張關(guān)會(huì)

（貴州中水建設(shè)管理股份有限公司,貴州 貴陽(yáng) 550002）

1 工程概況

溝座水庫(kù)工程位于貴州省六盤(pán)水市水城縣果布嘎鄉(xiāng),距水城縣城約58.0 km,溝座水庫(kù)所在河流阿家開(kāi)溝屬珠江流域西江水系北盤(pán)江的三級(jí)支流,壩址以上集水面積4.28 km2,水庫(kù)正常蓄水位為1681.50 m,總庫(kù)容為105萬(wàn)m3,工程規(guī)模為?。?）型,工程等別為IV等。

溝座水庫(kù)工程樞紐布置由碾壓混凝土重力壩、壩頂溢洪道、取水管及沖砂底孔組成。最大壩高46.0m,壩頂溢洪道,溢流凈寬22.0 m；壩內(nèi)取水管與沖沙兼放空底孔上下重疊布置,進(jìn)口設(shè)置事故檢修平板閘門(mén),出口設(shè)置弧形工作閘門(mén)。取水口位于沖沙底孔上部,進(jìn)口設(shè)置固定式攔污柵,攔污柵后設(shè)置檢修閘門(mén),出口設(shè)置工作閘閥。

溝座水庫(kù)工程于2015年11月開(kāi)工建設(shè),2017 年9 月水庫(kù)進(jìn)入試蓄水階段,在蓄水過(guò)程水位至1662.0 m高程后不再繼續(xù)上升,水庫(kù)蓄水異常,隨即對(duì)水庫(kù)蓄水過(guò)程水位變化、大壩上下游河道的水量進(jìn)行觀測(cè),并對(duì)庫(kù)盆進(jìn)行勘察,根據(jù)水庫(kù)蓄水及上下游河段來(lái)水觀測(cè)成果以及庫(kù)區(qū)物探、勘探成果分析,查明溝座水庫(kù)右岸支溝在1662 m高程以上的庫(kù)盆為可疑滲漏帶,滲漏原因?yàn)閹?kù)盆隔水層（P2β）玄武巖與下伏（P2m）灰?guī)r的不整合接觸導(dǎo)致,在庫(kù)腰一帶（P2β）玄武巖局部變薄甚至缺失,順河向地質(zhì)剖面見(jiàn)圖1,庫(kù)水通過(guò)覆蓋層或破碎基巖向漏斗底部（P2m）灰?guī)r分散下滲。

圖1 順河向地質(zhì)剖面

2 防滲處理設(shè)計(jì)

2.1 防滲方案確定

因庫(kù)水通過(guò)深厚覆蓋層與下伏（P2m）灰?guī)r發(fā)生聯(lián)系,而（P2m）灰?guī)r中地下水埋深較大,其最終排泄基準(zhǔn)面為古牛河,高程1000 m～1100 m,遠(yuǎn)低于庫(kù)盆高程,滲漏區(qū)域鉆孔揭露其下伏（P2β）玄武巖完整性差,多個(gè)鉆孔存在鉆進(jìn)過(guò)程中水位驟降現(xiàn)象,要依托下伏（P2β）玄武巖進(jìn)行垂直帷幕搭接時(shí)灌漿處理難度大,經(jīng)綜合分析采用以水平防滲為主+上下游采用垂直防滲的方案,防滲處理的范圍為右岸主溝1662 m～1683.12 m校核洪水位,對(duì)右岸支溝1662 m河床高程以上至庫(kù)尾基巖出露處和兩岸坡1683.12 m高程以下采用水平防滲,在右岸支溝1662 m處及庫(kù)尾處設(shè)置垂直防滲帷幕與水平防滲形成封閉的防滲體系,處理方案見(jiàn)圖2。

圖2 防滲處理方案示意圖

防滲區(qū)域面積約為70000 m3,最大擋水水頭在21.12 m,常用的水平防滲方式一般有防水毯、防滲膜、防水鋼筋混凝土等,本工程防滲面積較大,采用混凝土結(jié)構(gòu)防滲,造價(jià)較高,加之混凝土對(duì)地形適宜性差,因此不選混凝土結(jié)構(gòu)防滲；防水毯與復(fù)合土工膜性態(tài)及原理基本一致,相比較而言,防水毯防滲效果相對(duì)較好,對(duì)塌陷型地基自愈能力較好,但造價(jià)比土工布高的多,因此本工程水平防滲采用復(fù)合土工膜防滲。

2.2 防滲方案設(shè)計(jì)

（1）土工膜的選取與搭接方式

結(jié)合防滲區(qū)域的地形地質(zhì)條件,水平防滲最終決定選取埋壓式土工膜,防滲復(fù)合土工膜選用聚乙稀（PE）復(fù)合土工膜（兩布一膜）,膜厚1 mm,質(zhì)量為962 g/m2。防滲區(qū)域庫(kù)底及岸坡全部敷設(shè),以水庫(kù)校核洪水位1683.12 m作為岸坡土工膜鋪設(shè)的控制高程,土工膜與庫(kù)岸連接頂部鏈接處采用C15 混凝土壓頂?shù)姆绞?土工膜與壓頂鏈接的方式采用嵌入的形式。

（2）土工膜布置

防滲區(qū)域河床中部寬緩,上下相對(duì)較窄,岸坡地形總體左緩右陡,起伏較大,總體覆蓋層較深,局部陡坡岸基巖裸露,針對(duì)岸坡不同地形采用不用的處理方式。

①左岸土工膜布置

左岸樁號(hào)0+000.00～0+060.00,岸坡較為陡峭,地形坡度在1∶1.5～1∶1.8 的之間,基巖出露,為保證土工膜與岸坡的連接平順,對(duì)該段岸坡修坡平整處理,坡比按照緩于1∶2控制,修坡完成后先鋪設(shè)一層無(wú)紡?fù)凉げ甲鳛橹螌?在土工布上敷設(shè)復(fù)合土工膜,土工膜上部采用漿砌C15砼預(yù)制塊作為保護(hù)層和壓實(shí)蓋重,頂部采用C15砼壓頂。

左岸樁號(hào)0+060～0+325.00,該段岸坡較為平緩,坡度在1∶3～1∶8之間,該段的處理岸坡的表層耕織土進(jìn)行清除,修坡整坪夯實(shí)岸坡（岸坡坡比不得大于1∶3）后,再鋪設(shè)復(fù)合土工膜,土工膜上層采用50cm素土作保護(hù)層,同時(shí)起到壓實(shí)蓋重的作用,頂部采用C15砼壓頂,對(duì)于與前一段岸坡較陡峭的岸坡采用C20的砼齒墻進(jìn)行搭接。

左岸樁號(hào)0+325～0+425.00,該段岸坡較為陡峭,且接近庫(kù)尾,庫(kù)盆變得狹窄；針對(duì)該種情況,具體方案為對(duì)該段岸坡的表層耕織土進(jìn)行清除,修坡整坪夯實(shí)岸坡（岸坡比列不得大于1∶2）后,先鋪設(shè)一層無(wú)紡?fù)凉げ?再采用復(fù)合土工膜鋪設(shè),土工膜上部采用漿砌C15 砼預(yù)制塊作為保護(hù)層和壓實(shí)蓋重,頂部采用C15 砼預(yù)制塊壓實(shí)蓋重,對(duì)于與前一段岸坡較為平緩的岸坡采用C20 的砼齒墻進(jìn)行搭接。

②右岸土工膜布置

右岸0+000.00～0+165.00段,該段岸坡整體屬于相對(duì)平緩地帶,具體方案為對(duì)該段岸坡的表層耕織土進(jìn)行清除,然后按照不得大于1∶2 坡比修坡,修坡完成后先鋪設(shè)一層無(wú)紡?fù)凉げ?再采用復(fù)合土工膜鋪設(shè),土工膜上部采用漿砌C15砼預(yù)制塊作為保護(hù)層和壓實(shí)蓋重,頂部采用C15 砼預(yù)制塊壓實(shí)蓋重,頂部采用C15 砼壓頂。

右岸0+165.00～0+265.00段,該段岸坡較陡,局部筆直,結(jié)合該段地形較陡的特點(diǎn),對(duì)該段采用土石回填夯實(shí)后再鋪設(shè)復(fù)合土工膜,具體方案為對(duì)該段岸進(jìn)行土石碾壓回填（該段支持層應(yīng)碾壓均勻密實(shí),土質(zhì)基底的干密度不得小于1.4 t/m3,均勻誤差不得超過(guò)10%,基底陰、陽(yáng)角修圓半徑應(yīng)不小于50 cm）,碾壓夯實(shí)岸坡度至1∶2 后,在其岸坡先鋪設(shè)一層無(wú)紡?fù)凉げ?再采用復(fù)合土工膜鋪設(shè),土工膜上部采用漿砌C15砼預(yù)制塊作為保護(hù)層和壓實(shí)蓋重,頂部采用C15 砼預(yù)制塊壓實(shí)蓋重,頂部采用C15 砼壓頂,對(duì)于與前一段相對(duì)于較為平緩的岸坡采用C20 的砼齒墻進(jìn)行搭接。

右岸0+265.00～0+425.00 段,該段岸坡整體屬于相對(duì)平緩地帶,具體方案為對(duì)該段岸坡的表層耕織土進(jìn)行清除,修坡整坪夯實(shí)岸坡,修坡坡比不得陡于1∶2,先鋪設(shè)一層無(wú)紡?fù)凉げ?再采用復(fù)合土工膜鋪設(shè),土工膜上部采用漿砌C15砼預(yù)制塊作為保護(hù)層和壓實(shí)蓋重,頂部采用C15砼預(yù)制塊壓實(shí)蓋重,頂部采用C15 砼壓頂,對(duì)于前一段相對(duì)于較為陡峭的岸坡采用C20 砼齒墻進(jìn)行搭接。

③庫(kù)盆土工膜布置

對(duì)整個(gè)庫(kù)盆區(qū)域,結(jié)合溝座水庫(kù)棄渣場(chǎng)的堆放情況和整個(gè)庫(kù)區(qū)周邊的綜合情況來(lái)看,對(duì)按照挖填平衡的原則整個(gè)庫(kù)盆區(qū)域進(jìn)行整形,充分利用兩庫(kù)岸和岸坡的開(kāi)挖土方進(jìn)行回填,減少土石方的外運(yùn),回填地段要求夯實(shí)處理,整形完成后再鋪設(shè)復(fù)合土工膜,土工膜采用50 cm細(xì)土作為土工膜的保護(hù)層。土工膜在岸坡與庫(kù)底搭接處采用60 cm×60 cm現(xiàn)澆C15 混凝土進(jìn)行搭接。

④對(duì)于樁號(hào)0+000.00 處,該斷面為復(fù)合土工膜與庫(kù)區(qū)滲漏區(qū)域連接處,在該斷面設(shè)置灌漿平臺(tái)對(duì)該處進(jìn)行帷幕鉆孔灌漿處理后,在其上設(shè)置齒墻與復(fù)合土工膜鏈接,使整個(gè)右支溝形成一道封閉的防滲體。

岸坡0+000.00～0+060.00 段,岸坡較為陡峭,且?guī)炫璧撞烤嘈：撕樗缓０屋^高,在1673.12 m高程處設(shè)置防滑齒槽,增加岸坡穩(wěn)定性。

（3）土工膜的排水、排氣設(shè)計(jì)

對(duì)整個(gè)滲漏庫(kù)區(qū),在支持層與土工膜防滲層之間設(shè)置反濾排水層,排水采取排水盲溝的形式,排水盲溝尺寸為50 cm×50 cm,排水盲溝內(nèi)部采用砂卵石填充,內(nèi)設(shè)dn90 pvc排氣花管,排氣管伸出壓頂邊墻頂部,頂部略高于壩頂高程（1683.80 m）,高于壓頂邊墻頂部的排氣管采用C15砼進(jìn)行外包,尺寸為40 cm×40 cm×80 cm。

（4）左岸沖溝與水庫(kù)的連接設(shè)計(jì)

庫(kù)腰左岸發(fā)育有一沖溝,為防止沖溝流水及汛期沖刷岸坡土工膜,沖溝來(lái)水通過(guò)設(shè)置引渠引入庫(kù)內(nèi),引渠尺寸寬1.6 m,高1.0 m,縱向坡度1∶5,引渠底板設(shè)置為臺(tái)階狀。

（5）庫(kù)尾的防沖設(shè)計(jì)

庫(kù)尾地形呈“喇叭狀”,下游寬,上游窄,基巖出露,末端發(fā)育一跌坎,跌坎底高程1680.0 m,跌坎頂高程1682.50 m,為防止庫(kù)尾來(lái)水對(duì)土工膜的造成沖刷和尾水進(jìn)入土工膜下部對(duì)土工膜造成頂托,使水流平穩(wěn)進(jìn)入水庫(kù),設(shè)計(jì)上利用庫(kù)尾跌坎與灌漿平臺(tái)的布置形成8.0 m×8.0 m×1.0 m（長(zhǎng)×寬×高）消力池。灌漿平臺(tái)作為消力池尾坎,同時(shí)也是整個(gè)庫(kù)盆防滲的上游邊界,連接下游防滲土工膜。為C20 的矩形結(jié)構(gòu),頂寬1.5 m,高1.5 m,深入基巖0.5 m。

3 結(jié)論

溝座水庫(kù)庫(kù)區(qū)滲漏工程區(qū)地形地質(zhì)情況較為復(fù)雜,土工膜敷設(shè)面積大、擋水水頭高,經(jīng)處理后工程于2019 年正式蓄水,蓄水效果較好。溝座水庫(kù)庫(kù)區(qū)達(dá)到了防滲處理的目的,也為類(lèi)似的工程提供一定經(jīng)驗(yàn)借鑒。