群孔壓水試驗在松山大壩防滲檢測中的應用

李長順，康家亮，梁大明

(中水東北勘測設計研究有限責任公司，吉林長春 130021)

1 概述

松江河水電站松山大壩為面板堆石壩，壩基巖石為中等風化安山巖。壩頂高程713.80m，最大壩高80.80m，壩長258.00m，大壩趾板長353.99m，寬6.00m。

本次在松山大壩27號趾板單元所做的群孔壓水試驗共布置3個鉆孔，施工檢測分兩步進行：1）先打下游觀測孔，再打上游檢測孔做壓水試驗，同時觀測下游孔的水位變化情況。2）上述試驗完成后打主帷幕檢查孔做壓水試驗，同時觀測上、下游2個孔的水位變化情況。鉆孔布置見圖1。

圖1 27號趾板單元帷幕群孔壓水試驗檢測鉆孔布置圖

2 壓水試驗主要技術要求

1）天然水位觀測。壓水試驗前要準確量測天然水位。

2）壓水設備安裝與下置。栓塞長度不小于孔徑的7倍，記錄好壓力表高出地面的數據。

3）試段長度。第一段為基巖下2.00m，以后每5.00m一段。

4）壓水壓力與壓力階段。第一段均采用0.5MPa，以下段的壓水壓力、主帷幕檢查孔均采用1.0MPa，上游檢測孔均采用0.80MPa；壓力階段均采用一個壓力階段。

5）壓水時帷幕上、下游側孔水位升高觀測。壓水時帷幕上、下游觀測孔水柱升高值大時，接管安壓力表觀測；水柱升高小時直接觀測或卸壓力表在管內實測。水位升高觀測，每10min觀測1次，觀測穩定時間一般為1h。

6）壓水流量觀測。壓水時每10min記1次流量，觀測流量穩定時間一般為1h。

3 檢測標準

1）按設計要求各壓水段基巖滲透性指標透水率 q≤0.03L/（min·m·m）。

2）根據有壓水流經帷幕前-帷幕-帷幕后滲流水頭損失，求得水頭差之比ΔXS=Hx/Hs，式中：Hs為上游壓水時水頭，采用大壩最大工作水頭60m；Hx為下游觀測時水頭，按4種情況分別取Hx的1/2，1/5，1/15，1/60,求得相對應的水頭差之比ΔXS值依次為 50%，20%，6.7%，1.7%時，其上、下游之間水力聯系情況按設計規定的連通性指標判定標準為：ΔXS＞50%為連通性極強；50%≥ΔXS≥20%為連通性強；20%≥ΔXS≥6.7%為連通；6.7%≥ΔXS≥1.7%為連通性弱；ΔXS＜1.7%為連通性微弱。

4 檢測結果

4.1 壓水試驗檢測結果

4.1.1 27號趾板單元上游檢測孔壓水試驗檢測

27號趾板單元上游檢測孔 (ZWJ27-1-上)壓水試驗檢測結果見表1。

從表1可以看出，27號趾板上有付帷幕檢測孔共做壓水試驗9段，其透水率值在0.001～0.014L/（min·m·m）之間，均小于 0.03L/（min·m·m），質量合格。

4.1.2 27號趾板單元主帷幕檢查孔壓水試驗

27號趾板單元主帷幕檢查孔（ZWJ27-1）壓水試驗成果見表2。

從表2可以看出，主帷幕檢查孔共做壓水試驗 9段，透水率值在 0.001～0.002L/（min·m·m）之間，均小于 0.03L/（min·m·m），質量合格。

4.2 水力聯系情況檢測

4.2.1 27號趾板單元上游檢測孔與下游觀測孔水力聯系情況

27號趾板單元上游檢測孔與下游觀測孔水力聯系情況見表1。

從表1可以看出，孔深 22.00～27.80m，22.00～27.80m，上游付帷幕檢測孔壓水時，下游觀測孔水位上升分別為2.28m，3.39m，水頭差之比ΔXS值分別為2.83%，3.84%，為聯通性弱；其余孔段上游檢測孔壓水時，下游觀測孔水位上升0.04～0.32m，水頭差之比ΔXS值為0.05%～0.62%，均為聯通性微弱。

4.2.2 27號趾板單元主帷幕檢查孔與上游檢測孔水力聯系情況

27號趾板單元主帷幕檢查孔與上游檢測孔的水力聯系情況見表2。

從表2可以看出，孔深37.9～42.0m，主帷幕檢查孔壓水時，上游付帷幕檢測孔水位上升1.79m，水頭差之比ΔXS值為1.74%，為聯通性弱。其余孔段，主帷幕檢查孔壓水時，上游付帷幕檢測孔水位升高值為0.04～0.69m，水頭差之比ΔXS值為0.08%～0.68%，均為聯通性微弱。

4.2.3 27號趾板單元主帷幕檢查孔與下游觀測孔水力聯系情況

27號趾板單元主帷幕檢查孔與下游觀測孔水力聯系情況見表2

從表2可以看出，孔深37.90～42.00m，主帷幕檢查孔壓水時，下游觀測孔水位升高1.85m，水頭差之比ΔXS值為1.79%，為聯通性弱；其余孔段，主帷幕檢查孔壓水時，下游觀測孔水位升高值為0.06～0.84m，水頭差之比 ΔXS值 為0.06%～0.83%，均為聯通性微弱。

表1 27號趾板上游檢查孔與下游觀測孔水力聯系情況匯總表

5 結語

1）壓水試驗成果表明，基巖灌漿形成帷幕后滲透性指標透水率值均小于 0.03L/（min·m·m），滿足設計要求。

2）各部位基巖段之間水力聯系情況按設計規定的連通性指標標準判定多為連通性微弱，只在局部為聯通性弱。

3）經群孔壓水試驗綜合分析，并結合巖芯水泥結石膠結充填情況觀察，27號趾板單元灌漿帷幕總體防滲效果良好。

4）檢測巖體灌漿形成帷幕后的防滲效果，采用群孔壓水試驗方法是可行有效的。此方法簡單易行、效果顯著。

表2 27號趾板主帷幕檢查孔與上游檢測孔、下游觀測孔水力聯系情況匯總表