土石坝坝基渗漏及坝后浸没处理

2017-04-16刘亮

东北水利水电 2017年11期

关键词：支沟壤土心墙

刘亮

(嫩江尼尔基水利水电有限责任公司,黑龙江齐齐哈尔 161005)

土石坝坝基渗漏及坝后浸没处理

刘亮

(嫩江尼尔基水利水电有限责任公司,黑龙江齐齐哈尔 161005)

解决渗漏水问题行之有效的办法就是排除渗漏水,切断渗漏水源头.施工方法为在靠近坝体下游坝脚侧,主要沿高程205.00 m等高线附近布置排水沟排除坝后渗漏水.工程竣工后通过排水沟排出渗漏水,有效降低了坝体下游坝址浸润线高程,提升了坝体的稳定性.监测人员定期对排水管出水口进行水量测量,数据显示,出水口水量与库水位成正比增减.

土石坝坝基;渗漏;排水沟

1 问题综述

尼尔基水库自2005年9月下闸蓄水以来,随着水库水位的不断升高,坝体下游渗漏水量较大,影响了坝后村庄的正常生活.2009年12月至2010年8月,经过多次现场勘察发现,由于坝后渗漏水没有良好的排水通道,在坝脚排水棱体桩号0+700 m至1+160 m范围内,能看到地表冬季结冰,夏季形成明流.渗漏水通过坝下公路过水路面流入坝后村庄,部分地方出现浸没现象.特别是水库水位达到213.37 m以上时,村庄的个别水井出现井水外溢、井水混浊、菜窖渗水和室内潮湿等现象.

2 原因分析

2.1 工程地质情况

坝体为粘土心墙土石坝,建基于嫩江左岸二级侵蚀堆积阶地上,坝区覆盖层上部为厚达2.5～9.5 m的黄土状壤土,其下为厚达10～23 m黄土状粘土,向上、下游方向延伸达2.5 km,其渗透系数分别为2X10-3m/d和5X10-4m/d.坝体桩号0+580～1+165 m为埋藏谷(古河道),谷底最低基岩面高程为156.00 m,基岩以上覆盖有46～49 m的松散沉积层,在顶部为16～30 m黄土状壤土和黄土状粘土,局部分布厚度为1～2 m的砂壤土和含泥细砂土层,以下为粘土、淤泥质粘土、含碎石粘土、中细砂、含泥砂砾石、含碎石壤土和碎块石等.

2.2 工程设计情况

坝体采用天然粘性土层作为水平防渗层,坝基未做其它防渗处理.粘土心墙地基开挖深度约2～3 m,建基面为黄土状壤土.粘土心墙顶宽3 m.坝壳部位清基深度约1 m,建基面亦为黄土状壤土.坝体填筑前采用13.5 t振动碾对壤土进行全面碾压.

2.3 坝体渗流分析

根据坝体桩号1+078 m处渗流观测资料,对运行期坝体粘土心墙渗流分析,认为心墙下游侧渗透压力大于心墙内部渗透压力,可推断渗流以坝基渗流为主.心墙上游侧及底部受库水位及坝基渗流影响,渗透压力在高水位时显著升高.经坝基渗透稳定初步分析,坝基渗透是稳定的.

2.4 坝体地下水情况

根据工程前期勘察资料记载,水库建设前坝体附近地下水位埋深约6.8～14.7 m,地下水水位高程183.00～186.00 m.水库蓄水后,监测资料分析显示,该部位坝基渗压水位受库水位影响,测值变化趋势与库水位基本一致,高程202.50～205.00 m处渗压水位测值自上游向下游递减,建基面下高程205.00 m坝脚处,渗压计在2009年10月库水位接近216.00 m高程后有明显渗压变化,之前未观测到渗压变化.该渗压计下部2 m处的另一支渗压计于2006年9月,当库水位达到213.00 m高程时观测到明显渗压变化.该剖面坝脚下游长期有积水现象,结合现场巡视检查情况,综合分析判断该剖面可能存在渗流情况.根据监测资料分析,心墙下游侧渗透压力大于心墙内部渗透压力,可推断渗流以坝基渗流为主.心墙上游侧及底部受库水位及坝基渗流影响,渗透压力在高水位时显著升高.

3 处理措施

解决渗漏水问题行之有效的办法就是排除渗漏水,切断渗漏水源头.施工方法为在靠近坝体下游坝脚侧,主要沿高程205.00 m等高线附近布置排水沟排除坝后渗漏水.排水沟布置线路上采用主沟与支沟相连接.

排水沟主沟布置靠近坝下公路上游侧,距混凝土路面15 m处.由左头213.00 m高程起,向主坝方向形成不低于0.5%的底坡.排水沟全长896.40 m(包含主沟、支沟),在工程桩号0+425.90 m和0+599.80 m处,分别设有1条排水支沟,长度分别为35.50 m和28.90 m,支沟将坝体下游坝脚排水棱体内的渗漏水引入主沟中,支沟的底坡大于1%.排水沟内布设排水管,排水管采用外径1.0 m,内径0.8 m的钢筋混凝土圆形花管,均单排管布置,钢筋为ϕ16@20,混凝土为C20F100,一级配;开孔孔径0.01 m,孔距0.2 m,与钢筋错开布置.排水管外包无纺布,最小埋置深度2.1 m,排水管的周围回填砂砾石,厚度大于0.5 m.排水沟折点及主沟、支沟交汇处分别设集水井,集水井尺寸为2 mX2 m,井壁采用浆砌石护壁护底,井盖为混凝土预制板,井内壁设爬梯.