五一水库工程古河槽防渗处理措施

（新疆水利水电勘测设计研究院，乌鲁木齐830000）

1 工程概况

五一水库位于巴音郭楞蒙古自治州，是一项具有灌溉、防洪、发电、生态、城镇及工业供水等综合效益的Ⅲ等中型工程，为迪那河流域的控制性水库。工程由拦河大坝、导流兼泄洪冲砂洞、发电洞、表孔溢洪洞等主要建筑物组成。大坝为碾压式沥青心墙砂砾石坝，水库正常蓄水位1370.0m，总库容0.98亿m3，最大坝高102.5m。近期年供水量5100万m3，供水流量1.62m3/s，大坝为2级建筑物。

工程区在大地构造单元上，位于塔里木盆地北部边缘的库车坳陷带内；坝址区地貌单元属于峡谷地貌，河谷形态呈“V”形（部分段为U型宽谷），谷底宽度一般30～50m，最宽155m，谷顶为Ⅳ级以上阶地面，呈阶梯状。工程抗震设计烈度为8°。

2 坝址区工程地质条件

2.1 主河床段坝址区

坝址区基岩岩性单一，地层为第四系下更新统西域砾岩（Q1），硅质、钙质胶结，厚层至巨厚层状。岩体透水率较小，小于3Lu的埋深4～15m，强至弱风化岩石的透水率在1～3lu之间，属弱透水岩体，沥青混凝土心墙防渗体建基面基础即已满足规范要求的防渗标准（透水率q＜3Lu），由于地基为西域砾岩，硅质、钙质胶结，可灌性差，坝基底部基本不设置帷幕灌浆，仅在右岸坡局部岩体段因阶地前缘沿河谷方向岩体发育有卸荷裂隙，透水率较大，有10m长坝段进行了帷幕灌浆，单排，孔距2.0m，伸入岩石深度15m。灌浆后岩石透水率满足设计要求。

2.2 左岸古河槽地质

坝址区河谷两岸阶地发育，左岸阶地有一古河槽，古河槽中心线距离河谷500m，其延伸方向大致为南北向与河谷近平行，坝轴线下游侧古河槽分布偏向岸里。古河槽防渗段上部为第四系上更新统冲洪积砂卵砾石及全新统坡积含土砂卵砾石层，厚度5～15m。槽内为第四系中更新统冲积砂卵砾石层，砂砾石结构较密实，局部有弱胶结现象；根据原位注水试验， 渗透系数为1.10×10-2～1.96×10-2cm/s， 属强透水层。古河槽顶部高程1372～1400m，顶宽400～500m，最宽800m，底宽150～200m，埋深28～52m，底部高程1332～1352m。古河槽基岩顶板高程低于正常高水位1370m高程18～38m，是库区渗漏的主要通道，如图1。

图1 古河槽分布

3 古河槽防渗处理

3.1 初步设计阶段

左岸阶地古河槽沿主坝轴线方向宽度较宽，在坝轴线上游255m处，古河槽宽度较窄，埋深也相对较浅，为节约工程造价，将防渗墙位置放在此处。初设阶段古河槽防渗采用槽孔混凝土防渗墙进行防渗［1］，防渗墙长度382m，最大深度40m，防渗墙顶高程1372m，最低墙底高程1332.0m，深入基岩0.5～1.0m，墙厚0.8m。防渗墙底部基岩透水率基本小于3Lu，满足防渗要求。

古河槽地质情况根据物探及参照主坝轴线附近钻孔及河床坝基地质资料，古河槽下伏岩性为第四系下更新统西域砾岩（Q1），岩体较完整，泥砂质、钙质胶结或半胶结，砾岩强风化层厚1～3m，透水率小于3Lu，防渗墙底部未设帷幕灌浆，如图2。

图2 初设阶段古河槽地质剖面

3.2 技施阶段古河槽地质情况及防渗处理

工程实施之前为查明古河槽分布宽度和深度，于2011年10～12月针对古河槽进行了钻探补勘。在古河槽防渗轴线上布置4个钻孔，根据压水试验古河槽下伏的西域砾岩仅钻孔JK2第一段透水率值为20.56Lu，第2段为0.98Lu。钻孔JK3第1段到第3段的透水率值为7.55，6.96，5.38Lu，其余均小于5Lu。古河槽的深度与前期基本一致，但古河槽底部基岩透水率有所增大。

依据钻探补勘的成果，古河槽顶部高程1372～1400m，基本高于坝顶高程，防渗墙轴线上游距河谷150～240m，轴线下游侧古河槽分布偏向岸里，渗径较长，古河槽防渗墙最大深度36.5m，正常蓄水位1370m时，其底部最大水头33m，水头较低，对坝体下游渗透稳定影响不大。考虑主坝段防渗体底部基岩未做帷幕灌浆处理，古河槽防渗墙底部可参照主坝段的防渗型式。若阶地段古河槽砂砾石层底部基岩因局部段透水率稍大，而在覆盖层下基岩设置帷幕灌浆，古河槽防渗墙面积1万m2，预埋混凝土灌浆管的长度5000m，投资增加较大，占古河槽防渗处理投资的30%，也增加了施工难度。

综合分析，最终确定采用0.8m厚的混凝土槽孔防渗墙防渗，底部嵌入基岩0.5m以上，覆盖层下基岩不做帷幕灌浆处理。要求防渗墙施工前，应设先导孔，并取芯，确定岩石界限，根据岩芯情况最终确定防渗墙深度。

4 混凝土防渗墙施工

本工程于2013年6月施工，施工完成的古河槽防渗墙长391.15m，最大深度36.5m，施工最终完成的防渗墙面积10846m2。

5 结语

（1）古河槽防渗墙轴线上游距河谷150～240m，轴线下游侧古河槽分布偏向岸里，渗径较长，水头较低，对坝体下游及建筑物渗透稳定影响不大，防渗墙底部不进行帷幕灌浆。蓄水时应加强防渗墙的渗流监测，如发现渗流量较大，后期可从防渗墙顶部进行墙底部基岩的帷幕灌浆。

（2）在保证工程安全的前提下，防渗墙底部基岩不设置帷幕，节约工程投资。

参考文献：

［1］韩守都.二塘沟水库坝基混凝土防渗墙设计施工的技术难点和对策［J］.水利规划与设计，2015（1）.

［2］SL174—96，水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范［S］.

［3］SL274—2001，碾压式土石坝设计规范［S］.

［4］周晓明.混凝土防渗墙在土石坝防渗加固中的应用［J］.黑龙江水利科技，2014（12）.

［5］朱颖放.混凝土防渗墙的设计与施工［J］.河南水利与南水北调，2009（10）.