□宋玉芬（汝州市小型水庫管理中心）

0 引言

安溝水庫位于汝州市北20km焦村鄉(xiāng)安溝村附近，在北汝河支流黃澗河上，屬淮河流域沙潁河水系，水庫控制流域面積89km2,總庫容1530.27萬m3，是一座以防洪、灌溉為主，兼顧水產(chǎn)養(yǎng)殖等綜合利用的中型水庫。水庫下游有5萬多人以及軍事光纜、省道洛界公路等,防洪位置重要。

安溝水庫建庫前未做任何地質(zhì)工作，1960年建成蓄水即發(fā)現(xiàn)壩基及溢洪道下游有漏水點(diǎn)。經(jīng)1986年洛陽地區(qū)勘測(cè)設(shè)計(jì)院在大壩西壩肩及其下游勘探（共6個(gè)水文地質(zhì)孔），證實(shí)河槽中壩基下為一層約16m中間夾壤土層的砂卵石層，其下為奧陶紀(jì)下統(tǒng)白云質(zhì)灰?guī)r，右壩肩為坡積碎石土和奧陶紀(jì)白云質(zhì)灰?guī)r。從平頂山水利局任務(wù)書中得知左壩肩基巖為寒武紀(jì)含多面狀結(jié)構(gòu)青灰色灰?guī)r，中間夾竹葉狀灰?guī)r。1988年河南省水利二總隊(duì)在大壩樁號(hào)0+060～0+005段灰?guī)r中作水泥帷幕灌漿檢測(cè)，但經(jīng)蓄水證明，滲漏并未減輕。

1989年4月黃委會(huì)水科所進(jìn)行了放射性同位素檢測(cè)，河南省水科所和新鄭水利局進(jìn)行了物探，1990-1991年，河南省水利勘測(cè)總隊(duì)作了壩基滲漏及壩體質(zhì)量檢查地質(zhì)勘察，勘探結(jié)果認(rèn)為漏水嚴(yán)重，除對(duì)左壩段壩基砂卵石和右壩段截水槽下砂卵石進(jìn)行處理外，還應(yīng)對(duì)基巖表層透水層較大區(qū)域進(jìn)行處理。1993年對(duì)河槽0+000～0+125砂卵石層進(jìn)行高噴灌漿，但是滲漏現(xiàn)象仍沒有明顯改觀。

2 存在的問題及原因

2.1 壩基處理及存在的問題

該壩基為砂卵石地基，1959年建壩時(shí)設(shè)有截水槽，截水槽位于壩軸線上游約12m處，在樁號(hào)0+010～0+023段，截水槽坐落在砂卵石上；0+023～0+125段，截水槽坐落在砂卵石層中的壤土夾層上，其下還有8m左右的砂卵石層；在樁號(hào)0+125以左約40m范圍，截水槽坐落在基巖上。施工時(shí)，由于主河槽段地下水很大，采用水中倒土使壩體合攏。另外，在右岸陡坎處開了三條結(jié)合槽，其他地面只清理了浮土。1988年河南省水利勘測(cè)總隊(duì)在大壩樁號(hào)0+060～0+005段石灰?guī)r中作水泥帷幕灌漿，其平均深度約為深入基巖10m,但經(jīng)蓄水證明，滲漏并未減輕。1989年4月，據(jù)黃委同位素測(cè)定，水庫淤積厚度雖已達(dá)11m厚，但在壩前堆積石渣處為一入滲地段，因而淤積層所起作用較小，天然鋪蓋防滲效果不明顯。1993年做了高噴灌漿處理，發(fā)現(xiàn)右岸帷幕灌漿個(gè)別灌漿孔深度不夠，下部為嚴(yán)重透水層，存在滲漏通道，所以對(duì)右岸帷幕原灌漿3個(gè)孔進(jìn)行了復(fù)灌。高噴灌漿前，大壩滲漏嚴(yán)重，明流出水點(diǎn)有溢洪道出口、小橋南、量水堰東和東西兩泉等處。

2007年大壩安全評(píng)價(jià)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)查看發(fā)現(xiàn)西泉漏水點(diǎn)和右岸新開溢洪道上共2處漏水點(diǎn)，以及壩下游魚池底部多處翻砂冒水現(xiàn)象。魚池下游陡坎處有一泉眼冒水形成水池，同時(shí)，有一股明流自左側(cè)匯入該水池。這說明壩基仍存在嚴(yán)重滲漏問題，壩基防滲處理和加固措施的效果并不明顯。

2.2 高噴灌漿后滲漏原因分析

一是截水槽從樁號(hào)0+125一直到左岸壩端，這段壩基截水槽坐落在基巖上，位于壩軸線上游約12m處，底寬為5m。1993年高噴灌漿從樁號(hào)0+000～0+125，沿垂直于壩軸線方向，灌漿位置在上游坡267m高程以下。按267平臺(tái)以上坡率1:2.62計(jì)算，灌漿位置距壩軸線至少30多m，可見在0+125樁號(hào)處，截水槽和高噴灌漿防滲墻沒有搭接在一起，而是沿垂直于壩軸線方向錯(cuò)開很大距離，從而整個(gè)壩面沒有形成連續(xù)的防滲體系。在上游庫水位作用下，水流會(huì)繞過高噴灌漿防滲墻，從高噴灌漿防滲墻和截水槽之間的空隙滲出。二是據(jù)勘探發(fā)現(xiàn)，砂卵石層以下為白云質(zhì)灰?guī)r，淺層呈風(fēng)化狀態(tài)，鉆孔巖芯呈碎塊狀，各孔均見規(guī)模不等的破碎帶，帶內(nèi)巖芯呈碎屑狀、泥狀或3～5cm的碎塊狀，均未膠結(jié)。其巖石的透水性較大，鉆孔壓水實(shí)驗(yàn)值單位吸水量為0.10～1.00min.m.m,為較嚴(yán)重透水。進(jìn)入基巖30m深度，仍為較嚴(yán)重透水。在水庫庫水位作用下，破碎、裂隙發(fā)育的基巖顆粒被帶走，這組破碎帶會(huì)漸變?yōu)闈B流通道。三是從樁號(hào)0+125一直到左岸壩端的截水槽和基巖之間未設(shè)混凝土墊層，周圍也未設(shè)反濾，在基巖滲透水流的沖刷下，很容易導(dǎo)致截水槽局部失效，從而發(fā)生壩基滲漏。四是高噴灌漿孔距按照不同地層，經(jīng)灌漿試驗(yàn)確定，如果發(fā)生孔斜，孔間距離大于兩孔對(duì)噴的有效長(zhǎng)度時(shí)，就會(huì)發(fā)生墻體不連續(xù)，形成漏噴，可導(dǎo)致集中滲漏誘發(fā)管涌破壞。因此，規(guī)范要求灌漿孔偏斜率≤1%。據(jù)安溝水庫關(guān)于高噴灌漿施工中存在的問題還記載：噴射到砂卵石層和土層交界面和鉆孔記錄有大漂石位置時(shí)沒有酌情停止提升、延長(zhǎng)噴射時(shí)間。這些情況形成漏噴，導(dǎo)致墻體不連續(xù)，引起集中滲漏誘發(fā)管涌破壞。

2.3 壩肩繞滲分析

2.3.1 右岸滲漏原因分析

通過對(duì)收集到的地質(zhì)勘探資料綜合分析，造成水庫右岸壩基漏水的主要原因有：一是右岸漏水段壩體之下分布有一層連通庫內(nèi)外，厚15m左右強(qiáng)透水的滲漏通道，造成庫水沿此層漏向庫外，使右岸壩段基礎(chǔ)漏水；二是興建水庫在河床開挖截水槽時(shí)，截水槽沒挖到隔水層上，下邊還有厚8m左右的強(qiáng)透水砂卵石層，水庫蓄水后，造成壩基漏水；三是右岸壩肩帷幕灌漿后，水從進(jìn)水口進(jìn)入通道（石縫）中，遇到帷幕層后，一部分可能向下，繞過帷幕順基巖破碎帶石縫流出，造成該段集中滲流，沖刷壩基、壩體，其破壞程度加劇，造成新的出水點(diǎn)，漏水量加大，砂沸現(xiàn)象嚴(yán)重；四是高噴灌漿后，在上游庫水位的作用下，破碎、裂隙發(fā)育的基巖細(xì)顆粒被帶走，形成滲漏通道，是高噴灌漿后右岸漏水的主要原因。

2.3.2 左壩段壩基漏水通道問題

老溢洪道基礎(chǔ)不好，已封堵，從滲漏量觀測(cè)表明：庫水位越高，東泉漏水量越大。地質(zhì)資料表明：左壩段下有3.30～5.80m厚砂卵石沒有截?cái)啵m然淤積高程比砂卵石頂面高，但因輸水洞前淤積被沖成漏斗，可能使砂卵石外漏，即使有淤泥也很薄。另外，左壩段基巖破碎，砂卵石層和破碎基巖也是滲漏途徑之一。

3 防滲處理方案

3.1 確定防滲處理方案

經(jīng)多方案比選，最終確定塑性混凝土防滲墻方案。因?yàn)樵摲桨笁w的結(jié)構(gòu)形式、尺寸、墻體材料的滲透性能和力學(xué)性能可根據(jù)工程需要和地層條件進(jìn)行設(shè)計(jì)和控制；施工方法成熟，檢測(cè)手段齊全，工程質(zhì)量可靠，墻體耐久性好，防滲效率高，可適用于各種地質(zhì)條件。同時(shí)需要借助大型施工機(jī)械并在泥漿固壁下進(jìn)行，需要獨(dú)立的混凝土拌合系統(tǒng)和供漿系統(tǒng)，工藝環(huán)節(jié)復(fù)雜。根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》SL274-2001，依據(jù)垂直防滲措施的選用原則，安溝水庫第5層砂礫石層距壩頂48m，采用塑性混凝土防滲墻方案是可靠而有效截?cái)鄩位鶟B透水流的垂直防滲措施。

3.2 壩基防滲處理措施

綜合多種因素，本次除險(xiǎn)加固工程防滲工程部分，采用了以塑性混凝土防滲墻及帷幕灌漿為主，輸水洞位置采用高噴灌漿為輔的處理方案。防滲處理范圍自基巖面以上采用塑性混凝土防滲墻，墻厚0.60m，水泥采用425#普通硅酸鹽水泥?；鶐r面以下直至伸入弱風(fēng)化巖層1m采用帷幕灌漿，安排在防滲墻施工后進(jìn)行，鉆孔采用回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)鉆進(jìn)，成孔后進(jìn)行清洗、壓水，之后灌漿，灌漿完成后，壩體內(nèi)未灌漿孔用粘土球回填并搗實(shí)，施工完成后按照設(shè)計(jì)要求打檢查孔，進(jìn)行壓水試驗(yàn)，檢查灌漿效果?？紤]到安溝水庫壩基強(qiáng)風(fēng)化石英砂巖層厚度較小，基巖上部又沒有混凝土壓蓋，帷幕灌漿不易形成很好的帷幕灌漿，為使帷幕灌漿效果更好，帷幕灌漿采用兩排組成的帷幕，帷幕灌漿按分序加密的原則進(jìn)行。施工時(shí)，先進(jìn)行下游排孔的灌漿，然后進(jìn)行上游排孔的灌漿，每排孔分為3序施工。