天湖水库灌砌石薄拱坝渗漏处理

1、天湖水库灌砌石薄拱坝渗漏处理 1. 工程概况 天湖水库坝址位于苍南县桥墩镇天湖村，始建于2000 年， 是一座具备防洪、供水、水土保持及消防功能的水库，大坝为灌 砌石双曲拱坝，坝高13.5m，坝顶高程749.0m,坝顶长76m,宽 1m 2008年大坝安全评价检查时，发现大坝右坝肩存在绕渗现 象，坝体左侧近坝肩处存在横向裂缝及渗漏， 沿坝底基础面未按 设计要求设置周边缝，根据安全评价要求，进行地质钻探。地质 钻探孔沿坝轴线布置 3 孔，坝址下游地面布置 1 孔，取样 15个， 完成压水试验16段，钻探孔总长47m地质报告显示左坝肩坝 体及坝基透水率为8.121.0Lu，为弱透水中等透水；右坝肩

2、 坝体透水率为28.0Lu，为中等透水，存在绕渗现象。 2. 渗漏成因及危害 根据现场检查、 地质勘探报告结论、 大坝建设资料及日常运 行资料综合分析，天湖水库大坝渗漏主要原因来自以下两个方 面： 一是施工质量差。 根据水库管理人员介绍， 水库大坝建设过 程中质量控制存在 3个问题： 经后期开挖发现， 原坝基及坝肩 开挖施工未完全清理风化岩层， 接触面岩基节理发育处未进行固 结灌浆处理； 坝体体型单薄且未按设计施工到位， 致使坝身应 力分布及应力值不符合规范要求， 加之基础未妥当处置导致左侧 坝体沉降不均匀，出现裂缝，产生渗漏；坝身灌砌石施工质量 较差，建设期间受业主经济条件影响，大坝仅建至高

3、程 747.0m （ 设计溢流堰顶高程 747.4m） 即停止施工，此后虽进一步加高至 现有高程， 但后期局部坝芯混凝土浇筑质量相对较差， 导致全坝 段下游坝面出现较大面积的游离钙析出，产生坝面渗水。 二是运行管理不善。 大坝未经工程验收， 连续多年高水位蓄 水，上游坝面拱冠处拉应力过大， 坝体薄弱面在拉应力下抗渗性 降低，坝表面的裂缝处抗渗能力更加恶化， 当因水力破坏而形成 渗流通道， 则伴生了混凝土的侵蚀溶蚀， 进一步降低了坝体的抗 渗能力，导致渗漏情况恶化。 3. 处理措施 拱坝防水堵漏应尽可能靠近渗漏源头。 凡条件容许， 应尽量 在迎水面堵截， 这样既可以直接止住渗漏， 又可将水封闭在

4、混凝 土结构物以外， 防止渗漏水对结构物的侵蚀或溶蚀， 降低内部渗 透压力， 有利于建筑物稳定。 渗漏处理最好在无水期或枯水期内 进行， 选择修补材料时， 要考虑材料对水质的污染和材料在特定 环境下的耐久性。 3.1 堵漏方法的选择 天湖水库大坝的渗漏通道主要是由于坝基未处理妥当形成 的坝基、 坝肩绕渗， 坝体施工质量差及基础沉降不均形成的散浸 渗漏和坝面裂缝渗漏。 在堵漏方法选择综合考虑灌砌石薄拱坝加 固时采取坝身拼宽整形等方面措施， 设计在原坝面上游侧增设钢 筋砼防渗面板， 面板基底设置砼周边缝， 根据开挖情况对面板周 边缝底部岩基进行固结灌浆加固； 两侧坝肩存在绕渗部分采用帷 幕灌浆；坝

5、顶至746m高程坝体的施工质量较差部分拆除重建砼 坝身。 3.2 灌浆材料的选择 此次灌浆的目的为防渗兼补强， 应选择与混凝土、 岩石黏结 性能好的浆材。化学灌浆由于其灌入性好，是理想的选择，但综 合考虑经济因素和对环境的影响（当地为旅游风景区），工程采 取水泥净浆灌注， 尽量选用颗粒细小凝结强度高的水泥， 施工中 采用 R42.5 水泥配制水泥净浆。 3.3 施工设计 3.3.1 工程布置 大坝上游侧增设C25钢筋砼0.7m厚防渗面板，面板上游面 曲率同原设计，面板基底设厚 0.5m、宽1.5m的C20砼垫层。固 结灌浆孔沿面板垫层轴线布置，孔距为2m孔深为5m拆除坝 顶至746m高程施工质

6、量较差部分坝体，重建砼坝身。帷幕灌浆 孔沿原坝体轴线布置，左、右坝肩共设置 17 孔。其中左坝肩 10 孔、孔深10m孔距为1.5m；右坝肩7孔，孔深10m- 13.1m, 孔距1.5m;各孔位待原坝顶部分拆除、防渗面板完成达标后开 孔施工。 3.3.2 灌浆压力和浆液浓度 灌浆压力通过灌浆试验确定， 也可以通过公式计算或根据经 验先行拟定， 而后在灌浆施工过程中调整确定。 本工程最大灌浆 压力固结灌浆为0.3Mpa、帷幕灌浆为0.3Mpa，以上压力值为孔 口处回浆管上的压力表读数值；起灌水灰比5:1 ，逐级加浓至 1:1 。 3.3.3 特殊要求 灌浆在水库枯水期进行，水库水位降到 736.

7、0m 高程以下。 灌浆施工按照 DL/T 5148-2001 水工建筑物水泥灌浆施工 技术规范进行。固结灌浆应在砼垫层浇筑后，且砼强度达到 50%的设计强度时方可进行；造孔钻孔冲洗应至回水澄清10 分 钟，冲洗压力不宜大于灌浆压力的80%；灌浆须进行分序施工， 以防止灌浆时各孔串浆，一序孔距不小于6m以后逐渐加密。 灌浆结束标准为在规定的灌浆压力下， 当该段停止吸浆或单位吸 浆量小于0.20.3L/h 时，再延续3060分钟即可结束。针对 天湖水库灌浆防渗兼顾补强的双重目的， 灌浆采用自下而上分段 进行，每段不得大于5m如果因为止浆塞封堵不密实，应优先 把止浆塞向下移动至合适位置以实现良好的封

8、堵效果。 要求施工 中在高水灰比时尽量多的灌注浆液，以便细小孔隙能够充分灌 注，灌浆时要求尽快升到规定灌浆压力， 避免孔隙在低压下提前 被堵塞。 灌浆时密切监视上下游面的出浆情况， 如果发现成股出 浆应立即封堵，再进行灌浆。灌浆完成后，应选择地质条件复杂 或灌浆质量较差的位置布置检查孔， 同时检查孔在基槽中的分布 应比较均匀，检查孔的数量为灌浆孔总数5%左右；灌浆质量检 查采用压水试验的方法，检查工作宜在该部位灌浆结束 14 天后 进行，要求透水率不大于 5Lu。 4. 方案优化及调整 4.1 坝体调整部分 坝体746m高程以上部分拆除施工过程发现原坝体砌筑质量 较预期理想， 设计调整后仅对左

9、坝肩坝基土质夹层及沉降较大部 分给予拆除，增设C20砼重力墩；其余保留原坝体并设置防渗面 板。坝体上游侧防渗面板基础开挖后根据基岩岩质破碎情况增加 了垫层的宽度和厚度。 4.2 灌浆调整部分 根据坝体调整及灌浆情况将帷幕灌浆孔孔口高程由 746.0m 提高至749.0m；同时增加帷幕灌浆孔 32个，孔距1.5m，分为二 序孔（原设计孔号为 1 至17，新增灌浆孔孔号为 18至49），增 加孔深入基岩为 2.0m。 5. 处理效果 坝体防渗面板和灌浆从 2011 年 1 月中旬开始，到 5月底结 束，水库技术管理人员在 6 月底对大坝的检查结果显示， 经过防 渗面板加固及灌浆处理后， 坝体的渗漏得到有效控制， 原先发现 的渗漏点都不再渗水， 坝基及两岸坝肩也无绕渗现象， 下游坝面 基本处于干燥状态，大坝