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巖口水庫(kù)巖溶滲漏除險(xiǎn)加固防滲處理論文
1、工程概況
巖口水庫(kù)位于貴州省仁懷市火石崗鄉(xiāng)團(tuán)山村境內(nèi)，距仁懷市城區(qū)57km。水庫(kù)座落于桐梓河左岸一級(jí)支流石門(mén)坎溝上，庫(kù)區(qū)四周高，中間低，地形封閉，為在巖溶洼地內(nèi)利用粘土防滲層鋪蓋封堵地表巖溶通道而形成的巖溶水庫(kù)。水庫(kù)無(wú)大壩，庫(kù)首為低矮埡口;水庫(kù)無(wú)泄洪建筑物;放水建筑物為庫(kù)內(nèi)渠道，渠道從庫(kù)尾引水至庫(kù)首后，通過(guò)埡口底部放水隧洞引出庫(kù)外。該水庫(kù)流域面積0.3km2，總庫(kù)容為17.0萬(wàn)m3，為小型水庫(kù)，工程主要任務(wù)為集鎮(zhèn)供水，解決火石崗鄉(xiāng)集鎮(zhèn)居民1750人的用水要求。
巖口水庫(kù)四周及底部均通過(guò)防滲鋪蓋封堵地表巖溶通道蓄水，防滲鋪蓋為粘土料，現(xiàn)周邊鋪蓋均有破損、開(kāi)裂現(xiàn)象，跨塌嚴(yán)重。水庫(kù)蓄水后，部分鋪蓋被庫(kù)水淘蝕、沖刷，且?guī)斓讕r溶發(fā)育，鋪蓋防滲效果較差，現(xiàn)庫(kù)水沿庫(kù)底溶隙及庫(kù)岸巖溶通道產(chǎn)生滲漏，致使水庫(kù)無(wú)法蓄水。
2、庫(kù)區(qū)工程地質(zhì)條件
巖口水庫(kù)庫(kù)區(qū)中后部主要以碎屑巖為主，受侵蝕作用的影響，岸坡支溝發(fā)育，局部形成侵蝕臺(tái)地;庫(kù)區(qū)中部至庫(kù)首出露強(qiáng)溶巖層，該區(qū)地表溶溝、溶槽發(fā)育。落水洞分布于水庫(kù)庫(kù)首岸邊一帶，與地下暗河相連。地表水多就近潛伏為地下徑流，為淺切中山巖溶洼地地貌。
庫(kù)區(qū)中部至庫(kù)首段出露二迭系下統(tǒng)棲霞組中至厚層灰?guī)r等強(qiáng)巖溶層，地下發(fā)育有巖溶通道。現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查分析，庫(kù)內(nèi)發(fā)育有3個(gè)規(guī)模不等的落水洞(LD1、LD2及LD3)，地表落水洞與地下暗河相連。庫(kù)水主要沿庫(kù)盆底部巖層層面、溶蝕裂隙面及岸邊落水洞滲漏至地下暗河，于桐梓河岸邊的硝廠壩出水溶洞排出。
由于地表溶隙、洼地、落水洞等發(fā)育，溶穴孔洞等呈篩狀分布，且與地表連通性較好，加之工程為典型的封堵地表巖溶通道和利用庫(kù)岸粘土防滲鋪蓋的地表巖溶水庫(kù)，填筑粘土鋪蓋時(shí)，對(duì)沉積在庫(kù)底的密實(shí)粘土層大量取用，局部淘槽深挖致使庫(kù)底粘土鋪蓋層被剝離。庫(kù)首及庫(kù)岸粘土防滲層由于施工質(zhì)量較差和庫(kù)水長(zhǎng)期反復(fù)淘刷，且長(zhǎng)期暴露于水面以上，在人為活動(dòng)和日曬雨淋共同破壞作用下，鋪蓋層破損、開(kāi)裂、跨塌嚴(yán)重，致使水庫(kù)無(wú)法蓄水。
巖口水庫(kù)建庫(kù)以來(lái)滲漏嚴(yán)重，嚴(yán)重影響水庫(kù)正常效益的發(fā)揮，故需對(duì)庫(kù)水的巖溶滲漏采取工程措施處理。
3、巖溶滲漏處理方案優(yōu)選
由于庫(kù)首溶隙、溶穴孔洞等巖溶形態(tài)發(fā)育較多，分布面積較廣、不集中，庫(kù)盆及岸坡均有分布，若采取灌漿防滲等方案可靠性差，不能有效解決工程滲漏問(wèn)題。為使水庫(kù)蓄水正常運(yùn)行，結(jié)合工程特性，設(shè)計(jì)采用庫(kù)內(nèi)建壩方案與土工膜防滲方案進(jìn)行優(yōu)選。
3.1庫(kù)內(nèi)建壩方案
巖口水庫(kù)擬建重力壩，壩址位于二迭系下統(tǒng)棲霞組中至厚層灰?guī)r強(qiáng)巖溶分界線的上游端，庫(kù)區(qū)為志留系下統(tǒng)韓家店組泥頁(yè)巖及部分二迭系下統(tǒng)棲霞組中至厚層灰?guī)r。壩址距庫(kù)首埡口約65m，兩岸地形基本對(duì)稱，兩岸基巖多裸露，無(wú)大型不利物理地質(zhì)體分布，自然邊坡穩(wěn)定性好;河床覆蓋層較厚，需清除;河床近右壩肩頁(yè)巖抗變形能力差，故需作清挖、置換并采取固結(jié)灌漿等加強(qiáng)其巖體整體性的處理措施。溢洪道為左壩端表孔自由溢流，洪水經(jīng)泄槽等下泄至大壩下游。取水口位于大壩右壩段，放水鋼管為壩內(nèi)埋管，進(jìn)口設(shè)雙向轉(zhuǎn)動(dòng)檢修閘門(mén)，出口直接接入已成引水渠道。
3.2土工膜防滲方案
針對(duì)庫(kù)盆，庫(kù)首河床覆蓋層厚度較大，洼地、落水洞、溶隙孔洞等較發(fā)育，覆蓋層較厚。首先，宜清除河床覆蓋層，防止因基礎(chǔ)不均勻沉降對(duì)鋪蓋體造成破壞。其次，需對(duì)庫(kù)盆分布的洼地、落水洞、溶隙孔洞等深挖、擴(kuò)挖，并利用砼作回填處理。另外，由于庫(kù)盆溶隙孔洞等與地下暗河連通，暗河水位消長(zhǎng)形成氣壓變化會(huì)對(duì)鋪蓋體造成頂托破壞，故庫(kù)盆分布的較大落水洞及溶隙孔洞需采用碎石盲溝排氣。對(duì)庫(kù)岸，在清除地表土層，岸坡平整后澆筑砼面板及塊石砼擋墻進(jìn)行防滲，并在庫(kù)首埡口側(cè)中上部采用砼預(yù)制塊護(hù)坡。
水庫(kù)右岸庫(kù)首段LD1落水洞斜向發(fā)育，為原河道的出水通道，在水庫(kù)修建時(shí)對(duì)其進(jìn)行了封堵�？紤]先清除原封堵土料，對(duì)洞口進(jìn)行適當(dāng)擴(kuò)挖，采用混凝土對(duì)洞口破碎帶作防護(hù)處理后布置溢流缺口，洪水通過(guò)溢流缺口跌至LD1落水洞后，流至桐梓河左岸硝廠壩暗河。取水隧洞布置于水庫(kù)前端埡口處，為已成隧洞，斷面不規(guī)則，尺寸0.8～1.2m不等。處理方案中，需對(duì)原放水隧洞進(jìn)行局部擴(kuò)挖處理，并在隧洞內(nèi)穿鋼管將庫(kù)水引出庫(kù)外。
3.3方案優(yōu)選結(jié)果
庫(kù)內(nèi)新建重力壩與土工膜防滲，兩個(gè)方案均能較為有效地解決水庫(kù)滲漏問(wèn)題，經(jīng)工程措施處理后，庫(kù)區(qū)地質(zhì)條件均能滿足工程建設(shè)要求。庫(kù)內(nèi)建壩方案的壩軸線需上移至灰?guī)r與頁(yè)巖分界線下游側(cè)，強(qiáng)巖溶分界線的上游端，原庫(kù)首段庫(kù)容不能有效利用，庫(kù)容減少。土工膜防滲方案的開(kāi)挖量和回填量較大，工程投資相對(duì)較高，且泄洪設(shè)施不易布置，但該方案可以最大限度利用現(xiàn)有庫(kù)容，能充分利用水資源。巖口水庫(kù)所在的火石崗鄉(xiāng)工程性缺水嚴(yán)重，對(duì)水資源需求迫切，結(jié)合水庫(kù)位置和資源分布特點(diǎn)，通過(guò)對(duì)各樞紐建筑物總體布置、施工條件以及當(dāng)?shù)亟ㄖ牧系纫蛩剡M(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比較，土工膜結(jié)合砼防滲方案更能適應(yīng)巖口水庫(kù)工程，因此設(shè)計(jì)推薦采用土工膜結(jié)合砼防滲的樞紐布置方案。
4、結(jié)語(yǔ)
巖口水庫(kù)由于庫(kù)首溶隙、溶穴孔洞等巖溶形態(tài)發(fā)育較多、施工質(zhì)量較差和庫(kù)水長(zhǎng)期反復(fù)淘刷，導(dǎo)致建庫(kù)以來(lái)水庫(kù)大面積滲漏，直至現(xiàn)在已無(wú)法蓄水，嚴(yán)重影響到水庫(kù)效益的正常發(fā)揮，必須經(jīng)全面安全評(píng)價(jià)分析，以采取合理的工程處理方案，進(jìn)行防滲補(bǔ)強(qiáng)處理。
(1)地表溶隙、洼地、落水洞等發(fā)育，滲漏直至地下暗河。庫(kù)首及庫(kù)岸粘土防滲層，由于鋪蓋層破損、開(kāi)裂、跨塌等問(wèn)題，引起水庫(kù)大面積、大流量滲漏。
(2)庫(kù)首溶隙、溶穴孔洞等巖溶形態(tài)發(fā)育較多，且分布廣、不集中。常規(guī)灌漿防滲等處理方案，與工程實(shí)際存在較大差異，防滲可靠性和效果較差，很難有效解決工程滲漏問(wèn)題。
(3)優(yōu)選的土工膜結(jié)合砼防滲的樞紐布置方案，雖然其開(kāi)挖、回填工程量大，投資相對(duì)較高，但其可以最大限度利用現(xiàn)有庫(kù)容，充分利用水資源，能夠有效緩解火石崗鄉(xiāng)工程性缺水嚴(yán)重問(wèn)題。目前，該工程已建成蓄水，防滲質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果表明：庫(kù)底鋪設(shè)復(fù)合土工膜+庫(kù)岸設(shè)混凝土防滲面板的防滲方案，其防滲合格率為100%，并歷經(jīng)多年高水位蓄水運(yùn)行考驗(yàn)，整體安全性較高，未發(fā)現(xiàn)滲漏，水庫(kù)滲漏問(wèn)題得到有效處理。
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