融水县都沟水库主坝旧涵管堵漏及坝基防渗要点浅谈

熊红梅

广西桂林市全州县发电公司 广西全州 541500

1 工程概况

广西融水县都沟水库位于融水县城北西金鸡屯附近，坝址距离县城8KM，坝址区域地质位于广西九万大山穹褶带的南缘与桂中凹陷北部罗城断褶带北缘结合部，岩层走向多数为北东20 ～24°，山顶高程一般为250 ～322M，地形表现为西高东低，库区植被以灌木为主，少量为经济林，覆盖率低。

融水县都沟水库于1957 年建成，经多次续建、扩建、加固形成现状规模，最后一次除险加固于2011 年底完成。主要建筑物有主坝、副坝、溢洪道各一座，放水涵管两座、总库容438 万m3，有效库容364 万m3，是一座以灌溉为主，兼顾养殖等综合利用的小（1）型水库。从建成至今已有60 多年，从现有资料及了解的情况看，1970 ～2011 年分别进行过多次除险加固维修，2004 年除险加固设计将放水涵管输水改为隧洞输水，内外坝坡进行了修整，但坝体及坝基未作防渗处理，放水涵管和坝基漏水量大于0．1 个流量，导致水库至2010 年仍不能蓄水。2010 年融水县都沟水库作为全国重点病险加固工程，作了最后一次加固处理，主要加固内容是：主坝旧涵管封堵灌浆、主坝高压旋喷灌浆、主坝坝基帷幕灌浆、封孔回填、主坝下游排水堆石棱体维修及棱体排水涵改建等工程[1]。

2 选用的主要施工方案及原因

该工程的主体工程施工项目有：主坝旧涵管封堵灌浆、主坝高压旋喷灌浆、帷幕灌浆、封孔回填等。

在施工方案上各参建方在一起经过认真的分析和探讨，最后选择了如下施工方案：先进行旧涵管封堵，再进行大坝旋喷灌浆，最后进行帷幕灌浆，理由是：旧涵管漏水是水库的质量通病，因为旧涵管本身是水流通道，水流冲刷了旧涵管进水口周边及旧涵管内壁周围，由于当时修建水库时技术条件制约及旧涵管是浆砌石建成的，旧涵管进水口周边及旧涵管内壁周边容易受到损伤，导致水流渗透进旧涵管周边土层，土粒被水流带走，久而久之形成漏水通道，如果不及时治理，最大的危害是造成溃坝的危险。先针对小范围漏水治理，处理好旧涵管漏水问题后，再针对大坝土层用高压旋喷的方法进行固结，防止坝内的水从大坝弱土层渗透。因为大坝建成以后一直无法正常蓄水，说明大坝不只是旧涵管漏水、坝基漏水而且坝体也严重漏水，高压旋喷的目的就是利用高压将土体切割后，浆液在切割范围内与土粒均匀搅拌混合并按一定的浆土比例和质量大小，有规律的重新排列，浆液与土粒混合体凝固后，便在土层中形成一个高强度固结体从而达到防止坝体漏水的目的。由于大坝坝址处于古老地层，岩石风化破碎强，节理裂隙发育，而且联通性较好，水流有可能从坝基岩石孔隙中渗漏，所以最后进行帷幕灌浆。帷幕灌浆的目的是将浆液灌入岩体或土层的裂隙、孔隙，形成连续的阻水帷幕，以减小大坝地质层渗流量和降低渗透压力的灌浆工程[2]。

因为该工程的主要漏水通道在旧涵管及旧涵管两侧，同时主要的技术难点也是旧涵管及旧涵管两侧的充填灌浆，所以以下重点阐述该工程旧涵管及旧涵管两侧的充填灌浆技术问题。

3 旧涵管充填灌浆主要施工方法

3.1 灌浆范围

沿旧涵管轴线设置一排孔，旧涵管两侧距离轴线1 米各一排孔，共三排孔，先对旧涵管中轴线孔进行钻灌，然后左右灌浆孔进行钻灌；分二序进行，一序孔孔距3 米，二序孔孔距1．5 米，钻灌孔孔深要求超过旧涵管基础深0．5 米。

3.2 防渗标准

注水试验透水系数k 小于3*10-5cm 每秒。

3.3 钻孔方法

选择4 台UX-150 型油压式地质钻机，孔径110mm、孔位偏差不大于10cm，偏斜率不大于孔深的1%，钻孔时遇个别塌孔情况则根进护壁套管，钻孔顺序与灌浆次序紧密配合，当一批钻孔钻进完毕后，随即进行灌浆。钻孔次序则以逐渐加密钻孔数和缩小孔距为原则。因钻机处在坝坡，钻机需要设平台，防止发生安全事故。在孔位布置时按梅花型布置，防止串孔。

3.4 制浆方法及要求

制浆材料采用水泥粘土浆材，普通硅酸盐42．5R 水泥，浆液要求流动性好，便于灌于缝隙中，析水性好，便于较快固结排水；收缩性好，便于更好地与坝体结合。

浆液材料配比为：水泥：干粘土：水=1:9:10，拌制浆液分二级，一级拌浆桶搅拌水泥浆液，二级拌浆桶搅拌粘土浆液，要先拌制水泥浆然后在水泥浆液里加入粘土浆液，然后浆液进入灌浆管进行灌注。这样做防止产生严重的絮凝现象；如遇特殊情况可按比例在粘土浆液桶里加入水玻璃，配比为：水泥：干粘土：水：水玻璃=1:9:10:0．056。

3.5 灌浆压力

第一次灌浆压力0．1MPA，第二次灌浆选用三个孔做灌浆压力试验，然后根据试验结果进行灌浆。

3.6 灌浆

孔距由稀到密分序分布，灌浆时先灌每排的一序孔，后灌二序孔，浆液由稀到浓，逐级进行，灌浆压力由小到大，少灌多复。灌浆间隔时间：一序孔二序孔间隔时间最小不小于5 天，每孔需进行5-8 次的复灌，复灌的间隔时间不小于3 天。

3.7 灌浆特殊情况处理

在旧涵管充填灌浆过程，发现都沟水库旧涵管空洞点、漏水点主要集中在大坝迎水面旧涵管的两侧及进水口附近。因为水库是在大跃进时期修建的，受当时的技术力量及施工条件的限制，水库运行后坝背水坡脚漏水就相当严重，长期以来蓄水高程从未达到设计高程，长期的漏水使旧涵管的两侧已被水流淘空，坝内暗流纵横交错，在施工钻孔过程中掉钻情况发生有二十几处，并且有的长达3m；在灌浆时采用了无压、浓浆、水玻璃加量、限流、限量、间歇性灌浆等方法都无法解决浆液被漏水带到下游河流中去现象。

最后采用了漏浆后面封堵的方法，仅堵旧涵管灌浆时漏浆通道，因为在本水库旧涵管两侧漏水、坝基漏水、坝体漏水，这三部分漏水的情况下，且在库水位保持不变的情况下，后堵仅堵漏浆通道，是不会影响大坝安全的。具体做法是：在大坝背水坡坡脚漏浆液的地方用棉胎堵住，使漏出的浆液转变流向，迫使浆液流向坝内的漏水暗道并沉淀和凝结，同时在粘土搅拌桶里置换一些比重比较大的石粉和一些比重比较轻的木粉再加入一些棉花丝，加入棉花丝时不能一下子放入，需要一个人站在搅拌桶旁一丝一丝放入，保证棉花丝在进入流水通道时被挂在途中堵住缝隙，同时加大速凝剂用量。原理是：石粉能沉淀不容易被水流带走，木粉及棉花会浮在表面，与浆液一同流走可充填细小的孔隙。在灌浆的同时加速凝剂，以加速水泥浆液的凝结速度；并派专人在坝坡脚观察，并同时在漏浆的地方不断地用棉胎堵漏。这个方法不能采用规范的少灌多复法，而是要一次到位，要不停地灌，直到坝背水坡脚漏浆液浓度同配比浓度（这说明这一个漏水通道已基本堵住了）然后再按相同的方法不停地灌，直到不漏且形成灌浆压力才停灌，最后按照施工规范用少灌多复的方法进行充填灌浆灌注该孔[3]。

为了防止旧涵管两侧再次发生腮离形成新的漏水通道，在旧涵管进水口两侧加密加宽充填灌浆。

4 灌浆工程效果检查

工程施工结束以后，经过广西水电科学研究院检测旋喷灌浆部分防渗体渗透系数、旧涵管充填灌浆防渗体渗透系数达到设计要求及坝基帷幕灌浆防渗体试验段透水率达到设计要求。最后进行水库关闸蓄水试运行，经过观察，水库日进水量与水库水量日增长水量基本保持一致，这证明水库已经正常运行了。该水库本次加固和治理方案和方法达到了预期的效果。这个经历过无数次加固的、并在水利部挂号的病险水库终于治理好了，并划上了一个完美的句号。

5 结语

目前，我国许多大中小型水库处于超级服役阶段，这些水库大多是在建国初期修建的，受当时的技术力量及施工条件的限制，病情、险情非常严重，这些水库大多是土石坝，这些坝在长期运行中因各种原因形成渗透、渗漏现象比较普通，影响大坝的安全运行，大部分的水库需要进行防渗加固处理，而灌浆法是最直接最简单也是最有效的方法，而面对水库大流量漏水的情况，本工程的特殊处理方法是值得借鉴的，这样的特殊方法灌浆，设备简单、操作方便、效果显著、造价较低、实用性强值得在类似工程中推广。