大黑松沟水库防渗设计

摘　要：大黑松沟水库坝体渗漏严重，无法正常蓄水，坝体防渗采用混凝土灌注桩和旋喷桩相结合的方案，坝基采用帷幕灌浆进行防渗。

关键词：土坝、渗漏、防渗、帷幕灌浆
1  概述
　　大黑松沟水库位于头道松花江的二级支流大黑松沟河上，隶属吉林省白山市。坝址位于白山市江源区湾沟镇东北约5Km。
　　 大黑松沟水库于2001年动工兴建，2002年交付使用，使用过程中发现水库渗漏比较严重，无法满足正常蓄水要求。因此在2005年又进行了一次水库防渗处理，但处理后发现渗漏情况更加严重，至今尚无法蓄水。
　　工程等别为Ⅳ等，主要建筑物等级为4级。校核洪水位821.11m（P=0.33%），设计洪水位820.33m（P=3.3%），正常蓄水位819.0m，死水位811.2m。水库枢纽工程建筑物由土坝、溢洪道、输水洞等组成。
　　目前坝体渗漏非常严重，水库无法蓄水，库中水位813.26m时，就发现下游坝脚出现多处漏水点。当库中水位达到816m左右时，水库左岸下游坝坡出现大面积散浸现象，而且坝后坡在桩号0+030~0+090m之间出现多股明显的渗流发生，下游坝脚沿线均出现明显的渗水点。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2 大坝质量评价
2.1坝体质量评价
　　 坝体与坝基接触带无砼盖板，坝体填筑料质量差，由碎块石含粘性土[1-1]及块石[1-2]组成，局部坝段碎块石集中，分布无规律。其中坝桩号0+071.6～0+166.6m段坝基用块石[1-2]填平，块石上部覆盖0.3～0.5m未碾压碎块石含粘性土[1-1]，松散；0+010～0+027m、0+235～0+242.4m碎块石主要成分为页岩，局部有架空。钻探在0+071.6～0+166.6m处揭露块石[1-2]层，揭露厚度0.5～3.4m，块径以30～40cm为主。坝体(1-1)层根据25组锥探统计平均值为10.7击，为中密性土，局部有页岩密集架空及渗漏产生的渗流孔洞。
2.2 坝基评价
　　坝基由卵石(2-2)层、页岩(4-1)层及粉砂岩(4-2)层组成，卵石层厚0.9~3.5m，分布桩号0+032.0~0+170.4m，其下为强风化页岩及强风化粉砂岩。卵石(2-2)层平均渗透系数K=1.0×10-1cm/s，属强透水层，坝基存在渗漏问题。
　　卵石(2-2)层以下及两侧为页岩及粉砂岩均为强风化岩，岩体节理裂隙发育，节理角度以近垂直为主，岩石呈碎块状，页岩多呈薄片状，粉砂岩多为碎块状及短柱状。其中在桩号0+042.0m(0802孔)存在一组节理密集带。在基岩钻进过程中孔口多不返水或返水少，说明岩体渗漏严重，又经18段岩体压水试验，透水率一般为q=12.8~42.0lu，大者67.3Lu(仅在钻孔底部有两段压水吕荣值小于5Lu)，属中等透水岩体。因此坝基基岩存在渗漏问题。
3 水库防渗设计
3.1 土坝防渗设计
  （1）坝体防渗
　　针对水库目前的渗漏情况及近期工程地质的勘察成果,土坝防渗设计首先对坝体进行防渗，然后对坝基进行防渗。
　　坝体防渗自坝桩号0-001.254～0+250m段,长251.254m，防渗中心线距上游坝肩1.5m。坝桩号0+010～0+170m段坝体填筑材料从上至下依次为碎块石含粘性土、块石、砂卵石，根据填筑该段坝体材料的特殊性，采用混凝土灌注桩和旋喷桩结合的方案,混凝土灌注桩与旋喷桩交替布置，混凝土灌注桩（旋喷桩）中心距1.6m，混凝土灌注桩与旋喷桩之间中心距0.8m，混凝土灌注桩直径0.8m。根据《碾压式土石坝设计规范》土坝防渗体顶部不应低于非常运用条件的静水位，该水位即为水库校核洪水位，另根据洪水调节计算成果，水库校核洪水位为821.11m，因此灌注桩和旋喷桩顶部控制高程为821.2m。因在水库防渗过程中，坝体与坝基衔接部位的防渗处理尤为重要，为保障该衔接部位处理后能达到良好的防渗效果，同时也考虑便于坝基的帷幕灌浆，设计将混凝土灌注桩（旋喷桩）底部深入基岩1.5m。
  （2）坝基防渗
　　坝基帷幕灌浆在坝体防渗施工结束后进行，灌浆范围坝桩号0-016.254～0+260m，长276.254m。根据地质勘察成果，坝基透水率一般为12.8~42lu，最大达67.3lu，属中等透水岩体。坝桩号0-001.254~0+250m段自岩面起灌，坝桩号0-016.254~0-001.254m段自溢洪道泄槽底板顶高程起灌，坝桩号0+250~0+260m段自820m高程起灌。帷幕灌浆深度考虑基岩的透水率、渗漏量及结合工程投资，帷幕灌浆最大灌浆深度按1.0倍坝前水头控制，单孔灌浆最小深度不小于8m，灌浆孔距2.0m。
3.2 输水洞
　　本次设计对输水洞采用混凝土塞封堵，塞长6m，混凝土塞沿坝轴线方向的中心线与坝体防渗中心线重合。