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楊灣橋水庫均質(zhì)土壩除險加固防滲處理

文檔作者：張遠坤１魯麗霞２楊蘭３文檔來源：１．貴州眾誠天河水利工程有限公司２．畢節(jié)市勘測設(shè)計研究院３．西安理工大學(xué)水電學(xué)院		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年08月29日
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第２９ 卷 第５ 期
２０１７ 年１０ 月
浙江水利水電學(xué)院學(xué)報
Ｊ．Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｕｎｉｖ ｏｆ Ｗａｔ．Ｒｅｓ ＆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗ． ＶｏＯｌ．ｃ２ｔ９． ２０１Ｎ７ｏ．５ ＤＯＩ： １０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９５－７０９２．２０１７．０５．０１２
楊灣橋水庫均質(zhì)土壩除險加固防滲處理
張遠坤１ ，魯麗霞２ ，楊 蘭３
（１．貴州眾誠天河水利工程有限公司，貴州貴陽 ５５０００３；２．畢節(jié)市勘測設(shè)計研究院，
貴州畢節(jié) ５５１７００；３．西安理工大學(xué)水電學(xué)院，陜西西安 ７１００４８）
摘 要：楊灣橋水庫存在壩體和壩基、壩肩滲漏及壩體塌坑等問題．經(jīng)壩體質(zhì)量評價和滲漏鉆孔注水試驗分析，結(jié)
合水庫工程地質(zhì)水文條件，設(shè)計采取水泥土攪拌樁防滲墻＋帷幕灌漿＋壩體塌坑及周邊充填灌漿處理相結(jié)合的綜
合防滲方案．大壩防滲加固修復(fù)工程實施后，水庫各項運行指標均良好，防滲效果良好，且歷經(jīng)高水位和汛期大流
量蓄水等特殊運行工況考驗，水庫滲漏問題得到有效處理．
關(guān)鍵詞：大壩滲漏；地質(zhì)條件；水泥土攪拌樁；帷幕防滲
中圖分類號：ＴＶ５４３ ＋．８ 文獻標志碼：Ａ 文章編號：１００８ －５３６Ｘ（２０１７）０５－００５０－０５
Research of Reinforcement and Anti－seepage Treatment for
Homogeours Earth Dam of Yangwanqiao Reservoir
ＺＨＡＮＧ Ｙｕａｎ－ｋｕｎ１ ， ＬＵ Ｌｉ－ｘｉａ２ ， ＹＡＮＧ Ｌａｎ３
（１．Ｇｕｉｚｈｏｕ Ｚｈｏｎｇｃｈｅｎｇ Ｔｉａｎｈｅ Ｗａｔｅｒ Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ ．， Ｌｔｄ．， Ｇｕｉｙａｎｇ ５５０００３， Ｃｈｉｎａ；
２．Ｂｉｊｉｅ Ｓｕｒｖｅｙ ａｎｄ Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ， Ｂｉｊｉｅ ５５１７００， Ｃｈｉｎａ； ３．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｗａｔｅｒ
ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ， Ｘｉ’ａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｘｉ’ａｎ ７１００４８， Ｃｈｉｎａ）
Abstract：Ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ， ｓｕｃｈ ａｓ ｌｅａｋａｇｅ ａｔ ｄａｍ ｂｏｄｙ， ｄａｍ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｂｕｔｍｅｎｔ， ｃｏｌｌａｐｓｅ ａｔ ｄａｍ ｂｏｄｙ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ
ｐｌａｃｅｓ ｈａｖｅ ｅｘｉｓｔｅｄ ｉｎ Ｙａｎｇｗａｎｑｉａｏ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｄｅｆｅｃｔｓ ａｔ ｔｈｅ ｄａｍ ｓｉｔｅ ａｎｄ ｌｏｗ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｑｕａｌｉｔｙ ａｎｄ
ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ａｆｔｅｒ ｔｈｅ ｄａｍ ｑｕａｌｉｔｙ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｌｅａｋａｇｅ ｔｅｓｔ ｏｆ ｂｏｒｅｈｏｌｅ ｗａｔｅｒ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ， ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ
ａｎｄ ｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ， ｔｈｅ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ａｎｔｉ－ｓｅｅｐａｇｅ ｐｒｏｇｒａｍ ｗｉｔｈ ｃｅｍｅｎｔ－ｓｏｉｌ ｍｉｘｉｎｇ ｐｉｌｅ
ｉｍｐｅｒｖｉｏｕｓ ｗａｌｌ ＋ｃｕｒｔａｉｎ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ＋ｄａｍ ｃｏｌｌａｐｓｅ ａｎｄ ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ ｆｉｌｌｉｎｇ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｉｎ ｄａｍ ｃｏｌｌａｐｓｅ ａｎｄ ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ ｈａｓ
ｂｅｅｎ ａｄｏｐｔｅｄ．Ａｆｔｅｒ ｄａｍ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ， ｔｈｅ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ ａｒｅ ｇｏｏｄ， ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｒｅｇｕｌａｔｏｒｙ
ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｗｉｔｈｏｕｔ ａｎｙ ｗａｔｅｒ ｓｅｅｐａｇｅ ｐｏｉｎｔ ．Ｔｈｅ ｓｐｅｃｉａｌ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｔｅｓｔｓ ｕｎｄｅｒ ｈｉｇｈ ｗａｔｅｒ ｌｅｖｅｌ ｏｒ ｌａｒｇｅ
ｆｌｏｗ ｗａｔｅｒ ｓｔｏｒａｇｅ ｄｕｒｉｎｇ ｆｌｏｏｄ ｓｅａｓｏｎ ｐｒｏｖｅ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｄａｍ ｌｅａｋａｇｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ ｐｒｏｃｅｓｓｅｄ ．
Key words：ｄａｍ ｌｅａｋａｇｅ； ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ； ｃｅｍｅｎｔ ｓｏｉｌ ｍｉｘｉｎｇ ｐｉｌｅ； ｃｕｒｔａｉｎ ｓｅｅｐａｇｅ
收稿日期：２０１７－０６－１９
基金項目：國家科技支撐計劃項目（２０１６ＳＬ３２７１９）；陜西省水利
廳科研項目（ＳＸ２０１５０８２２）
作者簡介：張遠坤（１９８５ －），男，貴州黔西人，工程師，研究方向
為水利水電工程地質(zhì)勘察設(shè)計工作．
楊灣橋水庫位于貴州省威寧縣縣城以西１４ ｋｍ
的草海鎮(zhèn)和雙龍鄉(xiāng)交界處的卯關(guān)村．水庫所在河流
屬長江流域金沙江水系洛澤河支流白水河的源頭，
壩址以上集雨面積為９７．４ ｋｍ２．水庫正常蓄水位為
２ １８８．００ ｍ，總庫容１ ８９２ 萬ｍ３ ，興利庫容１ ４３４ 萬
ｍ３ ，死庫容３１１ 萬ｍ３ ，校核洪水位２ １８８．３４ ｍ，設(shè)計
洪水位２ １８８．００ ｍ．水庫樞紐工程建筑物主要由均
質(zhì)土壩、溢洪道、放水設(shè)施等組成．壩頂高程
２ １９１．８０ ｍ，最大壩高１３．６ ｍ，壩頂長３７５ ｍ，壩頂
寬５．０ ｍ，壩底寬６２．４ ｍ，上、下游壩坡坡比分別為
１ ∶２．１３、１ ∶２．１．大壩迎水面采用現(xiàn)澆混凝土板護
坡；背水面設(shè)置縱、橫排水溝．壩坡采用草皮護坡，
壩腳為干砌塊石反濾體．
1 水庫工程地質(zhì)條件簡述
壩址位于庫區(qū)東北部，壩址地貌為高原丘陵淺
切河谷，壩基河床高程２ １８０．０ ～２ １８１．０ ｍ，南西
高，北東低，區(qū)域地形最高點位于壩址西面的陸家
大營，高程為２ ８５３．７ ｍ．壩址左岸出露地層為石炭
萬方數(shù)據(jù)
系下統(tǒng)大塘組上司段（Ｃ１ ｄ２ ），巖性為厚層塊狀灰
巖，巖層產(chǎn)狀傾向為Ｎ７２°Ｗ，傾角為１５°；壩址右岸
出露地層為石炭系中統(tǒng)黃龍群（Ｃ２ ｈｎ），巖性為厚層
灰?guī)r及白云質(zhì)灰?guī)r，巖層產(chǎn)狀傾向為Ｓ６８°Ｗ，傾角
為１０°．壩址處有兩條斷層構(gòu)造通過，均為區(qū)域性次
級小斷層，兩條斷層均呈ＮＮＷ 展布；Ｆ２ 斷層通過水
庫及大壩中部偏右岸，Ｆ３ 斷層從左壩肩通過，根據(jù)
調(diào)查及查詢水庫前期資料，兩條斷層影響帶深度均
在１００ ｍ 以上，斷層帶巖石破碎，伴生節(jié)理發(fā)育，但
斷裂破碎帶均呈閉合狀態(tài)，斷層對水庫滲漏影響較
?。畨螀^(qū)巖溶較發(fā)育，巖溶形態(tài)有溶槽、溶洞、溶溝、
溶蝕裂隙等．楊灣橋水庫滲漏主要與淺層基巖的強
風化帶有關(guān)，其壩基滲漏及右壩肩繞壩滲漏均為淺
層基巖的風化裂隙性滲漏．
2 壩體質(zhì)量評價
通過勘探成果可知，楊灣橋水庫大壩為均質(zhì)土
壩，壩體填筑材料為粘土、含少量碎石，填筑質(zhì)量較
差，其含水率為４２．６％，遠大于最優(yōu)含水率２５．６％；
干密度為１．２５，遠小于最大干密度１．４５；其密實度
為０．８６，低于《碾壓土石壩設(shè)計規(guī)范》中低壩密實度
０．９６ 的限值要求［１ －２］ ．壩體滲漏主要集中于大壩背
坡右側(cè)，呈面狀浸潤，面積達６００ ｍ２．１９８７ 年對壩體
作過劈裂灌漿處理，由于水庫多年蓄水位均未達到
正常高水位，運行中未發(fā)現(xiàn)壩體有滲漏及浸潤現(xiàn)
象．設(shè)計鉆探注水試驗及室內(nèi)試驗成果表明：壩體
存在嚴重滲漏問題，壩軸線上游壩體滲透系數(shù)１．２
×１０ －４ ～６．８９ ×１０ －４ ｃｍ／ｓ 之間，壩軸線下游壩體滲
透系數(shù)較大， ＞８．７ ×１０ －４ ｃｍ／ｓ．
壩基殘坡積含碎石粘土呈可塑狀，結(jié)構(gòu)較致
密，含少量碎石．據(jù)鉆探及相關(guān)部位取樣資料，壩基
殘坡積含碎石粘土滲透系數(shù)為１０ －５ ｃｍ／ｓ≤K ＜
１０ －４ ｃｍ／ｓ，巖土滲透性分級屬弱透水層，粘性較好，
可滿足防滲要求．但因壩基巖石上部透水率較大，
壩基殘坡積含碎石粘土作為壩基巖石與大壩填筑
土的接觸帶．為處理好壩基上部巖石滲漏問題，需
將壩基殘坡積含碎石粘土３．０ ｍ 與壩基巖石
１．０ ｍ，共約４．０ ｍ 作為特殊段進行灌漿處理．
3 大壩滲漏現(xiàn)狀分析
3．1 壩體滲漏
壩體土料為均質(zhì)粘土，因筑壩質(zhì)量差存在滲
漏，主要集中于大壩背坡右側(cè)，呈面狀浸潤，面積達
６００ ｍ２．１９８７ 年對壩體作過劈裂灌漿處理，其灌漿
孔布置于壩體中部，但水庫一直未能蓄水到正常水
位，故劈裂灌漿效果未經(jīng)蓄水檢驗．鉆探孔布置于
原劈裂灌漿幕墻上游，經(jīng)鉆孔注水試驗，壩體仍存
在滲漏現(xiàn)象，其滲透系數(shù)１．２ ×１０ －４ ～６．８９ ×１０ －４
ｃｍ／ｓ，壩體屬中等透水層，壩體防滲不滿足現(xiàn)行規(guī)
范要求．壩體現(xiàn)有排水棱體局部損壞，且沒有修建
完整，起不到完全保護．因此，壩體滲流性態(tài)不安
全，在排水棱體損壞處可能會發(fā)生管涌或流土．
壩址左岸出露地層為石炭系下統(tǒng)大塘組下段
上司段（Ｃ１ ｄ２ ），巖性為厚層塊狀灰?guī)r；壩址右岸出
露地層為石炭系中統(tǒng)黃龍群（Ｃ２ ｈｎ），巖性為厚層灰
巖及白云質(zhì)灰?guī)r．地層產(chǎn)狀為傾向Ｓ２０°Ｗ，傾角１０°
～２０°．Ｆ２ 、Ｆ３ 均為區(qū)域性次級小斷層，兩條斷層均
呈ＮＮＷ 展布；Ｆ２ 斷層從左壩肩通過，Ｆ３ 斷層通過
水庫及大壩中部偏右岸．大壩平面布置及Ｆ２、Ｆ３ 斷
層和滲漏帶位置（見圖１）．
圖１ 大壩平面布置及斷層和滲漏帶位置
第５ 期 張遠坤等：楊灣橋水庫均質(zhì)土壩除險加固防滲處理 ５１
萬方數(shù)據(jù)
從圖１ 可知，斷裂破碎帶均呈閉合狀態(tài)，對大
壩蓄水及安全影響較小，壩址地質(zhì)條件能滿足建土
壩要求．壩基淺層基巖透水率為３０．６ ～５９ Lu，巖體
為中等透水，存在淺層基巖滲漏，需進行防滲帷幕
處理．
3．2 壩基、肩滲漏
１９８７ 年防滲灌漿處理前，壩基滲漏集中于壩
右岸下游１０ ｍ 處Ｓ１ 泉流出， 當庫水位在
２ １８３．７１ ｍ時，滲流量約１０．０ Ｌ／Ｓ，壩基滲漏主要
是通過淺層基巖的強風化帶產(chǎn)生滲漏．右壩肩繞
壩滲漏集中于坡腳６０ ～８０ ｍ 處，以泉群流出，當
庫水位在２ １８３．７１ ｍ時，滲流量約１０．０ Ｌ／ｓ，右壩
肩繞壩滲漏也是通過淺層基巖的強風化帶產(chǎn)生滲
漏．１９８７ 年對壩體作過劈裂灌漿處理，對壩基接觸
帶及右壩肩滲漏嚴重部位作過帷幕灌漿，其大壩
部位帷幕線及劈裂灌漿孔布置于壩體中部，右岸
帷幕經(jīng)溢洪道沿公路至管理所，在溢流堰修建完
成后，對溢流堰部位作過防滲帷幕處理．經(jīng)過１９８７
年的防滲灌漿處理，右岸至今未發(fā)現(xiàn)庫外集中漏
水現(xiàn)象，說明右岸繞壩滲漏防滲處理效果較好．但
由于當時資金問題，工程未按設(shè)計方案施工建設(shè)
完，同時基巖與土體接觸帶帷幕老化，故出現(xiàn)基巖
與土體接觸帶滲透系數(shù)較大，產(chǎn)生滲漏現(xiàn)象．壩
基、肩滲漏對大壩的安全影響較大，需對壩基和壩
肩作防滲處理．
3．3 壩體塌坑勘察
２０１１ 年７ 月１１ 日，大壩下游右岸壩坡發(fā)生塌
坑，塌坑位置距溢洪道左邊墻１６．１ ｍ，緊靠壩頂下
游邊緣．塌坑為不規(guī)則圓柱形，Φ３．４ ｍ，深３．６ ｍ．塌
陷時水庫水位為２ １８４．８５ ｍ， 低于汛限水位
２ １８５．００ ｍ．根據(jù)現(xiàn)場勘察，塌坑形成原因主要是放
水涵管周邊多處破裂，且塌坑部位經(jīng)多年潛蝕，壩
體土填筑質(zhì)量較差，同時由于當天的強降雨致使壩
面產(chǎn)生塌坑．為準確查出析事故原因，在塌坑四周
布孔６ 個，另外在新建引水隧洞部位、壩腳堆石棱
體處及左壩肩各布置一個鉆孔，共計１０ 個鉆孔．對
每孔壩體填筑土進行注水試驗，基巖進行壓水試
驗，共完成進尺３４９．４ ｍ，注水試驗６ 次，壓水試驗
４４ 段．根據(jù)《水利水電工程注水試驗規(guī)程》
（ＳＬ３４５—２００７） 進行注水試驗［３ －５］ ，計算成果（見
表１）．
表１ 鉆孔注水試驗成果表
鉆孔編號
穩(wěn)定注水量
Q ／（Ｌ／ｍｉｎ）
試驗水頭
h ／ｃｍ
試段長度
L ／ｃｍ
滲透系數(shù)
K ／（ ×１０ －４ ｃｍ／ｓ）
Ｚｋ１ ７．６ ７８０ １ ０００ ２．３ Ｚｋ２ １１．９ ８４０ １ ０００ ６．８９ Ｚｋ３ １０．６ ８２０ １ ０００ ２．４ Ｚｋ４ １０．２ ８２０ １ ０００ ２．３ ＺＫＢ１ １３．０ １ ０６０ １ ０４０ ２．１ ＺＫＢ２ １５．１ ９９０ ７６０ ３．５ ＺＫＢ３ ３２ ６６０ ６６０ １．２ ＺＫＢ４ １０．０ ８４０ ９５０ １．２ ＺＫＢ５ ４０．０ ８４０ ９８０ ８．７ ＺＫＢ６ ２４．０ ７００ ７００ ８．３ 根據(jù)鉆孔揭示，ＺＫＢ２ 鉆孔１２．５ ～１２．７ ｍ 為
裂隙，當鉆進至裂隙以下基巖時，放水涵管下游壩
腳先出現(xiàn)渾水，繼續(xù)鉆進該部位出現(xiàn)含巖粉的渾
水，停鉆１０ ～２０ ｍｉｎ 后渾水變清；在ＺＫＢ２ 鉆孔施
工幾天時間里，放水涵管下游壩腳漏水點均出現(xiàn)
間歇性渾水，故推斷塌坑部位土粒是經(jīng)過壩基以
下巖體裂隙性通道帶走，是長期水流潛蝕造成該
部位土粒的接觸流失，當該部位土體承載力不能
滿足上部土體荷載，加上強降雨滲入進一步影響
該部位土體的力學(xué)指標，從而導(dǎo)致塌坑產(chǎn)生［６］ ．塌
坑對大壩安全運行影響很大，需要對塌坑采取有
效工程處理．
4 水庫防滲補強加固處理
4．1 大壩除險加固灌漿防滲措施
針對水庫存在的滲漏問題，結(jié)合工程水文地質(zhì)
和施工條件，大壩壩體、壩肩除險加固防滲設(shè)計方
案為：壩基、壩肩帷幕灌漿＋壩體水泥土攪拌樁防
滲墻＋壩體塌坑及周邊充填灌漿．
（１）壩基、肩帷幕灌漿防滲處理
灌漿帷幕線從左岸開始沿壩軸線布置，對壩基
（肩）進行帷幕灌漿防滲．根據(jù)外業(yè)勘察資料、鉆孔
資料和水庫原始設(shè)計資料，確定帷幕灌漿底限為深
入基巖弱風化層透水率低于１０ Lu 以下一段（每段
長約５ ｍ）．帷幕邊界為兩壩肩帷幕線與１０ Lu 滲透
控制線相交并高出正常蓄水位２ １８８．００ ｍ，并依據(jù)
１０ Lu 滲透控制線和地形作適當抬升．施工中根據(jù)
先導(dǎo)孔情況調(diào)整帷幕灌漿底限高程，防滲標準為巖
石透水率≤１０ Lu．據(jù)大壩下游壩面產(chǎn)生塌坑的情
況，為進一步消除大壩明顯隱患，在塌坑影響采用
５２ 浙江水利水電學(xué)院學(xué)報 第２９ 卷
萬方數(shù)據(jù)
充填灌漿處理壩體及接觸帶滲漏．
帷幕線接水泥土攪拌樁防滲墻向兩岸延伸，防
滲帷幕線長５８０ ｍ，按一排布置，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三序孔施
工，孔為２ ｍ；由于Ｆ２ 及Ｆ３ 斷層巖體較破碎，為避
免庫水經(jīng)該部位滲漏，在該部位對灌漿孔進行加
深，共布帷幕灌漿孔２９０ 個，左壩肩起灌高程正常
蓄水位高程２ １８８．００ ｍ，大壩部位起灌高程為基巖
以上３ ｍ，溢流堰部位起灌高程為堰頂高程，右壩肩
起灌高程為正常蓄水位高程２ １８８．００ ｍ．防滲工程
量：帷幕造孔進尺９ ８９０ ｍ，其中無效進尺３ ６８８ ｍ
（土體進尺２ ７６０ ｍ，基巖進尺９２８ ｍ），灌漿進尺
６ ２０２ ｍ（土體進尺６１７ ｍ，基巖進尺５ ５８５ ｍ）．
（２）壩體水泥土攪拌樁防滲墻處理
設(shè)計鉆探注水試驗表明壩體存在嚴重滲漏現(xiàn)
象，壩軸線上游壩體滲透系數(shù)１．２ ×１０ －４ ～６．８９ ×
１０ －４ ｃｍ／ｓ之間，壩軸線下游壩體滲透系數(shù)＞８．７ ×
１０ －４ ｃｍ／ｓ．根據(jù)大壩壩體滲透系數(shù)較大及下游壩面
產(chǎn)生塌坑的情況，為進一步消除大壩明顯隱患，防
滲處理設(shè)計方案采用水泥土攪拌樁與帷幕灌漿相
結(jié)合的組合防滲方案．水泥土攪拌樁防滲墻，布置
平行于壩軸線的壩頂上游面，距壩軸線０．５ ｍ，左岸
以大壩與岸坡接觸部位起，右岸以溢洪道左邊墻
止，墻體下部接基巖面．墻頂高程為校核洪水位高
程加上安全超高后為２ １８９ ｍ．水泥土攪拌樁防滲
墻頂長３７５．０ ｍ，最大墻深１６ ｍ，阻水面積５ ３５０
ｍ２ ．對大壩壩體沿平行壩軸線上游０．５ ｍ（與壩基帷
幕線布置一致）作水泥土攪拌樁防滲墻進行防滲
（見圖２）．
圖２ 大壩水泥土攪拌樁防滲剖面
防滲墻樁孔位于平行壩軸線上游０．５ ｍ 處，墻
底部嵌入壩基巖石頂部，成墻厚度０．３ ｍ．施工按三
序樁成墻方法，用多頭小直徑深層攪拌截滲樁基就
位、調(diào)平，通過主機動力傳動推動鉆頭向土層中下
層沉刨設(shè)計深度，然后再提升攪拌機至孔口．同時，
水泥漿由高壓輸送管輸進鉆桿，經(jīng)過鉆頭噴入土體
中，在鉆進與提升的過程中，水泥漿和原土充分拌
和，此過程一次成樁３ 根，稱為一序，然后鉆機沿軸
線前移，進行下一序施工，多次重復(fù)上述過程形成
一截滲墻．樁徑０．５０ ｍ，墻體有效厚度０．３ ｍ，墻體
密度１．８５ ｇ／ｃｍ３ ，內(nèi)聚力５０ ｋＰａ，內(nèi)摩擦角１６°，滲
透系數(shù)≤５ ×１０ －６ ｃｍ／ｓ，抗壓強度R≥０．３ ＭＰａ，水
泥摻入量為１２％ ～２０％．
水泥攪拌樁Φ５００ ｍｍ，單排，攪拌樁中心間距
為４００ ｍｍ，防滲墻有效厚度３００ ｍｍ．水泥攪拌樁水
泥摻入比１５％，水泥采用４２．５ 級普通硅酸鹽水泥，
水灰比需控制在０．８ ～０．５．樁位允許偏差５０ ｍｍ，
垂直度偏差１％，樁徑允許偏差４％，相鄰樁施工間
隔時間≤２４ ｈ．采用“二噴四攪”施工工藝，按噴漿
法（濕法）施工，控制提升速度≤１．０ ｍ／ｍｉｎ ．水泥攪
樁防滲墻滲透系數(shù)須＜１．０ ×１０ －６ ｃｍ／ｓ ．樁身９０ ｄ
設(shè)計強度＞１．０ ＭＰａ，允許滲透比降J ＞１５０［７］ ．水泥
土室內(nèi)試驗試塊中，試塊在２８ ｄ 內(nèi)無側(cè)限抗壓強度
須＞０．５ ＭＰａ．
（３）壩體塌坑及周邊壩體充填灌漿處滲處理
塌坑部位采取原狀粘土壓實回填，回填采用機
械方式作業(yè)，回填前須夯實塌坑內(nèi)的松散土體，回
填土料應(yīng)與壩體土料性質(zhì)相近，并嚴格控制其含水
率，采用分層鋪填，逐層夯實，分層厚度控制在
３０ ｃｍ．施工過程中必須采取相應(yīng)的安全措施，塌坑
第５ 期 張遠坤等：楊灣橋水庫均質(zhì)土壩除險加固防滲處理 ５３
萬方數(shù)據(jù)
附近的高壓線應(yīng)停電，確保施工安全［３］ ．塌坑部位
位于大壩右壩端靠近壩頂，距放水涵洞約４ ｍ，塌坑
頂面高程為２ １８９．９ ～２ １９１．５ ｍ，塌陷Φ３．４０ ｍ 左
右，塌陷深度約為３．６０ ｍ．現(xiàn)已采用與壩體同類土
體回填，并夯實．塌坑處基巖為石炭系中統(tǒng)黃龍群
（Ｃ２ ｈｎ），巖性為灰色至淺灰色厚層塊狀白云質(zhì)灰
巖，巖層產(chǎn)狀為傾向Ｓ６８°Ｗ，傾角１０°～２０°．塌陷部
位距Ｆ３ 斷層約８３ ｍ．
處理方案為：對壩體及壩基采用充填灌漿，灌
漿下限進入基巖１０．０ ｍ．布１３ 排孔，每排布１１ 個
孔，共布１４３ 個灌漿孔．孔距、排距均為２．０ ｍ．總灌
漿進尺為３ １６１．６ ｍ，其中壩體填筑土及壩基土體
進尺為１ ５８８．６ ｍ，基巖進尺為１ ５７３．０ ｍ．
4．2 大壩防滲處理應(yīng)用效果分析
該水庫防滲處理單元工程于２０１５ 年１１ 月完
成，根據(jù)大壩帷幕孔數(shù)并組合灌漿施工具體情況，
共布置３０ 個檢查孔對壩基、肩巖石透水率進行檢
測，以評估帷幕防滲灌漿效果．檢測結(jié)果表明：３０ 個
檢查孔透水率試驗值范圍為０．３２ ～７．５７ Lu（大部
分檢查孔巖透水率＜５ Lu），所有試驗段透水率均控
制在規(guī)范要求的１０ Lu 范圍內(nèi)，合格率１００％，從檢
查孔中鉆取巖芯樣本分析，巖芯整體較均勻多呈長
柱狀，漿液充填密實，壩基、肩巖石裂隙得到有效充
填，防滲效果較顯著．壩體塌坑及周邊充填灌漿經(jīng)
壩體內(nèi)部注水試驗檢測，其滲透系數(shù)滿足規(guī)范要
求，同時經(jīng)沉降觀測，塌坑及周邊壩體無沉降現(xiàn)象．
由此說明壩體塌坑及周邊充填灌漿處理整體效果
較好．水泥土攪拌樁防滲墻施工完成后，經(jīng)觸探法
進行樁身質(zhì)量檢驗，其樁身強度滿足設(shè)計要求，鉆
孔取芯樣，芯樣完整性好．經(jīng)無側(cè)限抗壓強度試驗
其樁身強度灌足設(shè)計要求，同時經(jīng)注水試驗檢測該
攪拌樁防滲墻為不透水～弱透水，其防滲效果良
好，并經(jīng)開挖兩上樁頭進行外觀檢查，無縮頸和回
陷現(xiàn)象，成樁效果好［８］ ．
楊灣橋水庫防滲工程整體施工質(zhì)及效果良好，
該防滲處理單元工程被評為優(yōu)良工程．水庫通過防
滲處理修復(fù)處理后，在高水位和汛期大流量蓄水運
行過程中，大壩各方面運行工況良好，至今也未發(fā)
現(xiàn)滲水點，壩體和壩基、肩滲漏問題得到有效處理．
5 結(jié) 論
楊灣橋水庫是一座集灌溉、供水、防洪等功能
于一體的綜合性水庫．因受當時建設(shè)投資資金少、
施工技術(shù)水平低和后期養(yǎng)護與維護措施不到位等
因素影響，水庫存在壩體、壩基和壩肩滲漏現(xiàn)象，且
出現(xiàn)壩體塌坑等問題，同時壩體干密度及滲透系數(shù)
不滿足設(shè)計要求，壩體滲流性態(tài)不安全．為確保水
庫安全可靠運行，需要求壩體、壩基及壩肩作防滲
處理．結(jié)合目前防滲處理工程實例，對壩體采取壩
基、肩帷幕灌漿防滲＋水泥土攪拌樁防滲墻＋壩體
塌坑及周邊充填灌漿的組合防滲處理．
（１）水泥攪拌樁通過特制深層攪拌機械，利用
水泥、水灰等材料作為固化劑與原狀土進行強制攪
拌混合而形成的柱狀體，利用水泥膠結(jié)與土之間產(chǎn)
生的物理化學(xué)反應(yīng)，使松散土或軟弱土結(jié)成具有整
體性、水穩(wěn)性和一定強度的優(yōu)質(zhì)墻體．
（２）通過對壩基壩肩巖體進行帷幕灌漿，漿液
能有效充填于巖石中裂隙之內(nèi)，從而達到防滲目
的，使該水庫發(fā)揮更大的效益．
（３）塌坑產(chǎn)生的主要原因是壩基淺層巖石存在
溶蝕現(xiàn)象造成．通過對壩基巖石灌漿補強后能較好
充填巖石中的裂隙、溶槽等，從而避免塌坑的再次
產(chǎn)生，并對塌坑周邊壩體進行充填灌漿加固處理．
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５４ 浙江水利水電學(xué)院學(xué)報 第２９ 卷

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