饒丘慧
(新疆烏魯木齊市水務(wù)工程建設(shè)質(zhì)量監(jiān)督站 新疆 烏魯木齊 830063)
烏魯木齊照壁山水庫(kù)位于烏魯木齊南郊、烏魯木齊縣板房溝鄉(xiāng)境內(nèi),地理坐標(biāo)為東經(jīng)87°22′55″,北緯43°23′42″,距烏魯木齊市50km。照壁山水庫(kù)總庫(kù)容為753.20萬m3,死庫(kù)容100萬m3,興利庫(kù)容557.75萬m3,調(diào)洪庫(kù)容95.45萬m3,死水位1875.90 m,正常蓄水位1897.80 m,設(shè)計(jì)洪水位1899.18 m,校核洪水位1899.96 m,設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)采用50年一遇,設(shè)計(jì)洪水流量105m3/s,校核洪水標(biāo)準(zhǔn)采用1000年一遇,校核洪水流量288m3/s。工程規(guī)模屬中型,工程等別Ⅲ等,主要建筑物由攔河壩、導(dǎo)流泄洪沖沙洞、非常溢洪道組成。主要建筑物為3級(jí),次要建筑物為4級(jí),設(shè)計(jì)地震基本烈度為7度。壩型采用瀝青砼心墻堆石壩,最大壩高71 m,壩頂長(zhǎng)度121 m,壩頂高程1902 m。
2003年10月10日動(dòng)工建設(shè),2007年6月28日通過蓄水階段驗(yàn)收。水庫(kù)總庫(kù)容量為753.2萬m3,興利庫(kù)容557.75萬m3,調(diào)洪庫(kù)容95.45萬m3。水庫(kù)由大壩、導(dǎo)流泄水洞、溢洪道、庫(kù)區(qū)道路等組成,壩頂高程為1902 m,最大壩高71 m。
2011年12月3日,下午14時(shí)左右,照壁山水庫(kù)左岸山體(溢洪道下游與導(dǎo)流洞之間)發(fā)生滲漏,滲漏呈噴射狀。根據(jù)下游量水堰監(jiān)測(cè)點(diǎn)測(cè)量,滲漏水量穩(wěn)定,在0.8m3/s~1.0m3/s之間。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量滲漏出口高程為1866.25 m,導(dǎo)流洞樁號(hào)為0+286,塌頂高程1877.65 m,與滲漏出口差11.4 m,同時(shí)導(dǎo)流洞樁號(hào)0+286處發(fā)生錯(cuò)位變形。
經(jīng)分析,引起照壁山水庫(kù)左岸山體滲漏的原因主要有以下四個(gè)方面:①左岸F 11順河向斷層,可能性最大。根據(jù)設(shè)計(jì)單位提供的初步設(shè)計(jì)階段岸坡工程地質(zhì)條件、施工完現(xiàn)場(chǎng)地形條件、施工地質(zhì)編錄資料推測(cè)。②泄洪洞洞頂因回填灌漿不密實(shí),出現(xiàn)滲漏通道。在施工中發(fā)現(xiàn)過洞頂因回填灌漿不密實(shí)等現(xiàn)象,提出施工單位停工整改。③泄洪洞洞底埋管,破裂造成滲漏。在導(dǎo)流洞下埋預(yù)DN315mm和DN1200mm玻璃鋼管道。④左壩肩滲流,尤其是高程1864 m高程,大壩觀測(cè)顯示變形較大,滲壓計(jì)壓力較大,存在滲漏。同時(shí)建議降低庫(kù)水位,進(jìn)一步查明滲漏原因和漏水點(diǎn),為下一步堵漏做準(zhǔn)備工作。
為了保證下游的安全,2011年12月5日開始,按照專家預(yù)案,一邊以5m3/s~8m3/s進(jìn)行水庫(kù)放水,一邊拋填石渣、袋裝黃土、爐渣等進(jìn)行堵漏。由于施工場(chǎng)地的原因,堵漏施工點(diǎn)主要布置在豎井左側(cè)護(hù)岸坍塌段,10日下午16時(shí)停止?jié)B漏,岸坡山體無變形。12日18時(shí),堵漏工作基本結(jié)束。
在滲漏封堵成功后,對(duì)滲漏原因逐個(gè)進(jìn)行了排查。為了查清漏水點(diǎn)部位通道方向,施工單位對(duì)漏水點(diǎn)的堆石進(jìn)行了清理,并用純水泥漿進(jìn)行了封堵。封堵時(shí)預(yù)埋了兩根鋼管,準(zhǔn)備用純水泥對(duì)漏水通道進(jìn)行回灌處理?;毓嗲坝门驖?rùn)土漿進(jìn)行壓水試驗(yàn),結(jié)果證明漏水點(diǎn)與導(dǎo)流洞下兩個(gè)預(yù)埋DN315mm和DN1200mm玻璃鋼管道相通。
由于漏水點(diǎn)與導(dǎo)流洞下預(yù)埋供水管相連通,如果回灌水泥漿,會(huì)在堵塞漏水通道的同時(shí)鑄死供水管,因此在導(dǎo)流洞變形大的位置(0+280 m)處將導(dǎo)流洞底板開挖面積為1.0m2的洞,主要目的一是查找漏水通道,二是尋找管道破損處,修復(fù)后再進(jìn)行回灌水泥漿。導(dǎo)流洞底板開挖后,發(fā)現(xiàn)底板下有3cm的脫空,打開DN1200mm玻璃鋼管及從漏水點(diǎn)注膨潤(rùn)土漿,發(fā)現(xiàn)DN315mm玻璃鋼管有水及膨潤(rùn)土漿流出,說明0+280 m以下兩個(gè)管道有連通點(diǎn),且與漏水點(diǎn)連通。
隨后從DN1200mm玻璃鋼管道出口打開,發(fā)現(xiàn)出口段全部被卵礫石堵死,清理至0+280 m處,發(fā)現(xiàn)DN315mm供水管已破裂,與DN1200mm玻璃鋼管道貫通。而DN1200mm玻璃鋼管道在導(dǎo)流期間已全部磨損破壞脫落。
照壁山水庫(kù)滲漏原因確定:DN315mm玻璃鋼管為現(xiàn)狀人飲管道,施工期間由于不能斷流,臨時(shí)從洞底穿過,管道為玻璃鋼管,待工程完工后對(duì)其進(jìn)行灌漿封堵。但是,在施工完后該管道并沒有按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行封堵,管道長(zhǎng)期處于有壓狀態(tài),于2011年12月3日將隧洞0+280處管壁及砼擊穿,從右側(cè)山體1866.25 m高程溢出。
大壩左岸壩肩帷幕灌漿,根據(jù)初步設(shè)計(jì)階段岸坡工程地質(zhì)條件、施工完現(xiàn)場(chǎng)地形條件、施工地質(zhì)編錄資料,結(jié)合應(yīng)急堵漏初步成果分析,左岸山體滲漏在庫(kù)前的出漏部位位于已回填的土體范圍并在已回填土體高程以下。考慮到應(yīng)急堵漏土體已暫發(fā)揮作用,且因庫(kù)內(nèi)水位較高,下游供水需求不宜對(duì)水庫(kù)放空,堵漏土體開挖運(yùn)輸困難、開挖后查找滲漏點(diǎn)的確切位置存在不確定性等因素,本次處理方案考慮對(duì)庫(kù)內(nèi)回填土體不予挖除,初步設(shè)計(jì)防滲處理方案在現(xiàn)狀左岸土體1902 m平臺(tái)處進(jìn)行。具體處理方案如下:
(1)左岸土體部位進(jìn)行帷幕灌漿防滲處理。
左岸山體滲漏處理初步方案為沿大壩防滲線、溢洪道基礎(chǔ)防滲線向西側(cè)山體延伸,對(duì)左岸山體采用帷幕灌漿防滲處理,與大壩基礎(chǔ)防滲連成整體。防滲線全長(zhǎng)176 m,由于業(yè)主未委托相關(guān)單位對(duì)左岸山體及查找滲漏通道作地質(zhì)勘察工作,山體滲漏通道也未查明,本次防滲處理措施存在一定的風(fēng)險(xiǎn)性。施工中應(yīng)加強(qiáng)先導(dǎo)孔檢測(cè)試驗(yàn)工作,逐步完善灌漿防滲方案。帷幕灌漿:待壓水試驗(yàn)初步確定滲漏范圍后根據(jù)壓水試驗(yàn)結(jié)論確定滲漏范圍內(nèi)灌漿深度貫穿滲漏巖層,且灌漿深度深入基巖相對(duì)不透水層(透水率3Lu)10 m;滲漏范圍以外的巖體,帷幕深度以深入基巖相對(duì)不透水層(透水率3Lu)10 m,初步估計(jì)帷幕灌漿孔平均深度50 m,雙排,排距2 m,孔距2.0 m,梅花形布置。
灌漿漿液用普通水泥漿,水泥標(biāo)號(hào)525,灌漿標(biāo)準(zhǔn)為3Lu。灌漿自上而下施灌,灌漿時(shí)必須測(cè)地層抬動(dòng)。灌漿應(yīng)分三道工序施灌,按要求第一序孔的1/3作為先導(dǎo)孔,鉆孔深度應(yīng)達(dá)65 m以上,并分段做壓水實(shí)驗(yàn),先導(dǎo)孔全孔深均應(yīng)做分段實(shí)驗(yàn)。主帷幕均應(yīng)按10%的孔做檢查孔,檢查的方法為做壓水實(shí)驗(yàn),要求接觸段及其下的一段合格率為100%,其它段合格率為90%。合格的標(biāo)準(zhǔn)為壓水實(shí)驗(yàn)透水率小于3Lu,不合格部分的透水率為小于6Lu,而且不合格不得集中,否則重新進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)灌漿。巖基灌漿必須嚴(yán)格執(zhí)行《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范》的各項(xiàng)規(guī)定。
(2)導(dǎo)流洞身內(nèi)與壩軸線相接部位增加帷幕灌漿。
原設(shè)計(jì)在導(dǎo)流洞與壩體相接處0+130.7樁號(hào)設(shè)置兩排帷幕灌漿靠孔,孔伸入基巖15 m。本次設(shè)計(jì)為加強(qiáng)該部位山體的防滲性,且避免由上而下的山體內(nèi)灌漿對(duì)導(dǎo)流洞內(nèi)的襯砌造成破壞,本次設(shè)計(jì)在原設(shè)計(jì)0+125樁號(hào)處補(bǔ)充一周帷幕灌漿,灌漿孔伸入基巖15 m。
為了徹底查清導(dǎo)流洞周圍是否存在漏水涌道,在導(dǎo)流洞樁號(hào)0+125 m部位布置了5個(gè)鉆孔,洞壁每側(cè)2個(gè),頂拱1個(gè),要求鉆孔深入基巖10cm,并壓水灌漿。
DN315mm玻璃鋼管0+280m部位進(jìn)行封堵處理措施。
(1)0+280 m以上部位的底板開挖后,對(duì)暴露的DN315mm管進(jìn)行“破口”處理(破口長(zhǎng)度約40cm),后通過“破口”部位埋設(shè)注漿預(yù)埋管100m(1吋硬塑料管)及引流管5 m(1吋硬塑料管),且作用為排除管道內(nèi)多余的水,當(dāng)灌漿過程中引流管內(nèi)水流變成水泥漿后,截死此管。兩管埋設(shè)完畢后,用C 30混凝土對(duì)“破口”部位進(jìn)行回填澆筑,以保證注漿時(shí)管口的堵塞嚴(yán)密(可承受的水頭壓力最高可達(dá)到約0.6 MPa)。待凝72小時(shí)后,通過預(yù)埋的注漿管,灌注水灰比是0.5∶1的純水泥漿,當(dāng)灌注漿量達(dá)到可以填充DN315mm玻璃鋼管內(nèi)部空腔的理論值后,停止灌注。
(2)對(duì)DN315mm玻璃鋼管0+280m以下部分進(jìn)行封堵處理措施為:在DN315mm玻璃鋼管末端埋設(shè)注漿預(yù)埋管35 m(1吋硬塑料管),DN315mm玻璃鋼管0+280m處埋設(shè)排氣管3 m(1吋硬塑料管)。兩管埋設(shè)完畢后,用C 30混凝土對(duì)DN315mm玻璃鋼管末端進(jìn)行填筑,以保證注漿時(shí)管口的堵塞效果。待凝72小時(shí)后,通過預(yù)埋的注漿管,灌注水灰比是0.5∶1的純水泥漿,當(dāng)排氣管有水泥漿液流出后,停止灌注。
以上工序全部完成后,通過漏水點(diǎn)的預(yù)埋管(2吋鋼管)先進(jìn)行化學(xué)灌漿回填灌漿,然后1小時(shí)后用水泥漿充填漏水沖出的通道。注漿方式為無壓注漿,當(dāng)漿液注到孔口時(shí),停止注漿。
通過對(duì)照壁山水庫(kù)滲水點(diǎn)的堵漏、查找、原因分析和滲漏的工程處理,照壁山水庫(kù)發(fā)生左岸山體滲漏,主要原因是在施工完后該管道并沒有按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行封堵,管道長(zhǎng)期處于有壓狀態(tài),于2011年12月3日將隧洞0+280處管壁及砼擊穿,從右側(cè)山體1866.25 m高程溢出。通過此事告誡我們?cè)诠こ探ㄔO(shè)過程中,每一個(gè)小的環(huán)節(jié)都可以為以后的工程產(chǎn)生致命的錯(cuò)誤,加強(qiáng)工程的現(xiàn)場(chǎng)管理,這道工序完成后方可進(jìn)行下一道工序,對(duì)設(shè)計(jì)上要求完成的工作,必須按時(shí)按量完成。同時(shí)本文也為山區(qū)水庫(kù)容易出現(xiàn)的滲漏問題的查找、封堵等防滲漏處理措施等方面進(jìn)行了仔細(xì)的分析和闡述,積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。
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