分析某水库坝肩及坝基处理方案

许军(甘肃秦陇水利工程有限公司，甘肃　兰州　730000)

分析某水库坝肩及坝基处理方案

许军
(甘肃秦陇水利工程有限公司，甘肃兰州730000)

水库大坝坝肩和坝基渗漏的处理，一直是水库后期保养和维修工作中的重点和难点。本文以某水库的坝肩及坝基处理为案例，探讨了水库坝肩坝基处理方案的选择原则和其施工要点，为水库坝肩坝基处理方案的选择和施工提供资料参考。

水库；坝肩；坝基；处理方案

甘肃深居我国内陆，其区域内分布有黄河、长江和内陆河等九个水系，拥有者极为庞大的水资源总量。但甘肃省地处黄土高原、青藏高原和内蒙古高原三大高原的交汇地带，却有着海拔高、地形复杂的特点。这导致甘肃省内大部分流域和地区被黄土覆盖，植被稀疏，水土流失严重，河流含沙量大。甘肃省的这一特点，使得当地农业用水极为缺乏。随着西北大开发战略的不断推进，为了促进甘肃省农业产业和经济的发展，大量水库水利工程上马。但由于甘肃省特殊的地形地貌条件，在水库坝肩和坝基施工中经常要采取一定的防渗技术处理，提高水库大坝的施工质量和使用寿命。随着人们对水利工程施工质量和安全性要求越来越高，如何做好水库坝肩和坝基的处理，已经成为水利施工建设企业亟需解决的问题。笔者以甘肃某水库工程为对象进行分析与研究，探讨水库坝肩和坝基处理方案的优选和设计。

一、某水库工程概况

某水库工程主要建设目的用于防洪和下游灌溉供水，由于该水库流域由于含沙量大，洪水发生几率高，因而在水库防洪标准设计时提高防洪标准到百年级别。本项目通过细致的地质勘测，基岩岩性为凝灰质泥岩，强化曾厚度达到6m，不透水基岩以下埋藏深度达到30～70 m。项目左坝肩岩层的走向和坝轴线约成37°夹角，岩层产状305°～310°SW＜40°。右坝肩表层为洪积粉土、风积黄土，下部为冲积砂卵砾石。坡脚处堆积4m厚度碎石土，强风化层厚度约6 m，相对不透水层基岩面以下埋藏深度25～60 m。河床基础为第四系冲积砂卵砾石层，结合探测资料厚度约20 m，是强透水层，渗透系数为K=2.66～3.2410-2cm/s。

二、坝肩坝基渗漏成因和处理方案

（一）坝肩渗漏的原因分析和处理方案分析

综合本项目的施工资料与当地的地质勘探结果，本项目坝肩和坝基渗漏的原因主要有以下几种。第一中可能原因，是在大坝施工中，忽视了坝基清理工作，使得坝基清理工作不到位，最终导致坝基基础带方向出现渗漏，影响工程质量。第二种可能是项目在建设中，防渗处理工作不到位。如果防渗处理工作质量不达标，会导致渗漏沿着风化基岩和构造方向发展，最终酿成事故和问题。本项目施工中需要与两岸山体连接，项目投入使用后，如果出现绕坝渗漏现象，可以断定项目在建设中山体连接施工出现质量问题。由于本项目坝基和坝肩渗漏现象已经发生，如果不采取有效的措施进行处理，必然会导致渗漏面积逐渐增大，带来巨大的安全隐患，给下游灌溉和防洪工作带来问题。由于坝肩和坝肩渗漏处理工期较差，工程量大，因而渗漏处理方案需要综合工程现状设计。在本项目中采用了“上截下导”的施工方案，对上游渗水予以截断，下游渗水有效导出，并综合应用大开挖方案和振冲桩技术等。

1.灌浆方案和技术参数的选择。灌浆施工技术在大坝渗漏处理中应用比较广泛，本项目案例中也应用该施工方法。在灌浆技术应用中，首先对钻孔方法、帷幕灌浆处理等进行可行性分析，并通过计算分析和现场实验讨论技术的可行性。在钻孔灌浆施工中，选择地址较好的位置排孔，并对断层和裂隙不稳布置辅助孔。灌浆深度是根据基岩透水性设计的，因此不同坝段的灌浆深度有一定的差别。

2.大开挖方案的选择与分析。大开挖就是通过开挖施工，清除坝体渗漏不稳松散岩体。大开挖施工虽然效果较好，但工程量大，并且经济性较差。因而在本项目中大开挖技术主要应用于渗水严重，无法采取其他技术的处理中。大开挖施工中首先对坝壳基础不稳进行清理，将碎石、黄土等清除干净，降低了坝基纵向渗水的强度。心墙基础两侧岩石开挖1:0.5，通过反滤材料和过滤材料的应用实现了对渗水的处理。断层位置则全部挖出，并采用混凝土回填估计技术灌浆处理。在开挖处理中，包括心墙基础和底部分别予以铺盖固结灌浆和混凝土盖板浇筑，以提高坝体强度并降低其渗水发生率。大开挖施工方案虽然有着成本高、工程量大的缺点，但其能够有效的保证施工安全和治理效果。如果选择该施工方案，可以配合现代的大型设备使用，来降低其对工期、造价和成本的影响。

3.振冲桩方案。振冲桩方案与开挖方案在实施上有很多相似之处，其与开挖方案最大的不同就是坝壳基础的处理只做表面清理工作，并通过布置振冲碎石桩来增加河床地基的致密性，并实现排水降压的目的。振冲碎石桩方案相比于大开挖方案，能够有效提高地基质量，并有着工程量小的优势。但由于振冲桩处理技术很难做到对施工质量的量化分析，而且很多施工项目难以直观判断施工结果，无法有效保证河床基础的稳定渗透。除此之外，该技术由于没有开发方案成熟，并且成本要高于开挖方案，因而其在本项目中的应用具有一定局限性。

（二）坝肩和坝基处理施工技术要点

为了提高水坝坝基和坝肩处理质量，并综合处理效果、经济性和技术等因素，本项目选择了大开挖施工方案。在大开挖施工中，加大了对灌浆处理技术的应用和管理水平。在施工中，建立了有效的现场巡查制度，及时发现并对跑浆等问题。在断裂构造中，还特意将防渗帷幕布置为双排，并采用了西水泥浆，提高对断裂带和微小裂隙的处理质量。本项目在施工中还提高了对资料整理工作的重视，为施工工艺的改进和大坝保养维护提供资料。

综上所述，虽然水库大坝施工技术不断进步，大坝施工质量与日提高，但受技术、人才和自然环境等因素影响，水库坝肩坝基渗漏现象，在甘肃地区十分常见。为了确保水库防洪安全，并为下游农业发展提供可靠的灌溉供水，当大坝出现渗漏问题时，一定要及时处理解决。本大坝通过详细的技术探讨，最终以大开挖基础为基础对坝肩和坝基进行处理，取得了满意的成果，达到了发包单位的合同要求，具有一定的借鉴和参考价值。

（编辑：魏翔）

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2016-10-12

许军（1973-），男，甘肃会宁人，工程师，主要从事水利水电施工管理工作。