北庙水库除险加固工程防渗处理设计

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1、北庙水库除险加固工程防渗处理设计　　摘要：北庙水库除险加固工程初步设计防渗处理设计经过经济技术比较，考虑处理方案的彻底性及可靠性，采用“墙+幕”的方式，即坝体及接触带采用防渗墙防渗、两岸坝肩及坝基采用帷幕灌浆防渗。关键词：除险加固防渗处理防渗墙帷幕灌浆一工程概况北庙水库是一项综合利用的中型水利工程，水库以农业供水为主，同时兼顾防洪、城市供水、发电等。水库于1958年动工修建，1962年基本建成，坝高65m。1992水库进行扩建配套工程设计，水库主坝加高8m。主坝现状最大坝高73m，为均质土坝，坝顶高程1783.63m，总库容7491万m3。二库区及坝址区基本地质条件工程区位于冈底斯-念青唐

2、古拉褶皱系的福贡-镇康褶皱带之保山复式大背斜的东翼，断层、裂隙发育，褶曲较少，主要构造带近南北向，次生构造多呈东西向。区内出露地层为燕山期（βμ）辉长辉绿岩侵入岩脉，奥陶系（O）砂岩、页岩、灰岩，石炭系（C）灰岩、白云质灰岩、泥灰岩、砂岩，志留系（S1-2）砂页岩，砂质泥质灰岩，上第三系（N）卵砾石层夹混砂质粘土层及第四系。5库区周边地质构造十分复杂，岩层受构造及褶曲发育影响，岩层产状多变，裂隙发育，岩体破碎。主要构造线近SN向，受区域保山大断层影响，次级断裂十分发育，多显张扭性。库区内较大断裂有：（1）、东河正断层（F3）；（2）、杨三庄～北庙断层（F1）；（3）、沙坝～阿家坝正断层（F

3、4）。坝址区断裂发育，纵横交错，在坝址内发育的控制性断裂有三条：F6正断层、F33正断层、F91正断层，均位于坝体下部东河河谷内。受此构造影响岩体较为破碎，裂隙发育，存在小褶皱，岩层产状变化较大。岩体较为破碎，裂隙发育，节理裂隙主要发育三组，产状在左右坝肩有变化。三主坝现状病险问题及成因1.主要病险问题（1）从钻孔并结合前期勘探资料分析，主坝坝基悬挂式防渗帷幕基本失效。（2）根据钻孔资料，新加高坝体填筑质量较好；老坝体中部基本符合均质坝要求，但前后坝坡坝土质量不均匀，填筑质量较差。（1）主坝后坝坡右侧高程1751m及1726m处存在渗漏，渗漏量与库水位关联性较高，且后坝坡渗漏点及渗漏量有逐

4、年增大趋势。（2）主坝坝脚三角堰渗漏量最大达32L/s，随库水位升降变化明显，对大坝安全2.主要病险原因5（1）清基不彻底，坝体及坝基接合差（2）受当时施工条件及施工工艺限制，坝体填筑质量较差（3）水库建成运行时间长，受水库所在地地震破坏的影响大（4）受断裂构造影响、防渗帷幕基本失效四防渗处理设计1.防渗处理方案选择根据水库存在的渗漏问题及地质条件，结合以往几次加固处理方案及实施效果，本次防渗处理设计方案的比较选择为：（1）帷幕灌浆；（2）防渗墙加帷幕灌浆；方案（1）采用坝体内粘土充填灌浆、坝基及两岸水泥5浆帷幕灌浆的防渗处理方式，灌浆采用双排孔，孔排距均为1.5m；方案（2）坝体及接触带

5、采用防渗墙、坝基及两岸采用帷幕灌浆的防渗处理方式，防渗墙采用C15混凝土，墙厚0.8m，帷幕灌浆采用单排孔，孔距采用1.5m、2.0m两种。根据两种防渗方案比较，两种防渗处理措施工程投资上帷幕灌浆方案略优于防渗墙方案，且防渗墙方案施工工艺复杂，施工难度大。但从工程处理措施效果看，本工程在以往几次除险加固过程中均对坝体及两岸做过帷幕灌浆，但效果不甚理想，对坝体及后坝坡的渗漏无明显的改善，且从工程处理措施的彻底性、耐久性看，采用防渗墙处理其可靠性、耐久性均优于单纯做帷幕灌浆的处理方案。因此，为提高防渗效果，减少水库的渗漏，保证水库的长久正常安全运行，推荐采用防渗墙加帷幕灌浆的防渗处理方案。2.

6、主坝渗流、稳定复核计算原坝下帷幕为悬挂式，从坝体钻孔资料并结合前期勘探资料、坝体测压管的实测数据分析，，帷幕幕体已基本失效，坝体下游排水体排水效果不理想。除险加固设计防渗处理坝体部分采用防渗墙，基础及两岸采用帷幕灌浆。大坝渗流计算采用北京理正公司编制的岩土渗流计算程序，渗透系数根据试验成果经综合分析采用值见下表。计算工况分别为：a.上游正常水位1778.70m缓降至死水位1737.00m；b.上游设计洪水位1780.32m与下游相应水位；c.上游校核洪水位1782.86m与下游相应水位；根据取样试验成果主坝坝土密实度中等，J允=0.3～0.5，实际水力坡降小于允许水力坡降，但根据坝体现状渗

7、漏综合分析，坝体渗漏存在异常，有产生渗透变形破坏可能性。坝基下实际承受的最大渗透水力坡降为0.22，而坝基岩体J允>0.5，不会产生渗流稳定问题。断层破碎带透水性中等，物质为粘土、砂土夹角砾，J允5　　坝体防渗墙采用C15混凝土，抗渗等级为W6，墙厚0.8m，基础伸入基岩约1.0m，防渗墙最大深度约75m，防渗墙槽段划分初定为3～5m。防渗墙施工采用冲击钻配合抓斗的施工工艺，挖槽时跳槽段施工、固壁泥浆采用膨润土，改善泥浆