(19)观音阁坝基防渗.doc

【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,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。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。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。~。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洞,一律挖深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20m,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,.。经计算分析,决定230#孔溶洞结合帷幕灌浆一并处理;241#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。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,经方案比较,决定采用混凝土防渗井处理。祥见图3和图4。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。,∕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。在防渗井范围内,垂直岩层走向布孔。排、孔距均为3m,。加强固结灌浆透水性设计标准为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1加强固结灌浆段长及灌浆压力灌浆段12345近