赫章县妈姑镇官房山塘供水工程大坝渗漏处理方案探讨
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工程大坝渗漏原因多种，经针对性采取防渗处理措施，山塘大坝防渗效果良好
关键词 ：山塘大坝渗漏综合处理方案
一、工程基本情况
妈姑镇官房山塘供水工程位于赫章县妈姑镇境内，大坝位于于长江流域乌江水系妈姑河左岸支流官房小溪上河段上，距赫章～威宁公路0.27km，根据工程坝型方案比较结果， 官房山塘供水工程本阶段设计选用坝型为均质土坝，工程主要由拦河坝、放水涵洞、泄水建筑物等组成。设计坝顶高程1959.70m，坝顶宽5.0m，坝长67.02m，上游坡比1：2.0，下游坡比1：2.0，坝顶高程1959.70m，坝底高程1939.40m，最大坝高20.3m;放水建筑物位于大坝右岸，型式为坝下涵洞，断面型式为城门洞形，尺寸为宽×高=1.2m×1.5m，取水口设消力井消能， 消力井尺寸为长×宽×高=2.0m×2.m×2.5m，取水口中心高程为1949.61m，直径为300mm，采用斜拉式双向转动圆盘闸门控制;溢洪道布置在大坝左岸，为岸边式开敞溢洪道，设计堰型为宽顶堰，堰顶净宽6.9m，泄水槽宽6.9m～4.0m，长82.7m， 泄水槽末端设底流消能，设计池长13.0m，池深1.5m，200年一遇（P=0.5%）的校核洪水位为1958.93m，相应的总库容分为9.87万m3。工程由贵州省安顺市水利水电勘测设计院设计，贵州三蒲建设工程有限公司施工，于2013年3月开始施工，2013年12月施工完毕，2014年一月试蓄水时，山塘渗漏量达0.1 m3/s，此后山塘放空进行防渗处理。
二、处理方案
山塘渗漏方式一般分为库区渗漏、坝坡渗漏、坝基渗漏及绕坝渗漏，据现场勘察，官房山塘库区岩组以峨眉山玄武岩组（P2β）为主，属单一的弱透水层，大气降水多通过基岩裂隙渗入地下分散性补给地下水。地下水多为上层滞水，受降水影响十分敏感，流量变幅较大，到枯水期几近干枯，洪水期以沿层运动为主，在沟谷中排出成泉，直接补给库水。岩层均为相对隔水岩层，岩溶不发育，库盆内无危害性岩溶管道发育，山塘成库条件良好，不可能是库区渗漏。
现场查阅《赫章县妈姑官房山塘供水工程初步设计报告》及施工图，赫章县妈姑官房山塘供水工程设计防渗措施如下：
河床覆盖层厚2.0～3.0m，强风化层1.5～2.0m，基础开挖深度：2.5～3.5m;两坝肩覆盖层厚7.2～8.7m，强风化层3.0～4.0m，两坝肩趾板基础开挖深度10.0～12.7m。开挖稳定边坡坡比：覆盖层1：1.25～1：1，强风化层1：0.75～1：0.5，中风化层1：0.3～1：0.5。在大坝上游面坝脚处设2.5m深，底宽2.0m的截水墙。
⑵、 基础防渗处理措施
坝基（肩）未见滑坡、泥石流等不良物理地质现象，主要存在问题是坝基（肩）的强风化带裂隙渗漏，须对其进行防渗处理。
①、坝基肩帷幕防渗
根据地表地质测绘及勘探资料，坝基（肩）岩体在一定深度范围内，存在渗漏问题，其渗漏的主要部位为坝基（肩）弱风化岩体，渗漏主要形式为不均匀分布的分散型浅层风化裂隙渗漏。为了确保大坝安全，将渗漏控制在设计范围内，需对坝基（肩）进行帷幕灌浆。在大坝上游面截水墙浇筑达到凝固期后，沿截水墙轴线布设灌浆孔作防渗帷幕灌浆，灌浆为单排孔布置，孔距3m，分三序次施工，灌浆孔延伸至坝顶后向左岸跨过溢洪道后向左岸延伸24m，右岸延伸24m，共布设53个灌浆孔。将部分Ⅰ序次孔作为灌浆先导孔，以了解坝基的吸浆量和确定灌浆压力，为下一步的施工提供基础资料，剩下灌浆孔的施工可根据先导孔的吸浆量作局部调整。造孔进尺1140.4m，灌浆进尺901m，钻灌比1.27：1。检查孔数按灌浆孔数的10%布设，检查孔进尺按灌浆进尺的15%计，约135.2m。
⑶、复合土工膜防渗设计
①、复合土工膜铺设平面布置
大坝填筑完成后在迎水面采用铺复合土工膜作坝体防渗，土工膜自坝顶铺设至坝脚及坝体周边，嵌进截水墙。在坝顶部开挖固埋沟以固定土工膜，在上游-坝坡中间开挖防滑齿槽以嵌固土工膜，然后用粘土回填夯实，大坝防渗设计见图1-2。
根据施工单位自述接合大坝防渗设计，官房山塘可能存在坝坡渗漏、坝基渗漏及绕坝渗漏，大坝试蓄水至正常蓄水位时，大坝桩号0+020--0+075正常蓄水位3米以下后坝坡全部湿透，渗漏现象较为严重，说明大坝土工膜防渗基本失效，经施工、设计、监理、业主几方代表商议，先进行土工膜检查，经现场检查，整个土工膜均匀分布22个孔洞，孔洞直径10cm，这是因为施工单位现场负责人管理和质量监督不到位所致，施工单位按照监理要求对损坏土工膜进行更换，土工膜自坝顶铺设至上游坝脚及坝体周边的截水墙。在坝顶部开挖固埋沟以固定土工膜，在上游坝坡中间开挖一条防滑齿槽以嵌固土工膜。铺设土工膜时，应将坝坡上表面进行平整，先铺一层厚10cm的细砂垫层，再铺设土工膜。为保护土工膜，在其上铺设8cm厚的细砂垫层，然后在细砂垫层上铺砼预制板，砼预制板厚8cm，既可作为土工膜的压重，又可起到护坡作用。
② 土工膜的搭接
复合土工膜的接缝处理是施工的关键程序，直接影响工程的运行寿命，复合土工膜采用热焊接方法搭接。热焊接法是把复合土工膜相接的表面加热处理，使之表面熔化，然后通过压力使之熔合成一体。
③ 焊接工艺
第一幅土工膜铺好后，将需焊接的边翻叠（约60cm宽），第二幅反向铺在第一幅膜上，调整两幅膜焊接边缘走向，使之搭接10cm，土工膜施工完毕，重新进行试蓄水，蓄水至正常蓄水位，现场检查，山塘渗漏量降低到0.03m？/s，后坝坡渗水点全部消失。
为检查防渗帷幕防渗效果，布置了5个检查孔，检查孔孔深和设计孔深相等，采用至上而下施工工艺，至上而下5米为一个试段作压水试验，压水试验成果如下（相应孔深压水试验q值），见下表：
根据压水试验结果可知截流墙以下孔深30m以内，坝基岩土体透水率在10―100之间，根据GB50487-2008附录F可知，坝基岩土体渗透性等级属中等性透水，说明坝基防渗处理失败，从而造成坝基渗漏，须重新进行帷幕灌浆处理，灌浆施工采用自下而上的灌浆方法。
坝基帷幕施工：
①、灌浆单元划分为5个，孔位严格按图纸布置，钻机安装要牢靠、平稳、水平。每个灌浆单元选择检查孔作为先导孔首先施工，作灌浆试验，基岩采用硬质合金清水回转钻进，先导孔基岩段应自上而下分段进行钻孔冲洗和压水试验，其它灌浆孔全孔进行一次钻孔冲洗，孔底段作压水试验即可。
②、钻探过程中使用标准记录表格详细记录钻进情况，认真做好岩芯编录;孔深要达到设计要求，不允许少钻、漏钻。钻孔完工后进行钻孔测斜，钻孔质量需达到规范技术要求，并接受质监部门检查。
③、先导孔基岩钻孔结束后须做钻孔冲洗和压水试验，先导孔基岩段应自上而下分段进行钻孔冲洗和压水试验，其它灌浆孔全孔进行一次钻孔冲洗，孔底段作压水试验即可。
④、水泥浆液的配制：水泥浆液水灰比按规范分七个比级。施工中应通过试验测定各种浓度浆液的比重，计算出一定体积水量按水灰比应加入的水泥量，将适量的水和计量的水泥加入搅拌机中直接拌合而成。
⑤、坝基灌浆：采用自下而上分段灌浆方式。坝基接触带2m单独作为一个灌浆段，基岩段长度严格控制在4～6m之间。灌浆采用循环式，开始使用水灰比为5：1的稀浆，然后根据灌浆情况逐级变换，并逐渐将压力提升到设计压力值。灌浆压力采用一次升压法，应尽快达到设计压力，若耗浆量大时采用分级升压。灌浆过程中若发现冒浆、漏浆、跑浆现象，要具体分析情况，采用低压、浓浆、限流、限量和间歇灌浆方法处理。灌浆难于结束时也可采取上述方法，还可掺入水玻璃速凝剂等。钻孔灌浆结束后，要认真作好封孔。
⑥、灌浆压力：坝基300～500kPa。
⑦、灌浆材料：基岩采用普通硅酸盐32.5MPa水泥。在裂隙发育处耗灰量过大时，可按规范适当加入灌浆掺合剂灌注。
⑧、质量标准：检查孔按灌浆孔数的10%计，原则上一个灌浆单元布置一个检查孔。坝基压水试验要求作五点法压水试验，以岩石透水率q≤5Lu为标准。
坝基帷幕灌浆遵循《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（DL/T5148-2001）。压水试验的技术要求参照《水利水电工程钻孔压水试验规程》（SL31―2003）执行。
三、处理效果
大坝重新进行帷幕灌浆于2014年3月完成，重新进行试蓄水，蓄水高程至校核洪水位时，采用三角堰实测，山塘渗漏量只有0.3L/s，完全达到处理要求。
四、结语
山塘渗漏原因是多方面的，只有针对性采取防渗措施，才能达到处理效果。