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关于岩口水库岩溶渗漏除险加固防渗处理

作者:2017-06-26 17:02阅读:文章来源:未知
  1工程概况
  岩口水库位于贵州省仁怀市火石岗乡团山村境内,距仁怀市城区57km。水库座落于桐梓河左岸一级支流石门坎沟上,库区四周高,中间低,地形封闭,为在岩溶洼地内利用粘土防渗层铺盖封堵地表岩溶通道而形成的岩溶水库。水库无大坝,库首为低矮垭口;水库无泄洪建筑物;放水建筑物为库内渠道,渠道从库尾引水至库首后,通过垭口底部放水隧洞引出库外。该水库流域面积0.3km2,总库容为17.0万m3,为小型水库,工程主要任务为集镇供水,解决火石岗乡集镇居民1750人的用水要求。
  岩口水库四周及底部均通过防渗铺盖封堵地表岩溶通道蓄水,防渗铺盖为粘土料,现周边铺盖均有破损、开裂现象,跨塌严重。水库蓄水后,部分铺盖被库水淘蚀、冲刷,且库底岩溶发育,铺盖防渗效果较差,现库水沿库底溶隙及库岸岩溶通道产生渗漏,致使水库无法蓄水。
  2库区工程地质条件
  岩口水库库区中后部主要以碎屑岩为主,受侵蚀作用的影响,岸坡支沟发育,局部形成侵蚀台地;库区中部至库首出露强溶岩层,该区地表溶沟、溶槽发育。落水洞分布于水库库首岸边一带,与地下暗河相连。地表水多就近潜伏为地下径流,为浅切中山岩溶洼地地貌。
  库区中部至库首段出露二迭系下统栖霞组中至厚层灰岩等强岩溶层,地下发育有岩溶通道。现场调查分析,库内发育有3个规模不等的落水洞(LD1、LD2及LD3),地表落水洞与地下暗河相连。库水主要沿库盆底部岩层层面、溶蚀裂隙面及岸边落水洞渗漏至地下暗河,于桐梓河岸边的硝厂坝出水溶洞排出。
  由于地表溶隙、洼地、落水洞等发育,溶穴孔洞等呈筛状分布,且与地表连通性较好,加之工程为典型的封堵地表岩溶通道和利用库岸粘土防渗铺盖的地表岩溶水库,填筑粘土铺盖时,对沉积在库底的密实粘土层大量取用,局部淘槽深挖致使库底粘土铺盖层被剥离。库首及库岸粘土防渗层由于施工质量较差和库水长期反复淘刷,且长期暴露于水面以上,在人为活动和日晒雨淋共同破坏作用下,铺盖层破损、开裂、跨塌严重,致使水库无法蓄水。
  岩口水库建库以来渗漏严重,严重影响水库正常效益的发挥,故需对库水的岩溶渗漏采取工程措施处理。
  3岩溶渗漏处理方案优选
  由于库首溶隙、溶穴孔洞等岩溶形态发育较多,分布面积较广、不集中,库盆及岸坡均有分布,若采取灌浆防渗等方案可靠性差,不能有效解决工程渗漏问题。为使水库蓄水正常运行,结合工程特性,设计采用库内建坝方案与土工膜防渗方案进行优选。
  3.1库内建坝方案
  岩口水库拟建重力坝,坝址位于二迭系下统栖霞组中至厚层灰岩强岩溶分界线的上游端,库区为志留系下统韩家店组泥页岩及部分二迭系下统栖霞组中至厚层灰岩。坝址距库首垭口约65m,两岸地形基本对称,两岸基岩多裸露,无大型不利物理地质体分布,自然边坡稳定性好;河床覆盖层较厚,需清除;河床近右坝肩页岩抗变形能力差,故需作清挖、置换并采取固结灌浆等加强其岩体整体性的处理措施。溢洪道为左坝端表孔自由溢流,洪水经泄槽等下泄至大坝下游。取水口位于大坝右坝段,放水钢管为坝内埋管,进口设双向转动检修闸门,出口直接接入已成引水渠道。
  3.2土工膜防渗方案
  针对库盆,库首河床覆盖层厚度较大,洼地、落水洞、溶隙孔洞等较发育,覆盖层较厚。首先,宜清除河床覆盖层,防止因基础不均匀沉降对铺盖体造成破坏。其次,需对库盆分布的洼地、落水洞、溶隙孔洞等深挖、扩挖,并利用砼作回填处理。另外,由于库盆溶隙孔洞等与地下暗河连通,暗河水位消长形成气压变化会对铺盖体造成顶托破坏,故库盆分布的较大落水洞及溶隙孔洞需采用碎石盲沟排气。对库岸,在清除地表土层,岸坡平整后浇筑砼面板及块石砼挡墙进行防渗,并在库首垭口侧中上部采用砼预制块护坡。
  水库右岸库首段LD1落水洞斜向发育,为原河道的出水通道,在水库修建时对其进行了封堵。考虑先清除原封堵土料,对洞口进行适当扩挖,采用混凝土对洞口破碎带作防护处理后布置溢流缺口,洪水通过溢流缺口跌至LD1落水洞后,流至桐梓河左岸硝厂坝暗河。取水隧洞布置于水库前端垭口处,为已成隧洞,断面不规则,尺寸0.8~1.2m不等。处理方案中,需对原放水隧洞进行局部扩挖处理,并在隧洞内穿钢管将库水引出库外。
  3.3方案优选结果
  库内新建重力坝与土工膜防渗,两个方案均能较为有效地解决水库渗漏问题,经工程措施处理后,库区地质条件均能满足工程建设要求。库内建坝方案的坝轴线需上移至灰岩与页岩分界线下游侧,强岩溶分界线的上游端,原库首段库容不能有效利用,库容减少。土工膜防渗方案的开挖量和回填量较大,工程投资相对较高,且泄洪设施不易布置,但该方案可以最大限度利用现有库容,能充分利用水资源。岩口水库所在的火石岗乡工程性缺水严重,对水资源需求迫切,结合水库位置和资源分布特点,通过对各枢纽建筑物总体布置、施工条件以及当地建筑材料等因素进行技术经济综合比较,土工膜结合砼防渗方案更能适应岩口水库工程,因此设计推荐采用土工膜结合砼防渗的枢纽布置方案。
  4结语
  岩口水库由于库首溶隙、溶穴孔洞等岩溶形态发育较多、施工质量较差和库水长期反复淘刷,导致建库以来水库大面积渗漏,直至现在已无法蓄水,严重影响到水库效益的正常发挥,必须经全面安全评价分析,以采取合理的工程处理方案,进行防渗补强处理。
  (1)地表溶隙、洼地、落水洞等发育,渗漏直至地下暗河。库首及库岸粘土防渗层,由于铺盖层破损、开裂、跨塌等问题,引起水库大面积、大流量渗漏。
  (2)库首溶隙、溶穴孔洞等岩溶形态发育较多,且分布广、不集中。常规灌浆防渗等处理方案,与工程实际存在较大差异,防渗可靠性和效果较差,很难有效解决工程渗漏问题。
  (3)优选的土工膜结合砼防渗的枢纽布置方案,虽然其开挖、回填工程量大,投资相对较高,但其可以最大限度利用现有库容,充分利用水资源,能够有效缓解火石岗乡工程性缺水严重问题。目前,该工程已建成蓄水,防渗质量检测结果表明:库底铺设复合土工膜+库岸设混凝土防渗面板的防渗方案,其防渗合格率为100%,并历经多年高水位蓄水运行考验,整体安全性较高,未发现渗漏,水库渗漏问题得到有效处理。
 

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