某大坝右岸出现的问题及有效防渗处理对策

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某大坝右岸出现的问题及有效防渗处理对策

1 工程概况

某大坝为沥青混凝土心墙坝，其右岸坝肩为第四纪堆积层，堆积层最大深度达到 420 m,从下往

上共分为五层，第一层（ Q22Ⅰ ）为弱胶结卵砾石层，具有一定的透水性，渗透系数一般（ 1.

0 ~5. 0 ）×10- 3cm / s, 最小厚度仅 15 ~ 35 m, 最大厚度超过 100 m; 第二层（ Q13Ⅱ ）是快碎石土

层，透水性较小，渗透系数小于 2. 2 ×10- 5cm / s, 岩组厚度一般 31 ~ 46 m; 第三层（ Q2 -

13Ⅲ ）为弱胶结卵砾石层与粉质壤土互层，属弱透水层，卵砾石层渗透系数一般（ 1. 27 ~ 5.

19 ）× 10- 3cm / s, 粉质壤土渗透系数小于 2. 2 ×10- 5cm / s, 总厚度 45 ~ 154 m; 第四层（ Q2 -

23Ⅳ ）为弱胶结卵砾石层，透水性明显大于其它四层，渗透系数一般（ 1. 0 ~5. 0 ）×10- 3cm /

s, 局部达到 9. 86 × 10- 3cm / s; 第五层（ Q2 - 33Ⅴ ）为表层，为粉质壤土夹含炭化植物碎屑层，

渗透系数小于 2. 2 ×10- 5cm / s, 厚约 90 ~ 107 m.堆积层以下是晋宁期石英闪长岩。为保证右岸

稳定和减小库水渗漏，在右岸设置了复杂的防渗排水措施。在 0 +343. 500 m~ 0 + 610. 000 m

“ 段，采用防渗墙 + ” 帷幕灌浆处理，因防渗墙最大深度在 140 m 左右，故防渗墙分为上、下两

段，中间设置施工廊道，帷幕深入第二层 5 m; 在0 + 610. 000 m ~ 0 +710. 000 m “段，采用悬挂

”式防渗墙处理，墙体深入第三层；其中防渗墙厚度均为 1 m.岩层情况和防渗措施具体布置见

图1.工程前期有限元分析得知右岸仅设置防渗系统，其下游山坡的地下水位依旧很高，其边坡

稳定受到一定的影响，故在右岸防渗系统下游设置一条排水廊道，为方便施工，又设置两条施

工廊道，在排水廊道和施工廊道均布置孔距为 3 m 的排水孔，在排水廊道孔深为 30 m,在交通

廊道孔深为 10. 0~ 20. 0 m. 各廊道布置见图 2[1].

2 大坝右岸渗流性状分析

为了解右岸地下水位，掌握渗漏情况，右岸共布置水位孔、量水堰、渗压计等监测仪器。根据

各仪器监测结果绘制分布见图 2,2013 年4 月30 日和 11 月26 日对应的库水位分别为 2 601.

4、2 647. 34 m. 由图可知：量水堰渗漏量整体较大。水位孔的测值基本上表现为上游大于下

游，右岸大于坝体方向的规律，排水孔渗漏量也是越靠近右岸，单孔渗漏量越大，从现场情况

看，排水廊道的右端最潮湿，且少量排水孔的渗水还夹带有泥沙，局部渗透坡降较大，渗水未

完全稳定。

排水廊道下游侧的水位孔测值大于排水廊道上游侧的水位孔，排水廊道对降低右岸地下水位效

果显着。渗水点 S06 是右岸下游边坡的主要出水点，其邻近水位孔 GC03,该孔水头较高，对边

坡稳定不利。从位于右岸 7 号沟和 8 号沟内的 GC07 ~ GC09 看，其测值整体大于相同坝轴距的

水位孔。依据以上推断，库水通过防渗墙右侧的 7、8 号沟进入下游的可能性极大。防渗墙下

游渗压计的测值情况也整体呈现右岸大于左岸，进一步证明有一定量的库水从防渗墙右侧渗透

进入下游。从现场检查情况看，右岸边坡破坏较为严重，部分区域混凝土预制块下回填的砂卵

石、反滤层及原本的堆积体已被渗水严重掏空，且局部浆砌石挡墙被护坡严重挤压变形。

3 新增防渗排水措施分析

从第 2 节分析已知，库水主要通过防渗墙右侧进入下游；且右岸地下水位整体较高，排水孔渗

水含沙，渗流未稳定；右岸边坡局部混凝土预制块下回填的砂卵石、反滤层及原本的堆积体都

已被严重掏空。针对以上问题，提出两点建议：一是延长右岸防渗墙，减小渗漏量；二是在

右岸新增排水廊道，减小岸坡地下水位，防止边坡发生渗透破坏。本节就延长防渗墙两种方式

以及新增排水廊道的建议进行有限元分析，评价新增防渗排水措施的效果[2 -4].

3. 1 计算模型与参数

网格区域包括坝轴线以上 740 m 到坝轴线以下 650 m, 总长 1 390 m; 坝轴向从坝 0 +411 到坝 0

+880, 总长 469 m; 在高程方向，网格从山顶高程 2 720 m 到基岩 2 200 m 高程，包含已勘测查明

的所有覆盖层。防渗结构包括坝体的沥青混凝土心墙，上下分段式防渗墙、帷幕灌浆接头，深

入基础相对隔水第二岩组内 5. 0 m 以上的帷幕。帷幕灌浆接头网格形态按设计图纸形态建立，

底部帷幕厚度为 3 m. 有限元网格见图 3.依据该工程前期试验和参照其他工程资料[5],计算参数

如表1 所示。

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摘要：

某大坝右岸出现的问题及有效防渗处理对策1工程概况某大坝为沥青混凝土心墙坝，其右岸坝肩为第四纪堆积层，堆积层最大深度达到420m,从下往上共分为五层，第一层（Q22Ⅰ）为弱胶结卵砾石层，具有一定的透水性，渗透系数一般（1.0~5.0）×10-3cm/s,最小厚度仅15~35m,最大厚度超过100m;第二层（Q13Ⅱ）是快碎石土层，透水性较小，渗透系数小于2.2×10-5cm/s,岩组厚度一般31~46m;第三层（Q2-13Ⅲ）为弱胶结卵砾石层与粉质壤土互层，属弱透水层，卵砾石层渗透系数一般（1.27~5.19）×10-3cm/s,粉质壤土渗透系数小于2.2×10-5cm/s,总厚度45~154m...

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