(新疆水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院,烏魯木齊830000)
五一水庫(kù)位于巴音郭楞蒙古自治州,是一項(xiàng)具有灌溉、防洪、發(fā)電、生態(tài)、城鎮(zhèn)及工業(yè)供水等綜合效益的Ⅲ等中型工程,為迪那河流域的控制性水庫(kù)。工程由攔河大壩、導(dǎo)流兼泄洪沖砂洞、發(fā)電洞、表孔溢洪洞等主要建筑物組成。大壩為碾壓式瀝青心墻砂礫石壩,水庫(kù)正常蓄水位1370.0m,總庫(kù)容0.98億m3,最大壩高102.5m。近期年供水量5100萬m3,供水流量1.62m3/s,大壩為2級(jí)建筑物。
工程區(qū)在大地構(gòu)造單元上,位于塔里木盆地北部邊緣的庫(kù)車坳陷帶內(nèi);壩址區(qū)地貌單元屬于峽谷地貌,河谷形態(tài)呈“V”形(部分段為U型寬谷),谷底寬度一般30~50m,最寬155m,谷頂為Ⅳ級(jí)以上階地面,呈階梯狀。工程抗震設(shè)計(jì)烈度為8°。
壩址區(qū)基巖巖性單一,地層為第四系下更新統(tǒng)西域礫巖(Q1),硅質(zhì)、鈣質(zhì)膠結(jié),厚層至巨厚層狀。巖體透水率較小,小于3Lu的埋深4~15m,強(qiáng)至弱風(fēng)化巖石的透水率在1~3lu之間,屬弱透水巖體,瀝青混凝土心墻防滲體建基面基礎(chǔ)即已滿足規(guī)范要求的防滲標(biāo)準(zhǔn)(透水率q<3Lu),由于地基為西域礫巖,硅質(zhì)、鈣質(zhì)膠結(jié),可灌性差,壩基底部基本不設(shè)置帷幕灌漿,僅在右岸坡局部巖體段因階地前緣沿河谷方向巖體發(fā)育有卸荷裂隙,透水率較大,有10m長(zhǎng)壩段進(jìn)行了帷幕灌漿,單排,孔距2.0m,伸入巖石深度15m。灌漿后巖石透水率滿足設(shè)計(jì)要求。
壩址區(qū)河谷兩岸階地發(fā)育,左岸階地有一古河槽,古河槽中心線距離河谷500m,其延伸方向大致為南北向與河谷近平行,壩軸線下游側(cè)古河槽分布偏向岸里。古河槽防滲段上部為第四系上更新統(tǒng)沖洪積砂卵礫石及全新統(tǒng)坡積含土砂卵礫石層,厚度5~15m。槽內(nèi)為第四系中更新統(tǒng)沖積砂卵礫石層,砂礫石結(jié)構(gòu)較密實(shí),局部有弱膠結(jié)現(xiàn)象;根據(jù)原位注水試驗(yàn), 滲透系數(shù)為1.10×10-2~1.96×10-2cm/s, 屬?gòu)?qiáng)透水層。古河槽頂部高程1372~1400m,頂寬400~500m,最寬800m,底寬150~200m,埋深28~52m,底部高程1332~1352m。古河槽基巖頂板高程低于正常高水位1370m高程18~38m,是庫(kù)區(qū)滲漏的主要通道,如圖1。
圖1 古河槽分布
左岸階地古河槽沿主壩軸線方向?qū)挾容^寬,在壩軸線上游255m處,古河槽寬度較窄,埋深也相對(duì)較淺,為節(jié)約工程造價(jià),將防滲墻位置放在此處。初設(shè)階段古河槽防滲采用槽孔混凝土防滲墻進(jìn)行防滲[1],防滲墻長(zhǎng)度382m,最大深度40m,防滲墻頂高程1372m,最低墻底高程1332.0m,深入基巖0.5~1.0m,墻厚0.8m。防滲墻底部基巖透水率基本小于3Lu,滿足防滲要求。
古河槽地質(zhì)情況根據(jù)物探及參照主壩軸線附近鉆孔及河床壩基地質(zhì)資料,古河槽下伏巖性為第四系下更新統(tǒng)西域礫巖(Q1),巖體較完整,泥砂質(zhì)、鈣質(zhì)膠結(jié)或半膠結(jié),礫巖強(qiáng)風(fēng)化層厚1~3m,透水率小于3Lu,防滲墻底部未設(shè)帷幕灌漿,如圖2。
圖2 初設(shè)階段古河槽地質(zhì)剖面
工程實(shí)施之前為查明古河槽分布寬度和深度,于2011年10~12月針對(duì)古河槽進(jìn)行了鉆探補(bǔ)勘。在古河槽防滲軸線上布置4個(gè)鉆孔,根據(jù)壓水試驗(yàn)古河槽下伏的西域礫巖僅鉆孔JK2第一段透水率值為20.56Lu,第2段為0.98Lu。鉆孔JK3第1段到第3段的透水率值為7.55,6.96,5.38Lu,其余均小于5Lu。古河槽的深度與前期基本一致,但古河槽底部基巖透水率有所增大。
依據(jù)鉆探補(bǔ)勘的成果,古河槽頂部高程1372~1400m,基本高于壩頂高程,防滲墻軸線上游距河谷150~240m,軸線下游側(cè)古河槽分布偏向岸里,滲徑較長(zhǎng),古河槽防滲墻最大深度36.5m,正常蓄水位1370m時(shí),其底部最大水頭33m,水頭較低,對(duì)壩體下游滲透穩(wěn)定影響不大??紤]主壩段防滲體底部基巖未做帷幕灌漿處理,古河槽防滲墻底部可參照主壩段的防滲型式。若階地段古河槽砂礫石層底部基巖因局部段透水率稍大,而在覆蓋層下基巖設(shè)置帷幕灌漿,古河槽防滲墻面積1萬m2,預(yù)埋混凝土灌漿管的長(zhǎng)度5000m,投資增加較大,占古河槽防滲處理投資的30%,也增加了施工難度。
綜合分析,最終確定采用0.8m厚的混凝土槽孔防滲墻防滲,底部嵌入基巖0.5m以上,覆蓋層下基巖不做帷幕灌漿處理。要求防滲墻施工前,應(yīng)設(shè)先導(dǎo)孔,并取芯,確定巖石界限,根據(jù)巖芯情況最終確定防滲墻深度。
本工程于2013年6月施工,施工完成的古河槽防滲墻長(zhǎng)391.15m,最大深度36.5m,施工最終完成的防滲墻面積10846m2。
(1)古河槽防滲墻軸線上游距河谷150~240m,軸線下游側(cè)古河槽分布偏向岸里,滲徑較長(zhǎng),水頭較低,對(duì)壩體下游及建筑物滲透穩(wěn)定影響不大,防滲墻底部不進(jìn)行帷幕灌漿。蓄水時(shí)應(yīng)加強(qiáng)防滲墻的滲流監(jiān)測(cè),如發(fā)現(xiàn)滲流量較大,后期可從防滲墻頂部進(jìn)行墻底部基巖的帷幕灌漿。
(2)在保證工程安全的前提下,防滲墻底部基巖不設(shè)置帷幕,節(jié)約工程投資。
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