格里桥水电站复杂地质条件大坝防渗帷幕布置研究

格里桥水电站复杂地质条件大坝防渗帷幕布置研究摘要：格里桥水电站在施工过程中右岸防渗线揭露出了_上下贯通、延伸至库区的大型岩溶管道，为降低坝基渗透压力、有效控制坝基及绕坝渗漏，对岩溶管道采取“引、堵、排”的综合处理措施，解决了灌浆施工难题，使格里桥大坝防渗帷幕正常运行，取得了良好的效果。关键词：格里桥水电站水工结构岩溶防渗帷幕1.工程地质概况1.1地形地貌格里桥水电站位于贵州省贵阳市开阳县与黔南州瓮安县交界的清水河干流上，是清水河干流的第四个梯级电站。坝址区河谷断面为“u”型，河水流向N76°w，枯期河水高程626.6m，汛期河水位约637.5m，左岸边坡顶高程110m，右岸1080m，相对高差约480m，属岩溶中高山及侵蚀中低山混合地貌。1.2防渗工程地质条件坝基为安顺组第一段角砾状白云岩，微新岩体，发育f9、f10断层，两条断层多为方解石及钙质胶结，胶结较好，均为硬性结构面。岩溶发育微弱，主要岩溶类型为小溶孔及沿断层发育的小溶缝。左岸为安顺组、大冶组第二、三段可溶岩地层，F4、F6断层岩溶发育，地下水活动强烈，可能成为左坝肩绕坝渗漏的通道。左岸渗漏形式不但存在分散渗漏，还有可能存在沿断层的带状渗漏。渗漏类型包括沿可溶岩的面状绕坝渗漏、向马路河邻谷的面状和带状渗漏。右岸为安顺组、大冶组第二、三段可溶岩地层，而隔水性能良好的大冶组第一段（T1d1）地层分布于下游陡壁脚缓坡地带。右岸顺河向裂隙发育及溶洞发育。因此右岸主要是沿裂隙、溶蚀区分散渗漏，渗漏类型为面状分散绕坝渗漏。 1.3施工过程中地质条件工程施工过程中，随着灌浆隧洞的开挖支护、物探检测、帷幕钻孔灌浆的进行，大坝防渗帷幕地质条件逐渐清晰。总体来说，左岸及坝基岩溶弱发育，右岸地质条件复杂，岩溶强发育。施工过程中发现右岸724m灌浆隧洞中开挖揭露四个稍大溶洞，右岸650m灌浆隧洞及7#施工支洞中开挖揭露二个稍大溶洞，边坡出水点一个。为了进一步了解724m隧洞溶洞、650m隧洞溶洞及各泉水点之间的联系，在K上2溶洞端头685-690m处投入酸性大红进行连通试验。试验结果表明，K上2溶洞、K下1溶洞与S10泉水点是连通的，连通时间约2小时。2.防渗工程设计2.1防渗范围及标准格里桥大坝左右岸帷幕均与相对隔水层T1dl相接，坝基段为悬挂式帷幕，防渗顶高程为719m，底高程为540m，大坝防渗线总长约1802m，防渗面积约19.33万O。通过对防渗范围内岩溶水文地质条件分析，考虑到不同部位防渗处理的目的不一，建筑物区域重点解决安全问题，远离建筑物区域重点解决渗漏问题。为节省工程投资，在施工图阶段对防渗帷幕采取了分期处理的措施，一期帷幕接地下水位，二期接入相对隔水层T1dl。其中：一期防渗线长约632m，防渗面积约9.3万O，防渗帷幕灌浆5.97万m；二期防渗线长约1170m，防渗面积约10万O。电站大坝坝高为124m，根据帷幕不同部位承受水头大小拟定了不同区域的防渗标准，防渗标准范围为透水率q≤1-5Lu。2.2防渗帷幕结构 为满足防渗帷幕的施工需要，同时考虑到坝内交通观测廊道布置、施工条件等，在两岸山体内设置了724m、650m两层灌浆隧洞，坝内设置了616m灌浆廊道。防渗帷幕由在左右岸两层灌浆隧洞及坝基灌浆廊道内施工的帷幕灌浆组成。2.3防渗帷幕参数防渗帷幕灌浆参数的设计是根据灌浆试验、地质条件、岩溶发育规律、建筑物的布置和要求综合确定。灌浆遵循先下游排后上游排，先一序孔后二序孔再三序孔的原则进行。根据帷幕灌浆试验成果确定：一期帷幕：坝基及两坝肩部位为双排孔，孔距2.5m，排距1.2m，两岸视地质情况分别设置双排孔与单排孔，双排孔孔距2.5m排距1.2m，单排孔孔距2.5m。二期帷幕则根据开挖揭露出的地质条件，结合物探手段探明地质状况，再研究确定防渗范围及钻灌参数。帷幕灌浆采用孔口封闭灌浆法，根据浆液试验成果及现场帷幕灌浆试验成果采用水泥粉煤灰混合浆液灌注。2.4主要变更调整设计2.4.1帷幕灌浆隧洞为满足工程整体进度要求，节省工程投资，施工期结合已开挖的一期防渗帷幕灌浆隧洞揭示的地质情况综合分析，拟定未开挖的二期帷幕灌浆隧洞暂缓施工，待蓄水后，根据预留的水位观测孔等观测设施加强观测。由此减短帷幕灌浆隧洞1406.97m，二期防渗范围的物探测试待灌浆隧洞施工后再行施工。2.4.2右岸岩溶管道处理增加物探工作右岸地质条件复杂，岩溶强发育，帷幕线穿过的断层有f9、f11-11、f11-2、f4逆断层，f5、f10逆断层，并揭露出多个大型岩溶管道。施工期为了进一步查明防渗帷幕线上的地质情况、岩溶管道规模及具体位置，为不良地质段及溶洞处理提供依据，在右岸局部防渗区域增加了物探工作。 2.4.3右岸溶洞处理据已有资料分析，K上2、K下1溶洞处理极为重要，其处理成败关系到能否正常下闸蓄水。根据几个岩溶管道及S101的相互关系，最终确定了“上引中堵下排”的处理方案，见图1。（1）右岸724m高程溶洞K上2采取堵排的方法处理将帷幕线下的溶洞采用回填混凝土的方式进行封堵，回填混凝土自洞口至防渗帷幕线上游20m（水平投影长度），为避免溶洞内的水位在暴雨情况下上涨，击穿帷幕及威胁堵漏措施的安全性，在溶洞内埋置一根中400mm钢管，引至上游库区，回填混凝土区域的顶部进行回填灌浆，然后再进行帷幕灌浆，以达到防渗要求。（2）右岸650m灌浆隧洞处的K下1溶洞处理探明溶洞在650m高程附近的发育情况后，拟定了K下1溶洞处理方案。在灌浆隧洞上下游各增加1排副帷幕和1排补强帷幕。副帷幕先于主帷幕施工，补强帷幕在主帷幕施工结束后施工，增加的两排帷幕一方面可为主帷幕施工创造条件，同时可对溶洞区域的帷幕进行加强加厚。副帷幕主要解决溶洞大渗透量问题及进行溶洞充填，主要采用级配料、水泥稳定浆液灌浆和膏浆灌浆的施工工艺。副帷幕灌浆完成后，进行主帷幕灌浆施工，主帷幕灌浆采用双排孔，排距1.2m，孔距2m，孔向竖直向下。帷幕灌浆采用水泥浆与膏浆相结合进行灌注，封孔前孔内置入30m长中25钢筋增加整体受力能力，根据灌浆情况压力提高至5MPa，搭接帷幕灌浆施工时增大孔深，同时提高灌浆压力。为保证和保护防渗帷幕的长期运行要求，在帷幕灌浆施工完毕后，在帷幕灌浆轴线与副帷幕灌浆轴线之间的上下游侧各施工一排补强帷幕灌浆。（3）S101泉水出口处理在S101泉水出口护坡混凝土内预埋一根中300钢管进行排水，并进行监测。3结语 （1）格里桥水电站旱已下闸蓄水，水库在正常蓄水位下运行已五年有余，从目前现场情况及监测资料分析，格里桥大坝防渗帷幕正常运行，基本没有出现异常，右岸复杂岩溶处理成效显著。（2）格里桥水电站大坝防渗帷幕一期接地下水位，二期帷幕接大冶组隔水层T1dl地层。电站至今已高水位运行多年，坝后岸坡及山体未见明显出水点。根据监测情况推测二期帷幕范围内没有大规模渗漏通道，可暂缓施工继续观察。（3）格里桥水电站大坝右岸岩溶复杂，施工过程中根据物探测试成果及地勘资料，对不同部位、不同处理对象采取动态设计，及时调整灌浆参数、合理选用浆材，在满足防渗要求的同时，节约了投资。（4）格里桥水电站大坝防渗线地质条件复杂，右岸岩溶强发育，通过对复杂岩溶系统的研究，查清了防渗区域岩溶发育规律，制定了合理可行的措施，取得了良好的效果，积累的工程经验可供类似工程借鉴。