袁 慧，羅兆鵬，夏 瓊

（1.溫州市水利電力勘測設(shè)計院有限公司,浙江 溫州 325000；2. 四川科津工程咨詢有限公司溫州分公司,浙江 溫州 325000；3.鹿城區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局,浙江 溫州 325000）

1 工程概況

仰義水庫位于溫州市鹿城區(qū)仰義街道,距市區(qū)14 km,壩址以上集雨面積11.5 km2,主河道長5.1 Km,河道平均坡降2.18%。水庫正常蓄水位72.20 m,正常庫容913.3 萬m3,校核水位75.59 m,總庫容1158.3 萬m3。水庫是一座以防洪、供水為主,兼顧灌溉等綜合利用的中型水庫,工程等別為Ⅲ等,主要建筑物級別為3 級。水庫主要建筑物由主壩、副壩、溢洪道、輸水隧洞等組成。

水庫主壩為粘土斜墻壩,最大壩高40 m,壩頂高程為77.5 m,壩頂長106 m,寬4.5 m,防浪墻頂高程為78.5 m。

水庫副壩為粘土斜墻壩,最大壩高12.3 m,壩頂高程77.52 m,壩頂長度54 m,寬4.0 m。

溢洪道為開敞式溢洪道+1 孔控制閘,總凈寬25.2 m,其中開敞式溢洪道堰頂高程72.2 m,寬23 m?？刂崎l寬2.2 m,閘底高程70.2 m,閘門高2 m。

輸水隧洞位于主壩右岸,由進(jìn)水口、洞身、出口等部分組成。隧洞進(jìn)水口為斜坡式,進(jìn)水口設(shè)有4 孔,其中2 個孔口尺寸為φ900,中心高程49.4 m,其后接洞身。另兩孔進(jìn)口高程57.9 m,孔口尺寸0.5 m×0.5 m,兩孔進(jìn)口進(jìn)入洞后均接入同一根φ500鑄鐵管,鑄鐵管埋于隧洞底部。

2 水庫大壩安全鑒定結(jié)論

仰義水庫主壩左壩肩在59.0 m~68.0 m高程處的滲透系數(shù)為1.0×10-2cm/s,填土屬強透水帶,大壩填土滲透系數(shù)不滿足規(guī)范要求。2019 年大壩安全鑒定時大壩滲流安全評定為“B級”,大壩綜合安全評價為“二類壩”,要求仰義水庫水位控制在68.0 m以下運行,并建議對大壩防滲體進(jìn)行相應(yīng)的加固處理,保證大壩的結(jié)構(gòu)安全。

3 事件發(fā)生的相關(guān)經(jīng)過

由于連續(xù)長時間的降雨,2021 年5 月19 日仰義水庫現(xiàn)場巡查人員于水庫大壩上游左壩肩的第一級馬道上方,高程約68.0 m處,發(fā)現(xiàn)干砌塊護坡的砌石出現(xiàn)松動現(xiàn)象,巡查人員用腳踩踏后塊石下沉出現(xiàn)一個較大的塌坑,塌坑呈亞圓形,塌坑頂約為長2.5 m、寬約2.5 m,塌坑底部長約4.0 m、寬約5.0 m,塌坑深約4.5 m,見圖1。

圖1 水庫上游塌坑現(xiàn)場照片

水庫上游壩坡出現(xiàn)塌坑后,水庫管理單位組織對水庫的塌坑進(jìn)行回填處理并進(jìn)行應(yīng)急充填灌漿以保證水庫大壩的安全度汛并為水庫后續(xù)的除險加固的設(shè)計工作贏得寶貴時間。

4 充填灌漿設(shè)計

水庫應(yīng)急充填灌漿工程共布置三排灌漿孔,第一排布置在上游壩坡第一級馬道上,高程約67.3 m；第二排布置在距第一級馬道下游側(cè)12 m,高程約71.8 m,第三排布置在距第二排灌漿中心線下游7 m處。第一排布置灌漿孔65 個,第二排布置灌漿孔13 個,第三排布置灌漿孔15 個,三排共布置灌漿孔83 個。灌漿分三序進(jìn)行,孔距為1.0 m,第一序孔距4.0 m,第二序孔距4.0,第三序孔距2.0 m,灌漿孔底高程約且以基巖面進(jìn)行控制,灌漿壓力（表孔壓力）不大于0.08 MPa,對每孔進(jìn)行分段灌漿,每段長9 m~10 m,每段的灌漿壓力可通過試驗進(jìn)一步確定。

圖2 第一排充填灌漿孔布置縱剖面圖（馬道位置處）

圖3 第二排充填灌漿孔布置縱剖面圖（馬道上游12 m位置處）

4.1 灌漿工藝

（1）鉆孔

本次充填灌漿共布置83 個孔,共3 排,鉆孔孔底高程以基巖面進(jìn)行控制,鉆機孔徑75 mm,終孔孔徑不小于50 mm,造孔按三序孔進(jìn)行,造孔應(yīng)保證垂直,灌漿孔位置偏差小于l0 cm,鉆孔應(yīng)保持垂直,傾斜度不大于孔深的2%,當(dāng)孔深小于30 m或孔深小于30 m,但壩體內(nèi)有大量砂礫石時,可采用泥漿護壁鉆進(jìn),每孔宜下套管,套管下至最低灌漿段的頂部,灌漿孔的孔口處應(yīng)做好保護,防止塌孔。

（2）灌漿材料與漿液

充填灌漿材料為粘土水泥漿,配合比按照重量設(shè)計要求為粘土80%,水泥20%,水泥為42.5#的普通硅酸鹽水泥,漿液密度為1.3 g/cm3~1.6 g/cm3。灌漿壓力一般控制在0.08 MPa以內(nèi)。灌漿配比采用1∶1、0.8∶1、0.6∶1、0.5∶1四個等級,可通過灌漿對比試驗進(jìn)行優(yōu)化。

表1 漿液各種配比容重表

（3）土料要求

本工程土料采用粘土或者粉質(zhì)粘土,其性能指標(biāo)見表2。漿液性能指標(biāo)見表3。

表2 灌漿土粘性能指標(biāo)要求

表3 灌漿漿液物理力學(xué)性能要求

采用專用機械進(jìn)行制漿,在攪拌過程中應(yīng)先清除大顆料和相關(guān)雜物,保證土料的可靠性,在灌漿前利用濾篩進(jìn)行過濾。

制漿過程中漿液密度、輸漿量應(yīng)每小時檢測1 次,漿液的穩(wěn)定性和自由析水率每10 d檢測1 次,如漿料發(fā)生變化,應(yīng)隨時增加檢測頻率。

（4）灌漿壓力及方式控制

本次灌漿采用分段灌注方法,由下至上,本次孔深約29 m,每段長9 m~10 m,每孔宜下套管,套管下至最低灌漿段的的頂部。灌漿時,應(yīng)先灌一序孔,后灌二序孔,再灌三序孔。初灌時,孔口壓力初定為0.08 MPa（可根據(jù)灌漿試驗調(diào)整）,泥漿密度選擇在1.3 g/cm3~1.4 g/cm3之間,應(yīng)分段設(shè)置不同的灌漿壓力,灌漿前必須先做灌漿試驗。根據(jù)灌漿試驗以及吃漿量的大小改變灌漿壓力及泥漿密度。

在灌漿過程中如發(fā)現(xiàn)吸漿量比較大時,周圍可能存在孔洞區(qū)域,應(yīng)及時跟設(shè)計人員溝通,采取相應(yīng)的措施或者對周邊進(jìn)行加強灌漿。

（5）復(fù)灌和終灌

灌漿后,由于泥漿原干縮,灌漿孔上段會進(jìn)行收縮,為了灌滿,需進(jìn)行復(fù)灌,復(fù)灌采用濃度較大的泥漿,復(fù)灌的時間在初灌后5 天,復(fù)灌次數(shù)為2 次,兩次灌漿的時間間隔不少于3天。

結(jié)束灌漿控制：①采用分段多次灌漿,漿液已經(jīng)灌注至孔口,經(jīng)過多次復(fù)灌,且孔口不再吃漿為準(zhǔn)。②灌漿孔的表孔灌漿孔口壓力略大于設(shè)計壓力,且保持5 min壓力不下降。

（6）封孔

當(dāng)灌漿結(jié)束后,采用濃漿進(jìn)行封孔,封孔漿液密度應(yīng)大于1.5 g/cm3,并進(jìn)行多次灌注,直至灌滿為止。

4.2 灌漿質(zhì)量檢查

應(yīng)急充填灌工程于2021 年7月19日開始施工,2021 年10月4 日完成。根據(jù)施工過程記錄表、以及相關(guān)的第三方單位出具的檢查孔壓水試驗數(shù)據(jù),本次大壩應(yīng)急充填灌漿工程對大壩可能存在的滲漏通道起到了一定的補強作用,水庫主壩經(jīng)灌漿處理后,成效顯著,有效充填了大壩可能的滲漏通道,在一定程度上消除了壩體隱患,提高了壩體的防滲能力和穩(wěn)定性。

表4 應(yīng)急充填灌漿檢查孔注水試驗統(tǒng)計表

續(xù)表4

5 結(jié)語

壩體充填灌漿具有應(yīng)用廣泛,施工簡單、造價低等優(yōu)點。仰義山水庫大壩經(jīng)灌漿處理后,有一定的成效,有效的充填了壩體左壩肩的滲漏通道,消除了壩體隱患,提高了壩體的防滲能力,為保證水庫的安全度汛起到了重要作用,本工程可為其它工程滲漏通道體處理及加固提供參考。