三泉水库古堆泉域渗漏处理方案浅析

2015-08-15史虹艳

山西水利 2015年9期

史虹艳

（1.太原理工大学，山西太原 030024；2.山西泽城西安水电有限公司，山西太原 030002）

1 基本情况

三泉水库为禹门口提水东扩工程的调蓄水库，正常设计水位447.5m，总库容697万m3。水库由大坝、溢洪道、东西灌溉输水涵洞、3座防洪堤四部分组成。

2012年10月禹门口提水东扩工程试通水初期，水库采用低水位运行，当初期蓄水位达到444.0m时，发现水库水位存在逐渐下降趋势，检查发现水库库尾左岸泽掌村附近原古堆泉位置部分泉眼出现回灌现象。水库水位下降后泉眼和渗漏点均已出露。据水库管理人员和当地水产养殖户介绍，水库蓄水后，莲花泉、葫芦泉、洗脸盆泉等几个较大的泉眼均出现严重的回灌现象，当时抽取地下水温度明显降低；同时检查库区库岸发现原库区左岸采石场段局部岩石出露，库区内发现多处渗漏沉坑；库区上游中部部分较底处乱泉位置仍有积水，但未发现渗漏现象。

2 渗漏原因分析

水库附近受区域地下水位下降影响，补充水库的水源枯竭，目前除莲花泉和葫芦泉采取维护结构保护外露外，其他泉眼基本被库区淤泥和填土覆盖，2012年水库蓄水后，库区水位高于泉眼位置，淤泥和覆土被水压力击穿出现渗漏、回灌，并带走泉眼周边的土颗粒部分形成较大的渗坑。初步分析主要是库区水位高于原来泉眼后造成库水通过泉眼回灌所致。

3 处理方案

根据地质提供钻孔资料推测的渗漏范围线和地形条件及水库运行水位情况，结合古堆泉保护、渗漏范围等具体情况分析，考虑渗漏区域相对集中在库尾左岸古堆泉附近，沿库岸边长约600m，宽约300m的区域，建议修建土堤围挡防护结构切断库水和泉眼的流道和渗漏通道，对泉域、渗漏区进行保护及隔离。鉴于土堤地面以下基岩面较深，局部30m均未见基岩，同时也未探明岩层是否存在裂隙和断层，故设计未考虑基础下部垂直防渗墙措施，只考虑采用在土堤内侧一定宽度范围铺设水平防渗和护坡防渗相结合的形式进行防渗处理，土堤外侧维持现有条件，这样既可切断库区蓄水与泉眼之间的流道和渗漏通道，也可延长土堤库内的渗径长度，解决泉眼回灌和渗漏问题。

古堆泉存在一处岔沟，汛期有雨水径流入库，设计顺雨水入库处在土堤上布置2孔卧倒式钢分洪闸，闸门底高程为汛限水位高程444.3m，非汛期关闭闸门，保持库内蓄水不外流，汛期待库水位降至汛限水位444.3m时，打开闸门，满足洪水入库条件。

4 建筑物设计

库区防渗处理工程由围挡防护堤、堤外库区内部局部水平防渗及入库洪水分洪闸组成。三泉水库除险加固后总库容为697万m3，根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》，确定三泉水库属小（一）型水库，工程等级为Ⅳ等，主要建筑物级别为4级，次要建筑物级别为5级。此次修建的围挡防护堤的主要任务是阻挡水库蓄水进入古堆泉域回灌，造成需水量损失，建筑物标准参照三泉水库建筑物标准确定为5级。根据《中国地震动参数区划图》，枢纽区的地震动参数加速度为0.1g，相当于地震基本烈度Ⅶ度。根据《水工建筑物抗震设计规范》，建筑物设防烈度为Ⅶ度。

4.1 围挡防护堤

围挡防护堤为均质碾压土堤，沿库区渗漏范围线从北向南延伸，平面呈弧形，将莲花泉、葫芦泉、洗脸盆泉等几个较大的泉眼围挡在水库库区外，隔绝库水回灌通道。设计土堤长约875m，堤顶高程448.0m高于正常蓄水位447.5m约0.5m，最大堤高7.5m，堤顶宽3m，上游坡度1∶2.5，混凝土预制块护坡，坡面结构自下而上分别为坝体土、复合土工布、粗沙垫层、砂卵石垫层、C15混凝土预制块。下游坡度1∶2.5，坡面为三维植被网草皮护坡，上游坝脚设M7.5浆砌石齿脚。堤顶设宽3.0m，厚0.18m的C20素混凝土路面，满足通行要求。在围挡防护堤桩号D0+417设分洪闸1处。

围挡防护堤基础处理：基础清基厚度1.0m，碾压后开始土堤回填，土堤设计施工严格执行《碾压式土石坝设计规范》，回填土压实度不小于0.97。

4.2 库区防渗

库区防渗指围护结构库区以内局部可能发生渗漏的区域，设计采用土工膜和黏土的水平防渗措施。将库区渗漏范围线以内的覆盖层较厚出露不明显的泉眼和岩石裂隙等采用复合土工膜覆盖，减少水库渗漏量，范围为土堤上游坡面至库区渗漏范围线之间的面积，约2.67万m2。为保护复合土工膜不受破坏，铺设在地面以下0.8m位置处，铺设复合土工布时土层表面平整碾压或夯实处理，无尖锐物。库区防渗复合土工膜与围挡防护堤护坡防渗复合土工膜采用二布一膜，焊缝搭接。