(19)观音阁坝基防渗

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1、观音阁水库坝基防渗处理设计【摘要】观音阁系在岩溶地区建坝，关键在于坝基防渗的可靠性。坝基防渗包括溶洞处理、断层处理和坝基帷幕灌浆。坝基溶洞一般进行开挖、回填或灌浆处理。F8与F26断层交会区，采取开挖防渗井、回填混凝土及高压固结灌浆进行处理。54#坝段以左坝基以“10m页岩”为隔水层，采用高压灌浆法，形成封闭式帷幕；以右采用悬挂式帷幕，防止坝基和绕坝渗漏。【关键词】坝基渗漏岩溶高压灌浆帷幕灌浆断层处理一、前言观音阁坝是我国继贵州乌江渡、东风和湖北隔河岩之后在岩溶地区修建的第四座高坝。在岩溶地区筑坝，关键在于库区及坝基防渗的可靠性。观音阁库区两岸高山连绵，

2、地形封闭条件好，且外围为非可溶岩分水岭所包围；库区回水范围内，无通向库外的渗漏通道。因此，库区不存在永久渗漏问题；只有坝基及右岸需要采取可靠的防渗措施。本文重点阐述坝基防渗处理设计，其他措施将不涉及。二、坝址区工程地质条件坝址河床为“U”形不对称横向谷。左岸山势陡峻，山体宽厚，地形完整。右岸山势低缓，沟谷发育。坝址区为泉水向斜西翼倒转地层，出露张夏灰岩、灰页岩互层和“10m页岩”三个岩组。岩层横河展布，倾向下游，倾角55°。张夏灰岩为块状结构。11岩质致密坚硬，力学强度高，但系岩溶化地层，具强透水性。坝的大部分座落在张夏灰岩上。灰页岩互层组位于坝踵部位。

3、由于灰页岩相间分布，页岩含量及灰岩单层厚度不同，相对隔水性能和岩溶发育程度也有差异。“10m页岩”由85%以上的页岩夹少量薄层灰岩和竹叶状灰岩透镜体组成。厚度10.91～17.31m。产状稳定，连续展布。岩溶不发育，隔水性强。坝址右岸断裂发育，构造复杂。左岸构造简单。F1断层近东西向，横贯右坝肩，其外200余米系右岸构造复杂带，存在绕坝渗漏问题。F8断层近北西向，与坝轴线斜交，是坝基内最大的断层。该断层将“10m页岩”部分错断，尚有12m搭接。F26断层是张夏灰岩和互层岩组间的层间错动，平行坝轴线展布。三、溶洞处理对坝基开挖揭示的、或已查明埋深浅的旱洞，

4、一律挖深2～3倍洞宽，清除充填物，凿除锈蚀层，冲洗后回填混凝土。（一）涌水洞处理岩溶地区筑坝，常见涌水洞，且涌水量较大。例如，5#坝段有3个涌水洞，涌水量达600m3∕h。对此，首先用导管将两个小洞的水引入大洞，然后在大洞用钢板或预制混凝土管围成竖井，内置吸水龙头。浇注混凝土时，抽水以降低地下水位。待混凝土浇筑到地下水位以上时，取出吸水管，插入回填灌浆管，并向井内投入二级配骨料，封住孔口，继续浇筑混凝土。在坝基固结灌浆前，必须进行回填灌浆处理。（二）241孔溶洞处理地质勘探钻孔时发现坝下最大的溶洞是：24#1孔溶洞，位于32#坝段，埋深41m，累计洞径2

5、0m，全充填；230#孔溶洞，位于24#坝段帷幕线上，埋深51m，4个串珠状空洞，累计洞径13.78m.。经计算分析，决定230#孔溶洞结合帷幕灌浆一并处理；241＃11孔溶洞先期进行灌浆处理。后者实质上系一陡倾角溶蚀裂隙，处理时共打17个钻孔，总进尺1251ｍ；其中10孔遇洞，共灌入水泥砂浆547ｔ。经钻孔圧水检查，均小于3Lu。（三）右岸灌浆隧洞37#衬砌段溶洞处理在右岸灌浆隧洞37#衬砌段下游侧发现一厅堂式大溶洞，长15ｍ，宽9ｍ，高3～5ｍ，容积540ｍ3，见图1和图2。图1隧洞37#衬砌段溶洞平面（单位：ｍ）对该溶洞采用回填砂砾料和灌浆处理。该

6、段衬砌后，于地面布置5个110钻孔。通过孔口漏斗将1∶1的砂、砾混合料投入洞内，用水冲并下钻具搅动。通过预埋排水管将水推至隧洞。11图2隧洞37#衬砌段溶洞剖面（单位ｍ）待水排净，关闭阀门。通过1、3号孔灌入水泥砂浆，并投入砂砾料317ｍ3，灌水泥砂浆566ｍ3。溶洞处理后，进行该衬砌段的回填灌浆和固结灌浆。4、断层处理对于坝基内的断层，一般均采用加深开挖处理。F8断层是坝基内最大的断层，斜穿21#～28#坝段，与坝轴线成45ｏ斜交，在23#坝段坝轴线附近与F26断层交会。岩体破碎，风化宽且深，岩溶强烈发育，对坝基防渗、变形和坝体稳定均有影响。为此，经方

7、案比较，决定采用混凝土防渗井处理。祥见图3和图4。11图323#坝段F8防渗井横断面（单位：ｍ）图4F8防渗井纵剖面（单位：ｍ）F8防渗井在坝基开挖前先期施工。开挖过程中，基坑大量涌水，施工难度很大。1990年挖至174.80ｍ高程，交会区内5个竖直涌水洞涌水量达0.6ｍ3∕ｓ。继续开挖难度大，进展迟缓。经研究决定防渗井不再继续下挖。其下采取加强固结灌浆进行处理，以提高断层交会区坝基的承载和防渗能力。加强固结灌浆采用与帷幕灌浆相同的高压灌浆工艺。11在防渗井范围内，垂直岩层走向布孔。排、孔距均为3ｍ，孔底达150.00ｍ高程。加强固结灌浆透水性设计标准为

8、3Lu。防渗井部位的固结灌浆划分为近帷幕区和外围区。孔段划分及灌浆压力见表1。表