(陜西省水資源與河庫(kù)調(diào)度管理中心,陜西 西安 710004)
鴨兒溝水庫(kù)位于涇河中游一級(jí)支流鴨兒溝下游,是一座為大唐彬長(zhǎng)電廠供水的小(1)型水庫(kù),其水源主要來(lái)自涇河抽水,年供水903萬(wàn)m3,供水保證率為97%。水庫(kù)總庫(kù)容750萬(wàn)m3,正常蓄水位921.00m,死水位904.00m。水庫(kù)于2007年10月動(dòng)工,2009年12月完工。樞紐工程由大壩、泄洪洞、入庫(kù)管道和取水管道組成。大壩為均質(zhì)土壩,最大壩高66m,壩頂高程926.00m,壩頂長(zhǎng)181m、寬6m。
2009年9月下旬蓄水至898.00m高程以下時(shí)壩下游右岸至涇河岸邊開(kāi)始出現(xiàn)多處潮濕。2009年10月初蓄水至898.00m高程以上時(shí),右壩肩壩后岸坡出現(xiàn)滲水現(xiàn)象,庫(kù)水位增高至901.00m高程時(shí),滲漏量顯著增大,實(shí)測(cè)漏量2000m3/d,大壩下游右岸坡也出現(xiàn)少量帶狀滲水點(diǎn),壩后左岸電站廠房后岸坡也出現(xiàn)1處集中滲漏點(diǎn)。涇河鴨兒溝上、下游岸坡也出現(xiàn)較大面積的滴水及線狀流水現(xiàn)象,其中,上游岸坡原有的地下水出露點(diǎn)范圍和流量明顯增大,滲漏帶長(zhǎng)300~500m,下游滲漏帶長(zhǎng)度約120m。后雖經(jīng)兩次處理,滲漏問(wèn)題依然存在。且水庫(kù)建成以來(lái)一直低水位運(yùn)行,最高蓄水位908.00m,與設(shè)計(jì)正常蓄水位921.00m相差13m,一旦高水位運(yùn)行,勢(shì)必加劇滲漏,嚴(yán)重影響水庫(kù)蓄水的可靠性。
滲漏發(fā)生后,先后兩次采取灌漿進(jìn)行了處理。2009年12月—2010年8月對(duì)樁號(hào)壩0-038~壩0+068段、壩0+124~壩0+220段共計(jì)202m范圍進(jìn)行灌漿處理,右岸孔深按不高于880.00m高程控制,左岸孔深按不高于860.00m高程控制,沿壩軸線布置單排孔,與原灌漿孔間隔布置,孔距2m,斜度10°,在吸漿量較大和疑似寬大裂隙部位(樁號(hào)壩0+130~壩0+170)進(jìn)行加密檢查和灌漿,并在該部位上游1m處增加1排灌漿孔。2011年4月—2011年11月針對(duì)右岸山體高速公路橋臺(tái)上側(cè)滲漏點(diǎn)和輸水管上側(cè)山體滲漏點(diǎn),在樁號(hào)壩0+147~壩0+220帷幕軸線下游1m處增加1排帷幕,孔距2m,深入基巖20m,孔深按不高于880.00m高程控制;對(duì)泄洪洞穿越壩體周邊進(jìn)行防滲處理(在帷幕軸線10m范圍內(nèi)):在帷幕軸線兩側(cè)各設(shè)置2排固結(jié)孔,排距3m,每排沿洞周布置9孔,深入基巖5m,對(duì)圍巖進(jìn)行加強(qiáng)。在樁號(hào)壩0+001~壩0+040帷幕軸線上游1m處增加1排帷幕,孔距3m,深入基巖20m,孔深按不高于860.00m高程控制,帷幕防滲采用10°斜孔灌漿。
經(jīng)過(guò)兩次灌漿處理,右岸壩腳集中漏水點(diǎn)和高速公路橋臺(tái)處集中滲漏點(diǎn)不再滲漏,壩后左岸電站廠房后岸坡仍呈連續(xù)帶狀滲漏,漏水量明顯減小,滲漏范圍略有減小。涇河鴨兒溝上、下游岸坡滲漏仍呈帶狀、線狀流,漏水量有所減小,滲漏范圍變化不大。
壩址區(qū)發(fā)育有兩組高傾角裂隙,第一組走向65°~80°,間距約0.4~1m,該組裂隙在右岸伸向山體,與庫(kù)水不相通,在左岸與庫(kù)水相通,且向北東通向涇河右岸坡;第二組走向?yàn)?30°~340°,間距約3~4m,該組裂隙在右岸與庫(kù)水相通,另一側(cè)伸向山體,與泄洪洞及第一組裂隙相交,在左岸與庫(kù)水相通,另一側(cè)伸向山體,與第一組裂隙相交。兩組裂隙在強(qiáng)風(fēng)化層中較發(fā)育,延伸長(zhǎng)度均可達(dá)數(shù)十米至百米,張開(kāi)寬度0.5~2cm,在弱風(fēng)化層中為閉合至數(shù)毫米。該兩組裂隙在涇河沿岸發(fā)育特征很明顯,一般沿該兩組裂隙有流水、射水現(xiàn)象,沿層理面為滲水現(xiàn)象。
據(jù)調(diào)查,泄洪洞施工時(shí)發(fā)現(xiàn)一寬大卸荷裂隙,走向約80°~85°,泄洪洞0+71~0+155段斜穿該裂隙,裂隙兩側(cè)影響寬度約3m,有架空現(xiàn)象,架空寬度可達(dá)20cm,并且引起了隧洞產(chǎn)生近6m高的塌方。裂隙在壩軸線0+146~0+155段有出露,分析裂隙應(yīng)有多條,間距不明。在右岸均斜穿泄洪洞。
除了地質(zhì)問(wèn)題外,鴨兒溝水庫(kù)滲漏還與以下幾個(gè)方面有關(guān):
a.存在地勘缺陷。設(shè)計(jì)階段工程地質(zhì)勘察工作由非水利行業(yè)勘察單位承擔(dān),由于行業(yè)要求不同,地勘工作質(zhì)量有所欠缺,未能查明壩區(qū)滲漏范圍和原因,造成水庫(kù)建成就嚴(yán)重滲漏。
b.存在施工缺陷。前兩次防滲處理后仍然大范圍滲漏,說(shuō)明灌漿施工存在缺陷。由于高傾角裂隙非常發(fā)育,施工單位缺乏經(jīng)驗(yàn),采取常規(guī)方法鉆孔和灌漿,造成灌漿效果不佳。
c.業(yè)主存在過(guò)度節(jié)約的主觀意愿。出于節(jié)約工程建設(shè)經(jīng)費(fèi)的考慮,業(yè)主選擇了報(bào)價(jià)較低、高傾角裂隙灌漿經(jīng)驗(yàn)欠缺的勘察和施工單位,也是造成水庫(kù)滲漏處理不斷的原因之一。
對(duì)左岸壩0-230~壩0-038段192m、右岸壩 0+220~壩0+320段100m范圍采用帷幕灌漿進(jìn)行處理,灌漿底線高程分別為880.00~890.00m和880.00~895.00m。
在泄洪洞內(nèi)壩軸線及上下游各0.5m處設(shè)3排孔,沿洞頂及側(cè)壁環(huán)形布置,孔距1m,采用帷幕灌漿進(jìn)行加固處理。同時(shí)在沿壩軸線方向30m、上下游各10m范圍內(nèi)對(duì)泄洪洞洞身全斷面進(jìn)行固結(jié)灌漿,孔距2m。
對(duì)左岸已灌段進(jìn)行補(bǔ)充灌漿,采用兩排帷幕,排距1m,兩排孔上下游錯(cuò)開(kāi)布置,孔距1m,沿壩軸線灌漿長(zhǎng)度30m。
對(duì)左岸壩0-230~壩0+000、右岸壩0+180~壩0+320礫石層采用埋灌法(D100灌漿管深入礫石層50cm,再用水泥砂漿將其固結(jié)于礫石層中)由上而下進(jìn)行灌漿,2排孔,排距1m,孔距1m。
灌漿中應(yīng)嚴(yán)格遵守規(guī)范有關(guān)被灌巖體中滲水流速不超過(guò)600m/d的規(guī)定,即灌漿期間庫(kù)水位不宜超過(guò)906.00m。
灌漿時(shí)應(yīng)結(jié)合地質(zhì)情況(尤其是高傾角裂隙),進(jìn)一步完善鉆孔施工工藝,根據(jù)灌漿試驗(yàn)合理確定灌漿指標(biāo),完善質(zhì)量控制指標(biāo)及措施,加強(qiáng)施工管理和監(jiān)理。
招標(biāo)選擇國(guó)內(nèi)具有豐富高傾角裂隙灌漿經(jīng)驗(yàn)的施工單位承擔(dān)鴨兒溝水庫(kù)滲漏處理任務(wù),并根據(jù)實(shí)施過(guò)程中灌漿量的變化及時(shí)調(diào)整施工費(fèi)用,打足預(yù)算,確保工程施工質(zhì)量。
鴨兒溝水庫(kù)滲漏已經(jīng)處理兩次,效果均不理想。在大量補(bǔ)充地勘工作和查清滲漏原因及范圍的基礎(chǔ)上,經(jīng)過(guò)多次研究修改設(shè)計(jì),提出了經(jīng)濟(jì)可行的防滲處理方案和建議,可解決鴨兒溝水庫(kù)長(zhǎng)期以來(lái)的滲漏問(wèn)題。