洛阳村水库坝基工程试运行中的困境及有效对策论文
1 工程概况
洛阳沟水库是为陕西延长石油延能化公司综合管理区供应2 000 人日常生活用水的工程，位于陕西富县富城镇洛阳村洛阳沟，洛阳沟内地表水由山泉水和基岩裂隙水汇集而成，本工程在沟内拦坝蓄水。
1. 1 工程施工情况重力式溢流堰正常水位 892. 72（ 堰顶标高） ,坝基顶标高889. 92,坝基底设计标高 889. 77,溢流堰坝体采用 C20W6F200 抗冻混凝土； 溢流堰为开散式； 蓄水库区面积达 2 500 m2左右，蓄水量达 6 300 m3左右。
1. 2 施工情况
1） 本工程开挖施工前，在坝轴线上游约 20 m 处，堆叠临时沙袋用以阻断溪流蓄水，并放置潜水泵，用软管将蓄水绕过施工现场排放至下游。
2） 首先清除蓄水区河床上覆淤泥、冲洪积卵石层； 开挖至设计标高时靠山体部分为基底岩石，靠黄土坡体侧部分为软土层，存在地基不均匀沉降隐患。对软基部分全部挖除，直至岩石层。
3） 蓄水区西侧山体出现裂缝漏水，对该处靠近山体坡跟位置砌筑 24 砖墙，砖墙与岩石山体之间根部采用 C20 混凝土泵送对底层浇筑，上部采用砂加碎石进行回填并作 C20 混凝土压顶，砖墙内侧及底部满铺复合土工膜。
4） 冲洗蓄水区石质岩面，用浆砌片石将蓄水区底面找平后，在库区满铺一层 30 cm 厚碎石（ 规格 30 mm ~70 mm） ,用 25 t 震动压路机来回碾压密实后，再满铺 10 cm 厚中粗砂 + 复合式土工膜； 复合土工防渗膜（ 二布一膜） 为 500 型，厚度不小于 0. 25 mm.蓄水区域纵剖面示意图见图 1.铺设复合土工膜时，首先要用 10 cm 厚中粗砂夯实并找平基面，然后再铺设土工膜； 土工膜不得绷的过紧，两端埋入土体部分呈波纹状，最后在所铺的土工膜上用细砂铺一层10 cm 厚过渡层，其上砌 20 cm 厚块石作防冲保护层，施工时避免块石直接砸在土工膜上，边铺膜边进行保护层施工； 复合土工膜与周边结构物连接应采用膨胀螺栓和钢板压条锚固，连接部位要涂刷乳化沥青（ 厚 2 mm） 粘结，以防该处发生渗漏。与坝体相接时，将复合土工膜预留 50 cm,待坝体修建时压进 C20 混凝土防渗墙； 复合土工膜的接缝处理采用搭接（ 搭接宽度宜大于 150 mm） .
5） 开挖溢流堰坝体底部至设计标高后发现其地基下伏软基层，且局部渗水，我们采取对软基部分全部挖除，直至岩石层； 溢流堰挖除软基部分用 30 mm ~70 mm 碎石回填，利用蛙式打夯机打压密实至设计标高； 在施工过程中溢流堰底部出现渗水，采用1 m × 1 m C20 混凝土沿溢流堰根部通长浇筑。
6） 溢流堰施工完成后，对上游溪流进水口临时土质蓄水坝开挖拆除，并在上游铺设 6 根（ DN600） 水泥涵管作为通水管道，管道上部回填土石作为进山道路。
2 工程试运行中存在的问题与原因分析
2014 年 9 月 12 日 ~ 16 日期间水库蓄水试水运行时，发现坝基下出现大量渗漏水，上游溪水进水入不敷出，蓄水溢不出溢流堰顶部，也就意味着水库起不到蓄水作用。9 月 16 日经参建各方现场协商议定后，在上游进水口继续放置潜水泵，用软管将蓄水绕过施工现场排放至下游，水库开始放水，直到 9 月 18 日放水排干蓄水区完毕。
2. 1 渗漏原因坝基渗漏使水库发挥不了作用且增大对坝底的扬压力，还可能引起坝基岩土体潜蚀，导致坝基失稳。经现场踏勘分析确定：洛阳村水库坝基渗漏主要类型为： 孔隙性渗漏、裂隙性渗漏两种情况。孔隙性渗漏是因坝基底部埋设的碎石孔隙产生的渗漏； 裂隙性渗漏是通过蓄水库区页岩加砂岩岩石节理、裂隙产生的渗漏。
2. 2 地形、地貌分析洛阳村水库库址处于河谷狭窄，喇叭形河谷上游窄谷，下游宽谷，谷坡高陡地区； 谷底主要分布淤泥、砂砾石层，下伏基岩系风化页岩加片岩，易发生坝基渗漏； 库区周围山体单薄、邻近又有低谷或洼地、存在连通库区和临谷的渗漏通道。当低谷底面标高低于水库水位时发生渗漏，且河谷切割越深，则位差越大，渗流量越大。
2. 3 岩性状况分析
1） 松散岩层： 松散岩层的渗透性取决于孔隙度、密实度。溪流上游河床覆盖层由淤泥和下伏风化砂岩加页岩组成，渗透性较大，连通好； 下游，河床覆盖层以细颗粒为主渗透性相对减弱，且蓄水库区透水层上分布有足够厚度连续粘土层，具有防渗作用。
2） 非可溶性岩： 渗透性取决于地质构造的发育情况、岩体中结构面的发育程度以及充填物。洛阳村水库右侧临山体，库区蓄水区下伏风化页岩加砂岩，结构面十分发育，规模大的断层，较破碎的节理密集带，且顺河向贯通坝址上下游； 左侧临黄土坡体渗透性差。
3） 结构面的类型： 蓄水区地层岩性为结构松散的砂砾岩、页岩加砂岩（ W3,W4,W2） 强弱风化，层理、节理发育，岩芯呈碎块状及短柱状，锤击易碎； 砂岩呈中细砂粒状结构，局部加砂岩； 无隔水层： 必渗。
2. 4 地质构造状况具有连通水库内外的不整合面、裂隙带、断层，特别是断层破碎带的存在，都是水库坝基渗漏的主要原因。
2. 5 水文地质状况承压水： 施工前库区尚有承压水露头时，施工后泉水口高程低于水库水位。
综上分析，洛阳村水库坝基孔隙性渗漏、裂隙性渗漏是造成坝基漏水的主要原因。
3 防渗措施
控制坝基渗漏的方法很多，根据实际情况针对不同部位选取不同措施，多管齐下综合治理。
1） 遵循的原则： 尽量减少渗漏量； 提早释放渗透压力； 防止渗透持续破坏。
2） 具体是： 为减少坝基渗漏量及确保溢流堰坝体安全，可在坝前上游用水平铺盖进行处理，这样做可以增加渗径（ 若水平铺盖长 x,则坝底宽度相当于 L + x） ,降低水力梯度，从而可以减小单宽流量 q; 经参建各方群策群力议定： 采取对进水口区域施作竖直混凝土截水墙、水库蓄水区域采用防水柔毡覆盖、对蓄水库区左右岸进行防渗处理、对溢流堰坝基根部裂隙孔洞进行注浆等综合治理措施。
4 实施情况
结合地形、地质条件对库区存在渗漏问题进行了全面分析和现场踏勘，决定采取以下防渗工程措施。
4. 1 竖直混凝土截水墙
对溪流进入库区位置，清除淤泥后，沿左右两岸横向开挖混凝土截水墙（ 50 cm 厚 ×1 140 cm 长 ×180 cm 深） ,混凝土截水墙底部开挖至不透水岩层上，浇筑混凝土前对靠蓄水区面（ 内面） 沿坑底横向满铺柔毡并预留 100 cm,待后续与库区柔毡搭接； 此举是截断进水口区域进水下渗沿着库底基岩裂隙出漏。
4. 2 蓄水库区底部采用柔毡铺盖防渗
对蓄水区、左、右坝肩范围内大范围面积采用柔毡铺盖防渗，在全面铺设柔毡时，关键是接头一定要搭接好； 周边固埋措施要得当。
4. 3 蓄水库区山体侧（ 蓄水区左岸） 防渗
蓄水区左岸山体岩面出现裂缝漏水，对该处靠近山体坡跟位置砌筑 24 砖墙，砖墙与石山之间下部采用 C20 混凝土泵送对底层浇筑，上部采用碎石、砂进行回填并作 C20 混凝土压顶，砖墙内侧及底部满铺复合土工膜。
4. 4 蓄水库区黄土坡体侧（ 右岸） 防渗
蓄水库区黄土坡体侧（ 右岸） 岸坡施作 M7. 5 水泥砂浆浆砌片石护坡（ 基础部分为 M10 水泥砂浆浆砌片石基础） 长 70 m,护坡厚度 30 cm,角墙基础 100 cm 高 ×80 cm 宽。施工时，先将坡面削齐、角墙基础开挖至未风化基岩面深度、人工 + 蛙式打夯机夯实后，然后在底面垫上一层 3 cm ~ 5 cm 的水泥砂浆，再砌筑30 cm 厚浆砌块石； 砌体要求平整、稳定、密实，坐浆及竖缝砂浆填塞要饱满密实，竖缝填塞砂浆应插捣至表面泛浆为止，勾缝水泥砂浆采用 P. O42. 5 水泥、灰砂比为 1∶ 2,勾缝完成后覆盖保水养护7 d.
4. 5 对溢流堰根部进行注浆
对溢流堰坝基根部重点是找出渗水点或裂缝，进行钻孔，采用化学注浆技术，堵住渗水点部位。具体如下：
1） 注浆材料选用： 注浆堵漏采用的`材料为水溶性聚氨酯，由甲苯二异氰酸酯和水溶性聚醚进行聚合反应而成的高分子化合物。该材料是一种淡黄色低粘度，单组分合成高分子聚氨酯材料，形态为浆体，遇水产生交联反应，发泡生成多元网状封闭弹性体的特征。当它被高压注入到裂缝结构延展直至将所有缝隙填满（ 包括肉眼难以觉察的 0. 015 mm 微缝） ,遇水后（ 注水） 伴随交联反应，释放大量二氧化碳气体，产生二次渗压，高压推力与二次渗压再次将弹性体压入并充满所有缝隙，达到止漏目的。
2） 具体施作环节： a. 清理： 详细检查、分析渗漏情况后确定灌浆孔位置及间距。清理作业区，确保表面干净。然后钻孔、埋注浆嘴，使用钻孔工具（ 钻头直径为 14 mm） 沿坝基根部横向通长按30 cm ~ 40 cm 间距钻孔。b. 灌浆： 使用高压灌浆机向灌浆孔内灌注化学灌浆料。单孔逐一连续进行。当相邻孔开始出浆后，保持压力 3 min ~5 min,即可停止本孔灌浆，改注相邻灌浆孔。待所有的孔都灌完后，回到先前第一个灌浆孔，再次灌浆以保证压力最大化。墙面灌浆顺序则为由下向上； 待所有的孔灌完后同样也是回到先前第一个灌浆孔回灌一次。c. 拆嘴： 灌浆完毕 24 h,确认不漏后即可去掉外露的灌浆嘴； 清理灌浆作业区域溢漏出的浆液； 灌浆可以从深层至表层完全密实，很好的堵塞所有孔洞、缝隙。
5 效果评价
通过在上游进水口设置竖直混凝土防渗墙、蓄水库区山体侧（ 左侧） 采取砖墙护体、对库区右岸黄土岸坡采取浆砌片石护坡、蓄水区基底区域采用柔毡铺盖防渗，对溢流堰根部进行注浆； 多种防渗措施多管齐下，综合治理彻底杜绝了洛阳村水库溢流堰坝基渗漏问题，经过一年多的运行证明上述方案切实可行，效果良好。
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