群孔压水试验在松山大坝防渗检测中的应用

李长顺，康家亮，梁大明

(中水东北勘测设计研究有限责任公司，吉林长春 130021)

1 概述

松江河水电站松山大坝为面板堆石坝，坝基岩石为中等风化安山岩。坝顶高程713.80m，最大坝高80.80m，坝长258.00m，大坝趾板长353.99m，宽6.00m。

本次在松山大坝27号趾板单元所做的群孔压水试验共布置3个钻孔，施工检测分两步进行：1）先打下游观测孔，再打上游检测孔做压水试验，同时观测下游孔的水位变化情况。2）上述试验完成后打主帷幕检查孔做压水试验，同时观测上、下游2个孔的水位变化情况。钻孔布置见图1。

图1 27号趾板单元帷幕群孔压水试验检测钻孔布置图

2 压水试验主要技术要求

1）天然水位观测。压水试验前要准确量测天然水位。

2）压水设备安装与下置。栓塞长度不小于孔径的7倍，记录好压力表高出地面的数据。

3）试段长度。第一段为基岩下2.00m，以后每5.00m一段。

4）压水压力与压力阶段。第一段均采用0.5MPa，以下段的压水压力、主帷幕检查孔均采用1.0MPa，上游检测孔均采用0.80MPa；压力阶段均采用一个压力阶段。

5）压水时帷幕上、下游侧孔水位升高观测。压水时帷幕上、下游观测孔水柱升高值大时，接管安压力表观测；水柱升高小时直接观测或卸压力表在管内实测。水位升高观测，每10min观测1次，观测稳定时间一般为1h。

6）压水流量观测。压水时每10min记1次流量，观测流量稳定时间一般为1h。

3 检测标准

1）按设计要求各压水段基岩渗透性指标透水率 q≤0.03L/（min·m·m）。

2）根据有压水流经帷幕前-帷幕-帷幕后渗流水头损失，求得水头差之比ΔXS=Hx/Hs，式中：Hs为上游压水时水头，采用大坝最大工作水头60m；Hx为下游观测时水头，按4种情况分别取Hx的1/2，1/5，1/15，1/60,求得相对应的水头差之比ΔXS值依次为 50%，20%，6.7%，1.7%时，其上、下游之间水力联系情况按设计规定的连通性指标判定标准为：ΔXS＞50%为连通性极强；50%≥ΔXS≥20%为连通性强；20%≥ΔXS≥6.7%为连通；6.7%≥ΔXS≥1.7%为连通性弱；ΔXS＜1.7%为连通性微弱。

4 检测结果

4.1 压水试验检测结果

4.1.1 27号趾板单元上游检测孔压水试验检测

27号趾板单元上游检测孔 (ZWJ27-1-上)压水试验检测结果见表1。

从表1可以看出，27号趾板上有付帷幕检测孔共做压水试验9段，其透水率值在0.001～0.014L/（min·m·m）之间，均小于 0.03L/（min·m·m），质量合格。

4.1.2 27号趾板单元主帷幕检查孔压水试验

27号趾板单元主帷幕检查孔（ZWJ27-1）压水试验成果见表2。

从表2可以看出，主帷幕检查孔共做压水试验 9段，透水率值在 0.001～0.002L/（min·m·m）之间，均小于 0.03L/（min·m·m），质量合格。

4.2 水力联系情况检测

4.2.1 27号趾板单元上游检测孔与下游观测孔水力联系情况

27号趾板单元上游检测孔与下游观测孔水力联系情况见表1。

从表1可以看出，孔深 22.00～27.80m，22.00～27.80m，上游付帷幕检测孔压水时，下游观测孔水位上升分别为2.28m，3.39m，水头差之比ΔXS值分别为2.83%，3.84%，为联通性弱；其余孔段上游检测孔压水时，下游观测孔水位上升0.04～0.32m，水头差之比ΔXS值为0.05%～0.62%，均为联通性微弱。

4.2.2 27号趾板单元主帷幕检查孔与上游检测孔水力联系情况

27号趾板单元主帷幕检查孔与上游检测孔的水力联系情况见表2。

从表2可以看出，孔深37.9～42.0m，主帷幕检查孔压水时，上游付帷幕检测孔水位上升1.79m，水头差之比ΔXS值为1.74%，为联通性弱。其余孔段，主帷幕检查孔压水时，上游付帷幕检测孔水位升高值为0.04～0.69m，水头差之比ΔXS值为0.08%～0.68%，均为联通性微弱。

4.2.3 27号趾板单元主帷幕检查孔与下游观测孔水力联系情况

27号趾板单元主帷幕检查孔与下游观测孔水力联系情况见表2

从表2可以看出，孔深37.90～42.00m，主帷幕检查孔压水时，下游观测孔水位升高1.85m，水头差之比ΔXS值为1.79%，为联通性弱；其余孔段，主帷幕检查孔压水时，下游观测孔水位升高值为0.06～0.84m，水头差之比 ΔXS值 为0.06%～0.83%，均为联通性微弱。

表1 27号趾板上游检查孔与下游观测孔水力联系情况汇总表

5 结语

1）压水试验成果表明，基岩灌浆形成帷幕后渗透性指标透水率值均小于 0.03L/（min·m·m），满足设计要求。

2）各部位基岩段之间水力联系情况按设计规定的连通性指标标准判定多为连通性微弱，只在局部为联通性弱。

3）经群孔压水试验综合分析，并结合岩芯水泥结石胶结充填情况观察，27号趾板单元灌浆帷幕总体防渗效果良好。

4）检测岩体灌浆形成帷幕后的防渗效果，采用群孔压水试验方法是可行有效的。此方法简单易行、效果显著。

表2 27号趾板主帷幕检查孔与上游检测孔、下游观测孔水力联系情况汇总表