合理布設(shè)，使云峰大壩左壩頭的缺陷得到有效治理。