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雙塔水庫滲漏分析及處理

文檔作者：緱斌１，蒲曉琪２文檔來源：１．甘肅省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院２．甘肅省疏勒河流域水資源管理局		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2024年06月07日
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收稿日期：２０１７ － １０ － ２４
作者簡介 ：緱 斌 （１９６３ － ） ，男 ，高級(jí)工程師 ，主要從事 水文地質(zhì)與工程地質(zhì)、巖土工程的勘察試驗(yàn)與
研究工作。E mail ：work１９６３＠ １６３.com
雙塔水庫滲漏分析及處理
緱 斌１ ，蒲曉琪２
（１ ．甘肅省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，甘肅蘭州７３００００ ；２ ．甘肅省疏勒河流域水資源管理局，甘肅玉門７３５２１１）
摘 要： 雙塔水庫第４ 次除險(xiǎn)加固采用了防滲墻、帷幕灌漿等工程技術(shù)手段， 壩體整體防滲效果得到改善， 并阻塞了
原有的滲漏通道， 有效提高了大壩結(jié)構(gòu)安全性。表２ 個(gè)。
關(guān)鍵詞： 水庫； 除險(xiǎn)加固； 帷幕灌漿； 滲漏分析； 處理
1 概 述
雙塔水庫位于甘肅省疏勒河中下游， 始建于
１９５８ 年，１９６０ 年２ 月建成蓄水。水庫最高蓄水位
１ ３２９.８ m ，一直未達(dá)到正常蓄水位１ ３３０.３０ m ；先后
于１９７８ 年、１９９６ 年、２００２ 年對(duì)壩體進(jìn)行了３ 次除
險(xiǎn)加固， ３ 次安全鑒定時(shí)間分別為１９９６ 年、２０００
年、２０１４ 年。
２０１３ 年９ 月２４ 日， 水庫蓄水位１ ３３０.００ m時(shí)，
１ 號(hào)副壩壩后發(fā)現(xiàn)２ 處滲流點(diǎn)， 主壩右壩肩山體埡
口處也出現(xiàn)滲流。水位達(dá)到１ ３３０.２１ m時(shí)， 右壩肩
滲流量達(dá)０.９３ L／s 。
２０１４ 年１０ 月１４ 日， 水利部大壩安全管理中心
對(duì)《甘肅省疏勒河雙塔水庫安全評(píng)價(jià)報(bào)告》和《雙
塔水庫大壩安全鑒定報(bào)告》進(jìn)行了復(fù)核， 復(fù)核結(jié)論
的主要內(nèi)容為： 主壩左壩肩下游坡抗滑和抗震穩(wěn)定
性不滿足規(guī)范要求； 主壩左壩肩滲透穩(wěn)定性不滿足
規(guī)范要求； 副壩滲流安全不滿足規(guī)范要求； 正常溢
洪道消力池尾坎凍融破壞； 泄洪渠交通橋存在安全
隱患； 輸水洞兩座交通橋設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低， 損毀較嚴(yán)
重； 大壩安全監(jiān)測設(shè)施不全。同意定為“三類壩” 。
2 除險(xiǎn)加固施工地質(zhì)監(jiān)測
本次雙塔水庫除險(xiǎn)加固的設(shè)計(jì)方案主要為： 對(duì)
主（副） 壩打塑性混凝土防滲墻， 主壩墻厚０.８ m ，
副壩墻厚０.６ m ，主壩墻體入巖深度不小于０.８ m ，副
壩墻體入巖深度１.０ m 。對(duì)主（副） 壩體進(jìn)行砂礫石
培厚， 培厚寬度２.０ m ，填筑料相對(duì)密度≥ ０.７５ 。對(duì)
主（副） 壩基進(jìn)行帷幕灌漿（２ 號(hào)副壩為左壩段） ，
灌漿深度為巖石透水率小于５ Lu 以下１０ m 。在１
號(hào)副壩溢洪道北側(cè)增設(shè)２ 號(hào)溢洪道。
２.１ 塑性混凝土防滲墻入巖
根據(jù)施工先導(dǎo)孔資料： 主壩和１ 、２ 號(hào)副壩施
工先導(dǎo)孔揭示的各壩體防滲墻基巖面高程基本與勘
察資料相符， 勘設(shè)和先導(dǎo)孔資料均可作為防滲墻施
工入巖深度的依據(jù)。
鑒于受２０ 世紀(jì)五六十年代施工條件限制， 原
壩基清基不徹底。施工前現(xiàn)場研究確定防滲墻施工
原則：
一是防滲墻施工以勘設(shè)資料和先導(dǎo)孔資料為依據(jù)。
二是基巖面界定以粘土防滲墻（１ 號(hào)副壩壩體
以碎石土為主局部為粘土心墻、２ 號(hào)副壩壩體為含
礫砂土） 與壩基片麻狀花崗巖（２ 號(hào)副壩右壩段壩
基巖性為磚紅色泥質(zhì)砂巖） 的不同巖性為準(zhǔn)繩。
三是抓斗施工中以徹底抓不動(dòng)并抓出較新鮮巖
塊為準(zhǔn)， 量測槽（孔） 見巖深度后開始施以沖擊鉆
入巖。
四是根據(jù)設(shè)計(jì)要求： 主壩以不小于０.８ m和副
壩不小于１.０ m控制入巖深度， 在防滲墻入巖深度
施工中， 一般單槽（孔） 采用五孔三抓， 巖石堅(jiān)硬
時(shí)采用鉆入巖排砸（俗稱趕羊槽） ， 確保入巖深度；
待每槽（孔） 槽內(nèi)沉淀（ ＜ １０ cm）清理完成后， 再
以綱絲測繩量測為準(zhǔn)， 確定實(shí)際入巖深度和及泥漿
· ６４ ·
工程施工 SMALL HYDRO POWER ２０１８ No.1 ， Total No.199
萬方數(shù)據(jù)
比重。每槽（孔） 待入巖深度、槽（孔） 內(nèi)沉淀、
泥漿比重三項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到規(guī)范和設(shè)計(jì)要求后， 方可
進(jìn)入下道防滲墻澆筑工序。
２.２ 壩體培厚
主（副） 壩壩體砂礫石填筑料培厚寬度均為
２.０ m ，設(shè)計(jì)相對(duì)密度≥ ０.７５ 。培厚后主壩壩頂寬
度１０.０ m ，１ 號(hào)副壩除老輸水洞上部的大埡口段壩
頂寬度８.０ m外， 其余壩段和２ 號(hào)副壩壩頂寬度均
為５.０ m 。
培厚時(shí)填筑料控制厚度０.４ m ，含水量控制在
６％ ， 并對(duì)老壩體表層１.０ m銜接寬度同時(shí)進(jìn)行大型
振動(dòng)碾碾壓４ 邊， 施工、監(jiān)理、質(zhì)檢三方進(jìn)行現(xiàn)場
平行檢測試驗(yàn)。主壩培厚在０ ＋ ０００ ～ ０ ＋ ２２０ 和０ ＋
９００ ～ ０ ＋ ９８０ 左、右兩壩肩地基巖性為弱風(fēng)化片麻
狀花崗巖，０ ＋ ２００ ～ ０ ＋ ９００ 壩基巖性為河床和階地
砂卵礫石層， 局部淤泥層用砂礫石換填。
培厚壩基均位于地下水位以上， 地基碾壓后砂
礫石相對(duì)密度≥ ０.７５ 。１ 號(hào)副壩培厚壩基巖性均為
弱風(fēng)化片麻狀花崗巖。２ 號(hào)副壩為壩前低水位時(shí)水
面距壩址約２００ m時(shí)培厚， ０ ＋ ０００ ～ ０ ＋ １８０ 壩基巖
性為前震旦系混合巖，０ ＋ １８０ ～ ０ ＋ ６５０ 壩基巖性為
新近系泥質(zhì)砂巖夾砂質(zhì)泥巖（見表１） 。
表1 主（副） 壩體培厚試驗(yàn)成果
位 置密 度
最優(yōu)含
水率／％
（平均值） 天然干
密度
松散干
密度
碾壓干
密度
相對(duì)
密度
主 壩 ２.０７ １.８０ ２.１１ ０.９２ ６ １號(hào)副壩 ２.０４ １.７７ ２.１０ ０.８４ ６ ２號(hào)副壩 ２.０１ １.７７ ２.０９ ０.７８ ６ ２.３ 帷幕灌漿與壩基（肩） 滲漏
主（副） 壩壩基設(shè)計(jì)帷幕灌漿控制指標(biāo)為巖石
透水率＜ ５ Lu ，孔距為１.５ m 。經(jīng)現(xiàn)場灌漿試驗(yàn)， 其
孔距能滿足設(shè)計(jì)帷幕灌漿對(duì)孔距的要求； 主壩壩基
帷幕灌漿深度巖石透水率５ Lu 線均比設(shè)計(jì)灌漿深
度深５ m ，并對(duì)５ Lu線以下１０ m也進(jìn)行了帷幕灌漿。
１ 號(hào)副壩帷幕灌漿控制指標(biāo)與主壩相同， 副帷
幕灌漿深度比設(shè)計(jì)灌漿深度深１３ ～ ２５ m ，局部達(dá)
３５ m 。壩基（肩） 滲漏量與庫水位關(guān)系密切。帷幕灌
漿后主壩左、右壩肩及１ 號(hào)副壩０ ＋ １３０ 壩后仍有部
分滲漏， 經(jīng)歸納分析均為基巖裂隙水滲漏， 原因一
是設(shè)計(jì)巖石透水率５ Lu 以下基巖裂隙水； 二是花崗
巖中存在局部囊狀風(fēng)化巖體，該巖體透水不透漿。
表2 各壩基（肩） 滲漏量對(duì)比
位
置
壩段（點(diǎn)）
滲漏位置
滲漏量／（L·s－ １ ） 加固前 （２０１５年） 加固后 （２０１７年） 高水位期低水位期日平均高水位期低水位期日平均
主
壩
左壩肩埡口０ ＋ １２５壩后坡腳 １.０４ ０.２７ ０.５７ ０.２８ ０.１４ ０.２２ ０ ＋ ２４５壩后坡腳 ０.３２ ０.０２４ ０.１５ ／ ／ ／ ０ ＋ ４００壩后坡腳 ０.１４ ０.０８ ０.１１ 消失 消失 消失 ４９０排水渠左壩段總滲漏量 １.７６ ０.５３ １.３２ ０.９６ ０.６１ ０.７２ １ ＋ ０３１壩后１ ３２４ m高程處 ０.９３ 消失 ０.１５ 消失 消失 消失 右壩肩埡口壩后坡腳 ／ ／ ／ ０.１１ ０.０７ ０.０９ １號(hào) 副
壩
０ ＋ ０３６ ～ ０ ＋ ０７９埡口 １.０ ０.７ ０.８５ 消失 消失 消失 ０ ＋ １３０壩后坡腳 ／ ／ ／ ０.１６ ０.０８ ０.１０ ０ ＋ ２５０老輸水洞 ／ ／ ／ 消失 消失 消失 ０ ＋ ３３４ ～ ０ ＋ ４２３埡口 ０.７ ０.５ ０.６ 消失 消失 消失 ０ ＋ ４２３ ～ ０ ＋ ５０９埡口 ／ 消失 ／ 消失 消失 消失
０ ＋ ５０９ ～ ０ ＋ ５８８埡口 ２.８７ 消失 １.３０ 消失 消失 消失
０ ＋ ５８８ ～ ０ ＋ ６４８埡口 ／ 消失 ／ 消失 消失 消失
２號(hào) 副壩
０ ＋ ０００ ～ ０ ＋ ３５０左壩段 ０.４７ 消失 ０.０４ ０.０８ 消失 ／ · ６５ ·
小水電 ２０１８ 年第１ 期（總第１９９ 期） 工程施工
萬方數(shù)據(jù)
２ 號(hào)副壩未進(jìn)行帷幕灌漿， 因防滲墻加固后壩
后滲漏量明顯減少， 加之左、右兩壩肩受地形及基
巖面起伏條件限制， 不能形成封閉防滲體， 考慮到
對(duì)下游生態(tài)的影響， 確定不再對(duì)左壩段進(jìn)行帷幕灌
漿（見表２） 。
3 2 號(hào)溢洪道
２ 號(hào)溢洪道長３０１.３ m ，閘（渠） 基及消力池基
礎(chǔ)均座落在弱風(fēng)化的片麻狀花崗巖上， 施工開挖揭
露地層巖性與勘察資料相符， 地基承載力和變表特
性均滿足工程荷載要求?；A(chǔ)采用打錨桿及灌漿相
結(jié)合的方式： 錨桿為系統(tǒng)錨桿， 長度為５ m ，間排距
為３ m ；灌漿采用固結(jié)灌漿， 間距２.５ m 。
4 結(jié) 語
通過本次除險(xiǎn)加固工程， 基本解決了雙塔水庫
樞紐建筑物壩坡抗滑（震） 穩(wěn)定、壩體壩基（肩）
滲透穩(wěn)定、副壩滲流安全及防洪等方面的歷史遺留
問題， 為甘肅西部干旱區(qū)水利樞紐安全保障發(fā)揮了
舉足輕重的作用， 其社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效
益利在千秋。
參考文獻(xiàn)：
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中國水能及電氣化，２０１３ （５） ：３ ６ ．
■
責(zé)任編輯 吳 昊
（上接第６０ 頁）
表1 故障分支各線棒測試電流mA
Rg ／Ω
線槽
１ １０ １００ ５００ １ ０００ ＃ １０１ ８.９１ ８.０７ １０.４ ９.０１ １０.１６ ＃ ８９ １０.３５ ９.４３ １０.１１ ９.０４ ８.６９ ＃ ９９ ９.６７ ８.８０ ９.０ ７.８８ ７.８０ ＃ ９０ ９.６２ １０.２１ １１.０ ９.７９ １０.６ ＃ １００ ７.９０ ８.８４ ９.１５ ７.８３ ８.６３ ＃ ９１ （故障線棒） ８.４３ ９.２８ １０.３ ９.６６ ９.４５ ＃ ９２ ０ ０.１９ ０ ０.０８ ０ ＃ １０２ ０ ０ ０ ０ ０ ＃ ８１ ０ ０ ０ ０ ０ 當(dāng)然， 筆者所在電站發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)、出口均
方便開展斷引工作， 可使各分支相互斷開。對(duì)不方
便開展斷引工作的發(fā)電機(jī)， 無法通過絕緣測試確定
具體故障分支； 但通過本文提到的試驗(yàn)設(shè)備， 結(jié)合
定子接線圖及電路原理知識(shí)， 也能夠比較容易的確
定故障分支， 查找出線棒接地點(diǎn)。本文提到的開口
CT 可在２ 個(gè)磁極之間方便操作， 也可以根據(jù)不同
發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)制作不同形狀、大小的開口CT ， 以方
便進(jìn)行測試。
4 結(jié) 語
根據(jù)電流互感器的工作原理、定子線棒的安裝
結(jié)構(gòu)及發(fā)生接地故障時(shí)線棒與定子鐵芯絕緣降低的
特點(diǎn)， 制造了開口CT 這一故障點(diǎn)查找專用工具；
并通過接地故障模擬試驗(yàn)， 證明了該方法可以在保
證定子繞組完整及操作安全的前提下， 快速進(jìn)行故
障點(diǎn)查找定位， 提高了查找效率。
參考文獻(xiàn)：
［１］ 吳延賓 ．大型發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子接地保護(hù)運(yùn)行分析［J］ ．大 電機(jī)技術(shù)，２００９（３） ：８ １０ ．
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［４］ 劉六平，孟憲寬，周曉東．多支路發(fā)電機(jī)定子繞組接地
短路點(diǎn)的查找方法：CN１０２６９２５８３［P］ ．２０１２ ０９ ２６ ．
■
責(zé)任編輯 吳 昊
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