勝利油田平原水庫(kù)防滲措施淺析

張波峰

【摘要】勝利油田自上世紀(jì)八十年代以來(lái)，在黃河三角洲地區(qū)共興建了9座大中型平原水庫(kù)，總庫(kù)容約3.24億立方米，圍壩總長(zhǎng)約112公里。在水庫(kù)建設(shè)、運(yùn)行管理中，針對(duì)水庫(kù)壩基、壩體防滲措施不斷進(jìn)行探討。

【關(guān)鍵詞】勝利油田；平原水庫(kù)；防滲

勝利油田的平原水庫(kù)，均建設(shè)在黃河河口沖積層和濱海沉積層地基上，筑壩土料就地取材，強(qiáng)度低，滲流穩(wěn)定性差，成為制約水庫(kù)建設(shè)、管理的難題之一，早期建設(shè)的幾座水庫(kù)，不同程度存在滲漏問(wèn)題。油田水利工作者，結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，在平原水庫(kù)建設(shè)和運(yùn)行管理工作中，針對(duì)水庫(kù)大壩的防滲措施，進(jìn)行了不斷探索，積累了一些經(jīng)驗(yàn)，下面以孤東水庫(kù)、耿井水庫(kù)、純化水庫(kù)為例做簡(jiǎn)要介紹。

1、孤東水庫(kù)增容與除險(xiǎn)加固

孤東水庫(kù)庫(kù)容1785萬(wàn)立方米，為湖泊式中型地上平原水庫(kù)，1985年5月開(kāi)工興建，1997年12月，水庫(kù)增容加固工程竣工。

1992～1993年，針對(duì)局部壩段、壩腳有砂沸現(xiàn)象，先后在東南西壩進(jìn)行約5000m長(zhǎng)的垂直鋪塑截滲處理，襯塑底高程-1.0m、頂高程7.0m。1997年3月，在實(shí)施水庫(kù)大壩加高增容加固前對(duì)原圍壩K7+955—K4+900壩段補(bǔ)充或重作襯塑處理，襯塑底高程-1.0m、頂高程7.0m。1998年1月，水庫(kù)增容后水位達(dá)到6.0m，個(gè)別壩段外坡壩腳出現(xiàn)流土，在此段130m長(zhǎng)的壩腳溝內(nèi)填30cm厚中砂，上蓋350g/m2土工布，再填壓30cm厚石子，形成壩腳返濾排水棱體，但外壩腳仍然有流土現(xiàn)象。2005年進(jìn)行壩體袖閥帷幕灌漿工程。施工壩段：k0+038—k0+320、k1+025—k1+300，累計(jì)灌漿373孔（含灌漿試驗(yàn)孔、補(bǔ)灌孔）。在后續(xù)的引蓄水工作中，工作人員發(fā)現(xiàn)k0+198、K0+230有明顯滲漏點(diǎn)，滲點(diǎn)高程為3.252米。2008年8月，油田委托國(guó)家專業(yè)單位根據(jù)大壩原型監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)孤東水庫(kù)進(jìn)行安全鑒定，結(jié)論是：孤東水庫(kù)大壩滲流控制存在嚴(yán)重隱患，大壩屬于“三類壩”，水庫(kù)為病險(xiǎn)庫(kù)，應(yīng)予除險(xiǎn)加固。可見(jiàn)垂直鋪塑防滲、修建反壓反濾平臺(tái)、袖閥帷幕灌漿等截滲加固措施效果都沒(méi)有達(dá)到預(yù)期效果。

2、耿井水庫(kù)

耿井水庫(kù)圍壩為碾壓式均質(zhì)土壩，設(shè)計(jì)庫(kù)容2000萬(wàn)立方米，圍壩總長(zhǎng)7.72km，水庫(kù)上游護(hù)坡形式為干砌片石+土工布+中砂濾層+土體，坡比為1：3，上游壩肩設(shè)漿砌石防浪墻。下游為草皮護(hù)坡，坡比為1：2.5。

壩內(nèi)設(shè)中粗砂墻排水，以降低壩內(nèi)浸潤(rùn)線，減小滲透壓力，增加下游壩坡的穩(wěn)定性。砂墻設(shè)在壩軸線下游6.5m處，厚度為1.0m，墻底高程3.25m，墻頂高程為8.0m，排水體順壩軸線每隔100米設(shè)一條橫向（垂直壩軸線）碎石排水體，上游端伸入砂墻，下游端通向下游壩腳排水溝。

自1990年蓄水以來(lái)，水庫(kù)大壩狀態(tài)良好，國(guó)家權(quán)威鑒定機(jī)構(gòu)鑒定為一級(jí)壩。日常的浸潤(rùn)線觀測(cè)表明，壩體的排水砂墻達(dá)到了設(shè)計(jì)的目的，起到了降低浸潤(rùn)線的作用。但近幾年由于壩腳排水溝清理不及時(shí)，水庫(kù)周圍興建其他工程等原因，壩體的排水管約30處淤堵，砂墻的導(dǎo)滲降壓作用在減弱，對(duì)水庫(kù)大壩的安全運(yùn)行造成了威脅。

3、純化水庫(kù)

純化水庫(kù)圍壩是軟土地基上壩高最高的均質(zhì)土壩，水庫(kù)圍壩總長(zhǎng)7671.71m，壩型采用碾壓式均質(zhì)土壩；壩頂高程為18.0m，水庫(kù)蓄水深度為10.0m，水庫(kù)總庫(kù)容3341.49×104m3。水庫(kù)工程采用了環(huán)水庫(kù)圍壩垂直鋪塑并有水平鋪塑與壩坡復(fù)合土工膜相接的聯(lián)合防滲體系（見(jiàn)圖2所示）。減少了滲漏損失，降低了浸潤(rùn)線高度，保證了水庫(kù)圍壩的穩(wěn)定。經(jīng)過(guò)16年的運(yùn)行觀測(cè)，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，效果良好。可見(jiàn)，復(fù)合土工膜防滲斜墻、垂直鋪塑截滲是有效的防滲措施。

4、幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)

4.1 常規(guī)的防滲技術(shù)有灌漿和防滲墻等。灌漿是用專門的機(jī)具，利用壓力將漿液注入巖土空隙或裂縫，在地層中形成阻水帷幕，以提高其抗?jié)B性能。灌漿一種常見(jiàn)的垂直防滲措施，應(yīng)用廣泛，適用各種土質(zhì)。灌漿的效果主要取決于漿液與巖土的結(jié)合程度，一般來(lái)說(shuō)，灌漿的耐久性較差，所以每隔一段時(shí)間就需要重復(fù)灌漿。防滲墻常見(jiàn)的有垂直鋪塑、粘土防滲墻、混凝土防滲墻、水泥攪拌樁防滲墻。垂直鋪塑適用條件苛刻，比較適合均質(zhì)砂土層，應(yīng)用范圍受到限制。水泥攪拌樁防滲墻受技術(shù)約束，成樁強(qiáng)深度不宜超過(guò)18m，適用于淺層防滲處理。從國(guó)內(nèi)實(shí)踐看，混凝土防滲墻效果最好，是可靠程度最高的防滲措施。

4.2 從孤東水庫(kù)幾次除險(xiǎn)加固的效果看，要想根治壩基、壩體滲漏，常規(guī)方法作用不明顯，應(yīng)該采用防滲效果好，可靠程度高，使用壽命長(zhǎng)的混凝土墻截滲。因?yàn)樗畮?kù)是飲用水源地，需要連續(xù)不間斷向水廠提供原水，可靠性要求極高，不可能停運(yùn)維修，即使混凝土墻截滲造價(jià)高，施工難度大，也應(yīng)該采用，以提高供水保障率。

4.3 耿井水庫(kù)大壩、純化水庫(kù)大壩的防滲思路不同，從實(shí)際運(yùn)行效果看，都能保證大壩安全。但砂墻導(dǎo)滲減壓方案施工難度大，運(yùn)行維護(hù)要求高。壩基垂直鋪塑與壩坡復(fù)合土工膜聯(lián)合防滲體系，不僅能降低壩體浸潤(rùn)線，還能有效防止平原水庫(kù)長(zhǎng)期蓄水可能產(chǎn)生的次生鹽堿化，而且造價(jià)不高，施工技術(shù)成熟，應(yīng)該在今后的平原水庫(kù)建設(shè)中推廣應(yīng)用。