黑泉水库20#面板抬动原因及处理措施
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摘要：黑泉水库1期面板浇筑完成后不久，20#面板底部抬动达10 cm。经过讨论分析研究，造成20#面板抬动的主要原因是反渗水压力，虽然对反渗水进行了处理，但因出水点多，高程不同，在面板后仍形成了反渗水。此后对抬动部分进行了认真处理，而且效果很好。
关键词：面板抬动；反渗水；处理措施；黑泉水库
中图分类号：TV62+2 文献标识码：A文章编号：1003-6997（2012）10-0049-02
1工程概述
黑泉水库位于青海省大通县境内，湟水支流北川河上游宝库河上，距省会西宁市75 km。是一座以灌溉和城市供水为主，兼有防洪、发电、环保及生态建设等综合效益的大（2）型水利枢纽工程。其中，大坝为混凝土面板堆砂砾石坝，坝顶高程为2 894.50 m，防浪墙高程为2 895.70 m，坝顶宽10 m，坝顶长438.60 m，上游边坡为1∶1.55，下游边坡为1∶1.4，面板底部高程为2 771 m，最大坝高123.50 m，坝体最大底宽350.78 m。
黑泉水库混凝土面板厚度为0.66～0.40 m的渐变截面，上接高4.70 m防浪墙底座，周边均与趾板连接，总面积为71 136 m2，混凝土总量为33 100 m3，采用无轨滑模进行施工。面板混凝土分3期浇筑，第1期面板高程2 771～2 820 m，第2期面板高程2 820～2 857 m，第3期面板从高程2 857 m至防浪墙底部高程2 891 m。面板宽度分为16 m板块和8 m板块两种，其中16 m板块14个，8 m板块27个。
220#面板抬动过程
1999年6月29日，黑泉水库第1期面板开仓浇筑，经过52 d紧张施工，于8月19日浇筑完毕。9月11日8时现场施工人员发现20#面板底部被抬动，右侧抬起5.6 cm，左侧抬起10 cm，导致底部不锈钢波纹止水片局部破坏，并有水从左下角渗出，出水量约7～5 L/min。同时，也将21#面板一角连带抬动2～3 cm，并产生一条裂缝。问题出现后，建设局组织参建各方召开专题会议，经过认真分析讨论，与会者认为造成20#面板抬动的主要原因是反渗水压力。
2.1反渗水处理的措施
黑泉水库主基坑反渗水处理分3个阶段进行。第1阶段是浇筑趾板混凝土时，为了使仓号内没有流动的水流存在，主要采取在主基坑建基面下游坡脚处反渗水处露点较集中部位设集水井，并布置管径较大的主引水管，其余渗水点布设岔管与主引水管相连，最后通过主引水管将反渗水排出仓号外并排向上游侧抽水泵坑的措施进行处理。第2阶段是1998年冬季排水，为了保证1999年坝体填筑和面板混凝土顺利进行，主基坑不能有积冰现象，采取在主基坑下游砂砾石坡面沿高程2 777.50m，开挖一条长可连接两岸山体，宽0.70 m，深0.60 m的截水槽，并在下游铺盖混凝土面上用砖砌一宽0.70 m，深0.60 m（后用C15混凝土加固），长可连接两岸山体的挡水墙。在截水槽和挡水墙布设φ300×5钢花管，钢花管四周采用反滤料进行充填，然后接一根主管将反渗水全部排向主基坑上游侧泵坑。第3阶段是1999年坝体填筑前及填筑过程中反渗水处理，在前两次处理的基础上，分别在0+278和0+301处设两个渗水井，基础挖至基岩面，设圆形钢筋笼，内径为1 m，外径2.20 m，钢筋笼内填D＜300 mm块石，外侧再填50 cm厚保护料，随坝体填筑逐渐垂直向上连接。0+278处渗水井由于井内无水，升高2 m后用反滤料回填，0+301渗水井水能自由排向上游泵坑，升高14 m后，在井底部回填5 m厚块石，再回填碎石及反滤料5 m，最后回填D＜300 mm砂砾石，将渗水井回填，其上部按设计要求进行正常填筑。经过系统的反渗水处理，保证了混凝土浇筑和坝体填筑顺利进行。
2.220#面板抬动原因分析
虽然施工单位对反渗水进行了认真处理，但由于大坝右岸裂隙发育，岩石完整性差，所以裂隙水较多，而且出水点高程不同；另河床砂砾石覆盖层较厚，透水性较强，主基坑最深处达29 m，渗水面积很大。而在渗水处理时只设了两个渗水井，靠左岸的0+278渗水井没起太大作用，在裂隙水较多的右岸没有设渗水井。随着坝体填筑不断升高，基础灌浆也在不断向两岸进行，右岸较高处的裂隙水因距0+301处的渗水井较远，不能顺利进入渗水井，亦难以向上下游排出，再加上后期降水量增加。因此，1期面板浇筑完成后，在面板后仍然形成了反渗水，经过一定的时间，反渗水压力不断增加，造成了20#面板被抬动。
320#面板处理措施
经过参建各单位召开专题会议，分析出20#面板抬动的原因后，并通过向有关单位咨询，采取了如下处理措施：为了防止面板连续抬动，在20#面板底部和趾板上开孔排水，以降低水压力，其中面板17个孔，趾板2个孔；此后留一个孔导水，将水排向水泵坑，其余孔为避免20#面板在水库蓄水时引起恢复变形，再次破坏周边缝及面板板间缝止水，对20#面板抬动部位进行水泥砂浆回填，充填面板与垫层料分离空间，水泥砂浆标号250#，同序孔回填时速度不宜太快，以免回填砂浆将面板再度抬起，Ⅰ序孔与Ⅱ序孔之间回填时间间隔24 h，以减小回填抬动力，回填采用自流式，自下而上的顺序进行；回填全部结束后，对孔口段10 cm进行回填GB填料，并在孔口顶部混凝土面上粘贴10 cm×110 cm的GB板，并用扁铁将GB板压紧。20#面板周边缝和板间缝，顶部按原设计要求焊接不锈钢波纹止水，在此基础上采纳承担国内最高面板坝—水布垭坝（坝高230 m）周边缝课题研究的中国水科院结构所为水布垭坝特别研制的、适应高坝大变位、且可独立起止水防渗作用的波形止水带，止水带两侧用角钢、膨胀螺栓固定，波形止水带上下表面均填充密实。波形止水带上用100 cm宽三元乙丙复合GB板覆盖，并加以固定；1期面板止水缝全部处理完毕后，开始在面板上游填筑粉质黄土和弃料压重，待填筑到高程2 800 m左右时，认为已基本高出两岸渗水点，即开始对主基坑上游侧水泵坑回填。将事先安装好的渗水井和20#面板排水管阀门关闭，并立即用混凝土回填泵坑。至此，反渗水及20#面板抬动全部处理完毕。
4结语
20#面板抬动处理1999年9月底完成后，在抬动处安装1台三项测缝计，从1999年底至2002年观测数据分析，20#面板没有发生任何位移。黑泉水库2001年11月16日下闸蓄水，2002年6月开始试运行发电，水位最高至2 860 m，从埋设的渗压计观测数据分析，没有渗漏现象，说明20#面板抬动处理措施是成功的，效果是好的。