銅鼓縣葛藤坳水庫壩基滲漏穩定分析研究

任智鑫

（江西省水投建設集團有限公司，南昌 330001）

0 前 言

水庫壩基滲漏及滲透是否穩定對水庫大壩和整體水庫工程的安全運行會產生直接影響?；谒垂こ蹋绕涫菓眰溆妙愃垂こ痰墓δ芎徒ㄔO要求，需要保證水庫壩基的建設質量，才能夠更好地發揮水源工程這一基礎設施的作用。結合銅鼓縣應急備用水源工程葛藤坳水庫的運行情況，探討針對水庫壩基滲漏及滲透穩定問題應采取的有效方法，推動水源工程的建設發展，為縣域地區的供水安全提供保障。

1 工程概況

1.1 工程建設目的

銅鼓縣應急備用水源工程葛藤坳水庫壩址位于銅鼓縣城西大溈山林場附近，距銅鼓縣城約16km，屬于武寧水支流大感橋水流域。擬建壩頂高程371.74m，壩高35.94m；水庫正常高367m，水庫P=5%的設計洪水位為369.51m，P=1%的校核洪水位為370.24m，總庫容為97.3 萬m3。

隨著銅鼓縣城社會經濟的迅猛發展，縣城城市總體規劃已進行了較大調整，該區域在原有的范圍以內規劃了新的城區，城市供水區域和規模也相應增加，現有的水源工程已經難以滿足整體的供水需求。結合實際情況來看，雖然縣政府已在永寧鎮西湖村潤泉新建水廠，但由于潤泉新建水廠上游是規劃中銅鼓縣商貿、金融、信息、辦公、科技、文化、體育等的核心組成部分，還將新建蒙華鐵路火車站[1]。工程建成后存在污水超標排放，河水污染的風險，對新水廠水質安全造成嚴重威脅。因而需要通過建設應急備用水源工程的方式，實現應急供水。

基于此，文章中選擇的備用水源工程案例，具體包括葛藤坳水庫工程和水庫至水廠的輸水管線工程。文章在進行研究的過程中主要針對葛藤坳水庫工程來進行，具體包括葛藤坳水庫大壩和取水口兩個部分[2]。

1.2 工程建設環境條件

葛藤坳水庫屬武寧水支流大感橋水上游，水庫壩址地理位置為E114° 14′ 59′′，N28° 29′ 15′′。壩址以上控制流域面積8km2，主河道長7.1km，主河道加權平均坡降為68.2‰。本工程所處區域屬亞熱帶季風濕潤氣候區，氣候溫和，雨量充沛。流域內多年平均降雨量1 865.5mm，多年平均氣溫16.4℃，多年平均相對濕度為83%，歷年最大平均風速為15 m/s，多年平均蒸發量E20=1 116.3mm。

2 水庫壩基滲漏及滲透穩定問題的分析

2.1 壩基滲漏及滲透穩定的分析

壩基滲漏及滲透穩定問題是評價水庫壩基的具體指標之一，對于水庫壩基而言，長時間與水源接觸會使得壩基受到水的侵蝕性影響，而巖體本身也會受到風化因素的影響。結合文章中的水庫工程整體建設情況和環境條件來看，水庫壩基巖體的透水性受巖體風化程度、節理裂隙發育程度及充填情況控制，能夠呈現出明顯的垂直分帶性。

在對文章中的水庫工程壩基情況進行勘查之后，發現水庫壩基兩岸近地表強風化巖體透水性強，其透水率一般10 ≤q ＜100 Lu，左岸局部＞100lu，巖體主要具中等透水性，局部具強透水性。弱風化層上部透水率一般為10 ≤q ＜100，一般具中等透水性；局部為480 ～585Lu，具強透水性。弱風化層下部透水率一般為0.57 ＜q ＜10 Lu，一般具弱～微透水性。微新風化：兩岸微新風化層透水率一般為1 ≤q ＜5 Lu，為弱透水中、下帶；河床部位一般為0.1 ≤q ＜1，具微透水性。

結合重力壩設計建造的相關規范，本工程最大壩高＞30m 屬中壩，相對不透水層界線為q ≤5 Lu，防滲帷幕及其下部巖體的透水性要求q ≤5lu，即透水率≤5Lu。從總體來看，壩址區弱風化下部～微新巖石的透水性均較小，可作為相對不透水層。拱壩及重力壩相對不透水頂板高程及建基面面下透水性厚度如表1、表2 所示。

表1 拱壩相對不透水層頂板高程及建基面下透水層厚度

表2 重力壩相對不透水層頂板高程及建基巖下透水層厚度表

2.2 水庫壩基滲漏及滲透穩定的判定

結合表中數據可以發現，壩基開挖后左岸壩基透水層厚度為13～14.5m，右岸壩基透水層厚度一般為5～11.6m，僅右岸局部厚度為零（ZK8 孔，厚度為0m）；河床部位透水層厚度為0.4～1.2m。壩基左右岸透水層其透水率一般為10 Lu≤q＜100 Lu，具中等透水性，局部q ＞100 Lu，具強透水性；在右壩端（ZK5 孔）建基面以下壩基透水層的透水率5 Lu ≤q ＜10 Lu，為弱透水上帶；河床壩基透水層厚度較小，一般具中～強透水性；綜上分析，拱壩及重力壩壩基均存在滲漏問題，應對壩基進行防滲處理。

具體而言，上壩線壩基開挖后左右岸透水層厚度大，河床壩基透水層厚度較小，因此壩基存在滲漏問題，應對壩基進行防滲處理，防滲工程量較大，不存在滲透穩定問題。下壩線壩基開挖后左岸壩基透水層厚度厚為13～15m，右岸壩基透水層厚度一般為6～11.6m，河床壩基透水層厚度較小，因此壩基存在滲漏問題，應對壩基進行防滲處理，不存在滲透穩定問題[3]。

3 水庫壩型的選擇

兩壩型建基面高程、開挖深度、壩基滲漏及繞壩滲漏處理范圍相當。拱壩左壩端切線方向與巖層走向夾角小，對拱座穩定不利；拱壩右壩端下游存在沖溝，存在緩傾角裂隙，對拱座穩定不利，沿拱壩端切線方向強風化層深厚，需采取工程處理措施[4]。

通過對水庫壩基地質條件的分析，在考慮地質、施工管理、技術以及成本經濟性等方面因素之后，文章中的水庫工程主要選擇混凝土重力壩型。其中，上壩線壩基為混凝土重力壩，壩頂全長107.60m，河床部位為溢流壩段，兩岸為非溢流壩段。非溢流壩段頂高程379.67m，最大壩高37.17m，頂寬6.0m，上游坡369.50m 以上鉛直，以下坡比1∶ 0.1，下游坡372.50m 以上鉛直，以下坡比1∶ 0.7，壩基座落于弱風化基巖；溢流壩段采用開敞式實用堰型式，堰頂高程373.93m，堰后溢流面板坡比1∶ 0.7，溢流面末端設反弧段，反弧半徑4.0m，消能方式為挑流消能，挑流鼻坎高程349.6m。

下壩線壩基也為混凝土重力壩，壩頂全長111.25m，河床部位為溢流壩段，兩岸為非溢流壩段。非溢流壩段頂高程371.74m，最大壩高35.94m，頂寬6.0m，上游坡362.0m 以上鉛直，以下坡比1∶ 0.1，下游坡364.50m 以上鉛直，以下坡比1∶ 0.7，壩基座落于弱風化基巖；溢流壩段采用開敞式實用堰型式，堰頂高程367.0m，堰后溢流面板坡比1∶ 0.7，溢流面末端設反弧段，反弧半徑4.0m，消能方式為挑流消能，挑流鼻坎高程344.10m。

4 壩基處理設計

1）帷幕灌漿∶根據勘查的水庫現場地質資料，發現水庫工程的壩基巖體節理裂隙發育情況，基巖單位吸水率＞5Lu，不滿足壩基防滲要求。因此在壩基范圍內布置帷幕灌漿一排，孔距2.0m，孔深深入相對不透水層以下4.0m。兩壩肩按5 理容線與正常蓄水位交線進行控制。

2）固結灌漿∶固結灌漿布置在整個建基面上，呈梅花形布置，孔距和排距均為3.0m，孔深為6m。對于壩基排水孔的施工，以降低壩基揚壓力為主要目的。在壩基灌漿帷幕下游設置主排水孔一排，孔距為3.0m，孔深為8m。按規范要求，在主排水孔下游10m 設副排水孔一排，孔距為3.0m，孔深為8m，在下游最高水位以上排出壩體。

5 水庫壩基監測

對于水庫工程的監測具體包括變形監測及環境量監測兩方面內容。在變形監測中，水平位移采用視準線法進行監測，壩頂上設4個測點，在兩岸各布置一個工作基點和一個校核基點；垂直位移采用精密水準法進行監測，各堰段垂直位移監測點與水平位移監測點共用。在環境量監測中，在取水口設1套超聲波水位計，要確保能監測到最高和最低水位。在自計水位計旁邊設搪瓷水尺，進行人工監測。

壩基是能夠保證水庫工程整體建設質量的重要施工部分，為防止水庫壩基滲漏及滲透穩定問題對水庫整體的質量產生影響，需要在加強監測的基礎上，結合現場實際情況來判定水庫是否存在壩基滲漏及滲透穩定問題的發生條件。在確定問題后及時采取壩基處理的措施，配合水庫大壩設計的具體內容和要求，更好地提升水庫壩基的建設質量。

6 結 論

綜上所述，注重對于水庫壩基滲漏及滲透穩定問題的預防和治理，能夠有效保障水源工程的施工建設安全。結合銅鼓縣應急備用水源工程葛藤坳水庫的施工建設經驗，在進行水庫壩基加固和治理的過程中，需要結合當地的實際情況，在對現場進行勘查，明確水庫壩基發生滲漏的原因之后，采取有針對性的措施來改善水庫壩基的應用效果，以此來保障整個水源工程的安全運行。