某大坝坝基防渗处理效果检测分析

周开永

摘 要 某大坝坝基前期采取了帷幕灌浆，后又进行了固结灌浆，但因运行渐久，渗漏情况渐增。为保障大坝安稳运行，遂采取钻孔取芯以及压水试验等检测方法，对该大坝坝基的防渗处理成效予以了相应检测与分析，查摆出了问题，为大坝后续的维养处治提供了切实依据。

关键词 大坝坝基;防渗处理;处理效果检测分析

1坝基防渗的关键性

从直观上而言，大坝渗漏水致使水量损失，不仅会影响发电量，使经济效益降低，更为严重的问题是会引起砼冻融、冷冻和溶蚀，造成坝体结构破坏，减少大坝寿命，使其达不到预期的经济指标收益或者社会效益，并且还可能危及区域发展与民众生命、财产安全，遂应当正确重视大坝的防渗处治[1]。

2坝基防渗处理效果检测分析

2.1 项目简介

某中型水库以农业浇灌为主，同时兼顾发电、防洪、养殖等众多功用。大坝（非溢流段和溢流段）坝型为浆砌石置拱型填渣空腹重力坝，坝顶全长129.9m，坝顶高程121.15m，防浪墙顶高程121.9m，最大坝高40.95m，坝顶宽7.5m。该大坝坝址处为构造侵蚀中低山地形，坝址两岸山体基岩裸露、两岸山体基本对称，左岸山顶高程160m左右，岸坡坡角30～40°;右岸山顶高程140m左右，岸坡坡角30～40°，坡形平缓，河谷狭窄，为V字形河谷，阶地、漫滩不发育;谷底宽70m，河床宽约35m。坝基岩性为紫红色凝灰质砂砾岩，厚层、巨厚层状，浅变质、硅质、铁质胶结为主，少量泥质胶结，砂砾成分主要为火山熔岩、凝灰岩、石英、长石等，棱角状，磨圆度差，砾石粒径一般在2～5mm，最大可达20mm，分选性差。岩体受浅层变质作用，颗粒略呈定向排列，砂砾岩中砂砾分布不均，局部为砂岩。岩体新鲜完整，节理裂隙不发育，裂隙闭合，少量裂隙显见铁锈侵染状，岩体强度高，属较坚硬岩。坝基地质构造主要为小断层和节理裂隙为主。

2.2 坝基前期处理概况

1988年12月某大坝开工建设，清基时全部挖除了大坝坝基覆盖层，均开挖至弱风化岩体，并对结构面的泥膜洗刷干净，把光滑的结构面已做凿毛处理，消除了基岩突出较大的岩包、尖峰、棱角等，清除了基坑中残留的爆破松动岩块、碎渣，对基岩污垢做了冲洗，坝基基岩清洗干净并验收合格，结构上按设计要求基岩坡度倾向上游。由于坝基层间错动及节理裂隙较发育，局部岩体完整性较差，压碎带宽一般在10～30cm，最大宽达60cm，一般均按其寬度的1～1.5倍挖除构造岩等，进行回填砼处理。对于河床段的破碎带采用砼回填处理方法，局部进行降低建基面处理。大坝设计帷幕标准为q≤3Lu，孔深一般深入到相对不透水层q≤3Lu以下3m，帷幕采用单排，孔距2m，钻孔倾向上游10°。帷幕灌浆处理范围为桩号0-020.0～0+149.9共完成灌浆孔87个，灌浆总长度2095.99m，注入水泥量59582kg，平均每米注入量27kg，最大吸浆部位，水平廊道在桩号0+94.9，其值为4.8L/d，二层廊道在桩号0+111.25，其值为9.8L/d。水平廊道采用自上而下孔口封闭的分段灌浆法，其余孔采用自上而下分段灌浆法，灌浆段长在坝体砼与基岩接触段灌浆段长为2～3m，其余每个灌浆段长一般控制在5～7m，最大段长不超过8m。灌浆压力在坝体砼基岩接触段采用0.5MPa，以下每段岩石增加1m，灌浆压力增加0.03MPa。为提高坝基岩体的强度和完整性，对大坝坝基进行了固结灌浆处理，固结灌浆孔的布置为上游两排中深孔，孔深深入基岩8m，孔距、排拒为2m，孔倾向上游10°，其他为浅孔，孔深深入基岩6m，孔距、排拒为3m，孔向垂直，梅花形布孔。实际共完成398个灌浆固结孔，总进尺2602m，灌浆用水泥145.4T。

2.3 坝基防渗检测背景

大坝运行20多年来，未出现较严重影响运行的问题，但较为明显的是，大坝浆砌石空隙率逐渐偏大，下游坝面长期湿润有青苔密布，且有多处较明显的漏水点。当水位高于114m高程时，下游坝面桩号0+022～0+030段，高程92～96m范围集中渗水点5处，渗水成线;高程106m处有2个集中渗水点。水平廊道右侧出口桩号0+100～0+102段，高程92～94.7m范围内有多处渗水点;水平廊道左侧出口桩号0+033，高程84m处有两个集中射水点。廊道砼表面存在剥蚀和蜂窝麻面等现象，廊道内有裂缝多条;且局部有露筋现象;廊道内壁析钙严重，并有锈水渗出;廊道内排水孔析钙严重且有大量黄、白、黑色析出物流出。为了大坝安全，采用钻孔取芯检测以及压水检测等方法，对坝基防渗做了质量检测，并通过采取数据做了分析研究。

2.4 坝基防渗检测分析

（1）钻孔布置。大坝廊道及两坝肩共布置7个钻孔，分布如图1所示。

（2）试验检测。钻孔对帷幕灌浆进行质量检查，钻孔均布置于帷幕线上，各孔均位于帷幕灌浆孔中间部位。根据大坝坝基实际情况，随钻孔的加深由上向下分段进行压水试验。各试验段钻孔完毕后应及时将芯样取出，严禁超钻。压水试验前，须用清水将钻孔内岩粉彻底冲洗干净，然后通水试压对压力段管路、接头、止水栓塞等进行检查，确保整个管路水已充满，且在施加最大压力时管路及栓塞无下渗、无渗漏等情况，各计量仪表无异常。压水试验设备组装完成且检查无误后即可开展压水试验，试验时调整阀门稳压3～5min，观测压入流量数值，在流量值趋于稳定且五次读数的最高流量值与最低值相差<10%最终值即可结束本阶段试验，并取最终值作为计算值[2]。该大坝坝基各孔段压水试验结果如表1所示。

（3）检测结果。依据水利水电工程钻孔压水试验检测的相关标准要求，分段对各钻孔进行压水试验，河床段5个检查钻孔中基岩各孔段透水率均小于5Lu，大坝坝基经防渗处理后基本不存在渗漏及渗透破坏问题。大坝左右坝肩岩性表层为全、强风化砂砾岩，正常高水位以下基岩为弱风化砂砾岩，大坝施工时在左右坝肩进行了接触灌浆处理，CK7孔深0～15m段岩芯节理裂隙见有水泥浆充填。据大坝左坝肩钻孔CK4钻探资料，高程113.95～121.15m为砼刺墙，高程98.65～113.95m岩体透水率均大于规范要求，右坝肩钻孔CK7钻探资料，高程96.90～121.90m岩体透水率均大于规范要求，大坝左、右坝肩透水性较大。现场踏勘发现水位高于114m以上时，大坝左岸渗漏严重，在新建电站山体出现多处渗水点，水流成线状，漏水点高程约90m。大坝左右坝肩存在绕坝渗漏问题。

（4）分析评价。通过现场钻孔、抗压试验以及压水试验对某大坝坝基砼与坝基防渗处理效果做出如下评价：①大坝运行多年来，下部坝基防渗帷幕效果较好，基本满足要求，上部坝肩岩体风化较强部位在长期渗流作用下，防渗性能失效。②坝基岩性整体性较好，部分破碎，弱风化岩带较硬，裂隙较发育，岩体完整性主要为完整、部分较为完整。③通过对大坝廊道及两坝肩钻孔、采取钻探取芯抗压试验，基岩透水率大部分差别不大，但左右坝肩透水性较大，已大于规范范围，需要加强日常管理及观测，保证大坝正常运行。

3结束语

通过钻孔取芯、现场压水对某大坝的基础砼质量与大坝坝基处理成效开展相应检测分析，可切实反映出防渗帷幕的实际防渗成效。根据现实状况、检测结果，同时考虑坝基的抗渗性能、节理裂隙发育以及与规范比较的结果，得出该坝存有问题隐患，须对左、右坝肩砼及基岩渗漏处加强监测，并及时采取适当措施对隐患部位予以处治加强，谨防问题扩大，以保大坝安稳长久运行。

参考文献

[1] 水利水电工程钻孔压水试验规程：SL 31-2003[S].北京：中国水利水电出版社，2003.

[2] 大坝安全监测系统验收规范：GB/T 22385-2008[S].北京：中国标准出版社，2008.