肖家山水库大坝防渗处理方案

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【摘要】文章介绍了肖家山水库的地理情况和水库大坝的基本情况，分析了肖家山水库大坝存在的渗漏问题及原因，论述了合理的防渗处理措施，可供类似工程参考。

【关键词】肖家山水库 大坝防渗处理防渗处理

一、工程概况

肖家山水库位于耒水一级支流西水上游，坝址位于桂阳县太和镇潭沙头村，下距桂阳县城18km，距太和镇3km。水库坝址控制集雨面积4.2km2，外引集雨面积37.4 km2。是一座以灌溉为主，兼有供水、防洪等综合利用效益的中型水利工程。

水库枢纽工程为Ⅲ等工程，由主坝、副坝、主坝低涵等永久性建筑物组成。永久性建筑物级别为3级。大坝正常运用洪水标准为100年一遇，非常运用洪水标准为1000年一遇。水库正常蓄水位360.50m，相应正常库容992万m3；设计洪水位360.96m，相应库容1033万m3，校核洪水位361.15m，相应总库容1050万m3，水库灌溉面积为2.68万亩。

二、大坝渗漏情况及原因分析

肖家山水库自 1976年建成以来，虽然经过多次灌浆处理，仍存在以下问题：

1．肖家山水库属于三边工程，施工时又是大兵团作战，主坝、副坝坝体为重粘土或粘土填筑而成，结构较疏松，多数含少量的砾石，孔隙比偏大，普遍压实差，坝体土的渗透系数为10-3cm/s-10-4cm/s，偏大，不符合均质坝要求

2．主坝中部349m高程存在一长170m的水平渗水层，多处鼓水、管涌，下游坝坡出现约800m2的湿润区，出现5处小面积表层滑坡，副坝下游出现大片冷浸田，坝体与坝基接触带出现接触面渗水。

3．大坝坝址为强岩溶发育区，本不宜建坝，同时建库时清基不彻底，坝址存在7条断层，3组构造裂隙，坝基沿断层方向存在5条主要渗水通道，岩溶特别发育。坝基溶岩通道未作处理。

4．大坝基础虽经过多次灌浆处理，根据原灌浆剖面和勘探资料、注水压水试验资料和渗流观测资料，原灌浆孔距较大，帷幕存在缺口且局部深度未满足要求。

三、防渗处理

针对肖家山水库存在的问题，参照国内防渗施工的实例，采用坝基帷幕灌浆、副坝冲抓套井回填粘土防渗墙、主坝旋喷灌浆防渗墙的方案对该水库进行防渗处理。

（1）坝基帷幕灌浆设计

①坝基灌浆范围和深度

坝基灌浆范围为：副坝左坝头以外30m起灌，通过副坝和连接段，至主坝右坝头终止，总长度698m。

灌孔深度控制原则：按照封闭式帷幕和悬挂式帷幕相结合原则。

1）帷幕应深入基岩q≤10lu区以下5m；

2）原经物探已查明为集中渗透带（即地下水通道），灌孔深度不能小于2.0倍坝高，可控制在孔深小于2.5倍坝高终孔（若孔深已达到2.5倍坝高，而达不到防渗标准）；

3）主坝右端帷幕深度为基岩以下15m。

②灌浆孔布置

帷幕灌浆线沿原帷幕灌浆线布置，采用单排，孔距2.0m。主坝坝基帷幕灌浆孔与坝身旋喷灌浆孔错开布置。

实施过程中对岩溶、断层及其他缺陷部位，依据先导孔资料，布置双排孔或加大灌浆深度等加强灌浆措施，预留20％的工程量。

③帷幕质量

帷幕质量控制标准为透水率小于10Lu。要求帷幕深度至基岩透水率小于10Lu以下5m，上至基岩面或粘土防渗墙内1m。

④接触面灌浆

对坝身防渗采用冲抓套井回填粘土防渗墙防渗的坝段，应进行接触面灌浆。基岩帷幕灌浆完成后，将压在基岩面上的套管上拔0.5～1.0m，采用孔底循环法一段性进行接触面灌浆。

⑤溶洞充填设计

帷幕灌浆造孔过程中遇填充溶洞应先进行充填灌浆处理，遇空溶洞须先充填砂卵石等粗骨料再充填灌浆，待充填灌浆初凝以后，再继续造孔进行帷幕灌浆。

⑥副坝帷幕灌浆盖浆板设计

副坝坝基防渗采用帷幕灌浆处理，坝身防渗采用冲抓套井回填粘土防渗墙，为连接坝基帷幕和坝身粘土防渗墙，在粘土防渗墙底部设置2.0m高混凝土盖浆板，厚度不少于0.6m。

（2）冲抓套井回填粘土防渗墙设计

副坝及主、副坝连接段，基岩以上土层深度在8～18m之间，坝身防渗防渗墙方案采用冲抓套井回填较经济。

①防渗墙布置

防渗墙与第二排帷幕灌浆线重合，从副坝左坝头外30m起，总长度266m。冲抓井采用单排，按主、套井相间布置。

②井径及井距

冲抓井井径采用1.1m，主、套井间距0.75m，形成的防渗墙最小厚度计算值为0.86m，满足防渗墙有效厚度要求。

③回填土料

采用下雨山土料场土料，质量满足防渗墙土料要求。填筑时，要求含水量控制在20％～25％之间。回填粘土的干密度达到1.55～1.58g/cm3，渗透系数k≤1×10-6cm/s。

（3）旋喷灌浆防渗墙设计

①防渗墙布置

坝身旋喷灌浆防渗墙轴线与坝基帷幕灌浆轴线重合，从起点与冲抓套井回填粘土心墙相接，搭接长度2m，即从0+234起止于主坝右坝头0+665，总长度为431m。其中主坝旋喷灌浆轴线位于大坝上游侧182m（0+236～0+416）距主坝轴线6m，旋喷灌浆轴线249m (0+416～0+665)距主坝轴线7-8m。

本次技施设计旋喷灌浆单排孔距1m，旋喷桩直径1.2m，防渗墙体厚度0.6m，双排时排距1.2m，孔距1m，主坝0+440-0+610布置双排，其余均布置单排。防渗墙顶部高程为361.75m，底部高程控制在基岩以下或帷幕体以内0.5m。

②旋喷施工平台

为了保证高压旋喷灌浆底部尽量布置在截水槽内，主坝0+416-0+665旋喷灌浆中心线偏上游，需修筑施工平台，高程361.75m,坡比1：1.5，长度249m,宽4m。

③灌浆质量控制

一般孔扩散直径控制在1.2m左右；对于孔深超过35m或偏斜率大于1％的孔，应降低灌浆提升速度，扩大扩散直径。灌浆施工结束后，墙体做围井抽水试验和墙体取芯及压水试验，对施工质量进行检查。

参考文献：

1、《江东市水库大坝防渗处理》刘术刚《湖南水利水电》2006，02

2、《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》DL/T5148-2001