铜鼓县葛藤坳水库坝基渗漏稳定分析研究

任智鑫

（江西省水投建设集团有限公司，南昌 330001）

0 前 言

水库坝基渗漏及渗透是否稳定对水库大坝和整体水库工程的安全运行会产生直接影响。基于水源工程，尤其是应急备用类水源工程的功能和建设要求，需要保证水库坝基的建设质量，才能够更好地发挥水源工程这一基础设施的作用。结合铜鼓县应急备用水源工程葛藤坳水库的运行情况，探讨针对水库坝基渗漏及渗透稳定问题应采取的有效方法，推动水源工程的建设发展，为县域地区的供水安全提供保障。

1 工程概况

1.1 工程建设目的

铜鼓县应急备用水源工程葛藤坳水库坝址位于铜鼓县城西大沩山林场附近，距铜鼓县城约16km，属于武宁水支流大感桥水流域。拟建坝顶高程371.74m，坝高35.94m；水库正常高367m，水库P=5%的设计洪水位为369.51m，P=1%的校核洪水位为370.24m，总库容为97.3 万m3。

随着铜鼓县城社会经济的迅猛发展，县城城市总体规划已进行了较大调整，该区域在原有的范围以内规划了新的城区，城市供水区域和规模也相应增加，现有的水源工程已经难以满足整体的供水需求。结合实际情况来看，虽然县政府已在永宁镇西湖村润泉新建水厂，但由于润泉新建水厂上游是规划中铜鼓县商贸、金融、信息、办公、科技、文化、体育等的核心组成部分，还将新建蒙华铁路火车站[1]。工程建成后存在污水超标排放，河水污染的风险，对新水厂水质安全造成严重威胁。因而需要通过建设应急备用水源工程的方式，实现应急供水。

基于此，文章中选择的备用水源工程案例，具体包括葛藤坳水库工程和水库至水厂的输水管线工程。文章在进行研究的过程中主要针对葛藤坳水库工程来进行，具体包括葛藤坳水库大坝和取水口两个部分[2]。

1.2 工程建设环境条件

葛藤坳水库属武宁水支流大感桥水上游，水库坝址地理位置为E114° 14′ 59′′，N28° 29′ 15′′。坝址以上控制流域面积8km2，主河道长7.1km，主河道加权平均坡降为68.2‰。本工程所处区域属亚热带季风湿润气候区，气候温和，雨量充沛。流域内多年平均降雨量1 865.5mm，多年平均气温16.4℃，多年平均相对湿度为83%，历年最大平均风速为15 m/s，多年平均蒸发量E20=1 116.3mm。

2 水库坝基渗漏及渗透稳定问题的分析

2.1 坝基渗漏及渗透稳定的分析

坝基渗漏及渗透稳定问题是评价水库坝基的具体指标之一，对于水库坝基而言，长时间与水源接触会使得坝基受到水的侵蚀性影响，而岩体本身也会受到风化因素的影响。结合文章中的水库工程整体建设情况和环境条件来看，水库坝基岩体的透水性受岩体风化程度、节理裂隙发育程度及充填情况控制，能够呈现出明显的垂直分带性。

在对文章中的水库工程坝基情况进行勘查之后，发现水库坝基两岸近地表强风化岩体透水性强，其透水率一般10 ≤q ＜100 Lu，左岸局部＞100lu，岩体主要具中等透水性，局部具强透水性。弱风化层上部透水率一般为10 ≤q ＜100，一般具中等透水性；局部为480 ～585Lu，具强透水性。弱风化层下部透水率一般为0.57 ＜q ＜10 Lu，一般具弱～微透水性。微新风化：两岸微新风化层透水率一般为1 ≤q ＜5 Lu，为弱透水中、下带；河床部位一般为0.1 ≤q ＜1，具微透水性。

结合重力坝设计建造的相关规范，本工程最大坝高＞30m 属中坝，相对不透水层界线为q ≤5 Lu，防渗帷幕及其下部岩体的透水性要求q ≤5lu，即透水率≤5Lu。从总体来看，坝址区弱风化下部～微新岩石的透水性均较小，可作为相对不透水层。拱坝及重力坝相对不透水顶板高程及建基面面下透水性厚度如表1、表2 所示。

表1 拱坝相对不透水层顶板高程及建基面下透水层厚度

表2 重力坝相对不透水层顶板高程及建基岩下透水层厚度表

2.2 水库坝基渗漏及渗透稳定的判定

结合表中数据可以发现，坝基开挖后左岸坝基透水层厚度为13～14.5m，右岸坝基透水层厚度一般为5～11.6m，仅右岸局部厚度为零（ZK8 孔，厚度为0m）；河床部位透水层厚度为0.4～1.2m。坝基左右岸透水层其透水率一般为10 Lu≤q＜100 Lu，具中等透水性，局部q ＞100 Lu，具强透水性；在右坝端（ZK5 孔）建基面以下坝基透水层的透水率5 Lu ≤q ＜10 Lu，为弱透水上带；河床坝基透水层厚度较小，一般具中～强透水性；综上分析，拱坝及重力坝坝基均存在渗漏问题，应对坝基进行防渗处理。

具体而言，上坝线坝基开挖后左右岸透水层厚度大，河床坝基透水层厚度较小，因此坝基存在渗漏问题，应对坝基进行防渗处理，防渗工程量较大，不存在渗透稳定问题。下坝线坝基开挖后左岸坝基透水层厚度厚为13～15m，右岸坝基透水层厚度一般为6～11.6m，河床坝基透水层厚度较小，因此坝基存在渗漏问题，应对坝基进行防渗处理，不存在渗透稳定问题[3]。

3 水库坝型的选择

两坝型建基面高程、开挖深度、坝基渗漏及绕坝渗漏处理范围相当。拱坝左坝端切线方向与岩层走向夹角小，对拱座稳定不利；拱坝右坝端下游存在冲沟，存在缓倾角裂隙，对拱座稳定不利，沿拱坝端切线方向强风化层深厚，需采取工程处理措施[4]。

通过对水库坝基地质条件的分析，在考虑地质、施工管理、技术以及成本经济性等方面因素之后，文章中的水库工程主要选择混凝土重力坝型。其中，上坝线坝基为混凝土重力坝，坝顶全长107.60m，河床部位为溢流坝段，两岸为非溢流坝段。非溢流坝段顶高程379.67m，最大坝高37.17m，顶宽6.0m，上游坡369.50m 以上铅直，以下坡比1∶ 0.1，下游坡372.50m 以上铅直，以下坡比1∶ 0.7，坝基座落于弱风化基岩；溢流坝段采用开敞式实用堰型式，堰顶高程373.93m，堰后溢流面板坡比1∶ 0.7，溢流面末端设反弧段，反弧半径4.0m，消能方式为挑流消能，挑流鼻坎高程349.6m。

下坝线坝基也为混凝土重力坝，坝顶全长111.25m，河床部位为溢流坝段，两岸为非溢流坝段。非溢流坝段顶高程371.74m，最大坝高35.94m，顶宽6.0m，上游坡362.0m 以上铅直，以下坡比1∶ 0.1，下游坡364.50m 以上铅直，以下坡比1∶ 0.7，坝基座落于弱风化基岩；溢流坝段采用开敞式实用堰型式，堰顶高程367.0m，堰后溢流面板坡比1∶ 0.7，溢流面末端设反弧段，反弧半径4.0m，消能方式为挑流消能，挑流鼻坎高程344.10m。

4 坝基处理设计

1）帷幕灌浆∶根据勘查的水库现场地质资料，发现水库工程的坝基岩体节理裂隙发育情况，基岩单位吸水率＞5Lu，不满足坝基防渗要求。因此在坝基范围内布置帷幕灌浆一排，孔距2.0m，孔深深入相对不透水层以下4.0m。两坝肩按5 理容线与正常蓄水位交线进行控制。

2）固结灌浆∶固结灌浆布置在整个建基面上，呈梅花形布置，孔距和排距均为3.0m，孔深为6m。对于坝基排水孔的施工，以降低坝基扬压力为主要目的。在坝基灌浆帷幕下游设置主排水孔一排，孔距为3.0m，孔深为8m。按规范要求，在主排水孔下游10m 设副排水孔一排，孔距为3.0m，孔深为8m，在下游最高水位以上排出坝体。

5 水库坝基监测

对于水库工程的监测具体包括变形监测及环境量监测两方面内容。在变形监测中，水平位移采用视准线法进行监测，坝顶上设4个测点，在两岸各布置一个工作基点和一个校核基点；垂直位移采用精密水准法进行监测，各堰段垂直位移监测点与水平位移监测点共用。在环境量监测中，在取水口设1套超声波水位计，要确保能监测到最高和最低水位。在自计水位计旁边设搪瓷水尺，进行人工监测。

坝基是能够保证水库工程整体建设质量的重要施工部分，为防止水库坝基渗漏及渗透稳定问题对水库整体的质量产生影响，需要在加强监测的基础上，结合现场实际情况来判定水库是否存在坝基渗漏及渗透稳定问题的发生条件。在确定问题后及时采取坝基处理的措施，配合水库大坝设计的具体内容和要求，更好地提升水库坝基的建设质量。

6 结 论

综上所述，注重对于水库坝基渗漏及渗透稳定问题的预防和治理，能够有效保障水源工程的施工建设安全。结合铜鼓县应急备用水源工程葛藤坳水库的施工建设经验，在进行水库坝基加固和治理的过程中，需要结合当地的实际情况，在对现场进行勘查，明确水库坝基发生渗漏的原因之后，采取有针对性的措施来改善水库坝基的应用效果，以此来保障整个水源工程的安全运行。