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[摘 要] 东风水库地处岩溶地质段，坝基断层发育，采取帷幕灌浆处理，达到防渗效果。
[关键词] 东风水库 岩溶地质段 断层 帷幕灌浆 防渗
1、工程概况
东风水库地处池州市青阳县东部乔木乡金山村境内，距青阳县城30km。东风水库控制流域面积2.0km2，多年平均降雨量1563mm，多年平均径流量207万m3，水库总库容120万m3，是一座以灌溉、防洪为主兼顾养殖等综合效益的小（I）型水库，工程等别为Ⅳ等，主要建筑物级别为4级。东风水库于1966年冬开工兴建，1972年交付使用，现状枢纽工程由大坝、溢洪道和放水涵洞等组成，由于位于灰岩地区，周边地质条件复杂，并受投资和当时建设环境的影响，工程质量较差，投入运行后，险情不断，虽经多次应急加固处理，但未从根本上得到治理。
2、工程地質
水库大坝位于金山与马鞍山之间的冲积河谷凹地内，右侧金山呈南北向展布，海拔215m，左侧马鞍山呈东西向展布，海拔169m，属中低山。工程区位于一背斜的核部，其核部及南东翼地层为深灰色薄层硅质灰岩，产状N170°E＜80°，北西冀地层为浅色块层状灰岩，产状N350°W＜30°~45°；轴向呈北东向延伸，经金山~马鞍山~汤家冲。库区地下水主要为岩溶裂隙水，在松散的冲坡积物及粘粒中含有潜水，其基岩裂隙水分布也较广泛。工程区地层地表多被第四纪（Q）冲残物覆盖，岩性为次生粘土夹碎石，分布于河谷、冲沟及山体坡脚处。下伏基岩属下奥陶统（Q1）浅灰色石岩夹硅质灰岩，分布于近东西压性断层NW盘，产状N70°E＜30°~45°。上寒武统（e3）燧石结核灰岩，灰黄色泥质灰岩，夹钙质页岩、硅质灰岩，产状N350°W＜75°~80°，主要分布近东西向大断层SE盘。工程区内断层构造十分发育，在大坝坝体处分布延伸规模大的F逆断层和二条层间错向的FB断层。
大坝坝基岩体为硅灰质灰岩或燧石结核岩，在F逆断层及FB层间错动带岩溶十分发育，其余各处岩溶现象相对较弱。在断层及层间错动带强风化岩层中，由于顺构造的渗透通道存在，其渗透性强，综合平均渗透系数为K=2.7×10-3cm/s，属中等透水；而其它地段由于岩芯较完整，风化溶蚀作用不强烈，渗透相对较差，单位吸水率平均值W=0.548L/min.m.m，属弱透水。
3、帷幕灌浆施工特性
本工程采用低压（最大0.5MP）、小口径（Ф56）、自上而下、孔口封闭、孔内循环的灌浆施工工艺，灌注材料为水泥、粉煤灰混合浆液，采用0.7:1、0.5:1两个比级，右岸F-FB帷幕灌浆工程各项灌浆参数如下表1：
4、帷幕灌浆的施工处理技术
水库右岸溢洪道地处不良地质段，主要是指0+000～0+056段，该段在开挖时揭示下有充填性溶洞，主要填充物为黄泥夹块石，深度为2～20米，加上F逆断层穿过，帷幕灌浆施工难度非常大，如果处理不好将严重影响施工质量及施工进度，并大大增加工程投资。
最初按照原设计进行先导孔S1、S2、S5、灌浆施工时，大部分孔均有回浆，并能升起一定压力，耗灰量特别大，长时间打不起压力，一直处于低压状态；灌浆压力逐渐升至0.5MP左右，底板出现整体抬动，局部抬动达0.1米。分析原因主要是因为该部位发育全充填型溶洞，灌浆时应靠压力用灌浆材料将黄泥和细砂挤开填充或把黄泥和细砂挤压密实，达到防渗的目地，耗灰量大是正常的；另外抗抬锚杆较短（3m），没有锚入坚固的岩石之中，加之地质条件因素，使底板整体受力，直接导致底板整体抬动。
经地质勘测、设计、施工、监理、建设方共同研究决定采取以下措施：1）根据工程钻机钻探取得岩体芯样，对溶洞进行充填式水泥灌浆，灌浆压力0.2MP；2）在0+000～0+056桩号段帷幕孔外侧300cm处布置一排辅助帷幕先导孔S3、S6、S7、S8，外侧100cm处再布置一排辅助帷幕先导孔S4、S12、S13、S14、，孔距3m，孔深50m，梅花型位置与拟设计帷幕孔相对应，分两序灌浆，每孔分9段（3m、6m、6m、6m、6m、6m6m、6m、6m）进行纯压式自上而下灌浆；灌浆压力为I序孔0.2～0.4MP，II序孔为0.5MP，灌注浆液水胶比为0.5：1的浓浆，无回浆的孔在待凝三次后灌注1：1的水泥砂浆，目地是控制浆液扩散范围，以减少投资，加快施工进度。2）在辅助帷幕孔灌浆完结束后扫孔至孔底插入Ф32（L=5m）的锚杆，锚杆外端与衬砌底板的钢筋混凝土连接，以增加底板的抗抬能力。
从先导孔S6、S7、S8、S12、S13、S14进浆量分析，沿先导孔S4、S13、S6线进浆量较大，可能存在溶洞，并与F轴线相近，经地质勘测、设计、施工、监理、建设方共同研究决定采取在先导孔S6、S7、S8与先导孔S12、S13、S14中间加密布置三个先导孔S9、S10、S11，孔距3m，孔深50m，梅花型位置。
经过先导孔S1～S14试验，在0+000～0+056段帷幕灌浆设计三排帷幕孔，孔距3m，孔深50m，梅花型位置，灌浆压力为I序孔0.2～0.4MP，II序孔为0.5MP。监理单位对施工过程进行实时监督见证，施工情况良好，各项参数都能满足设计要求。
施工完毕后对该部位布置了两个检查孔，取芯、压水情况良好，有大量水泥结石，压水试验透水率均小于4Lu，符合设计要求，证明灌浆效果显著，工程质量良好，灌浆后压水试验成果统计如表5。
5、结语
通过东风水库溢洪道F逆断层穿过段进行帷幕灌浆施工处理可知，对地质条件差，岩溶发育，特别是发育较大的填充型岩溶部位进行帷幕灌浆时，可考虑采取了增加抗抬锚杆、设置低压辅助帷幕孔、灌注砂浆、先低压灌浆后高压补强等施工工艺，既确了保工程质量和进度，达到了工程防渗效果，又可以节约投资，不失为一种处理充填性溶洞帷幕灌浆的好方法。■
[关键词] 东风水库 岩溶地质段 断层 帷幕灌浆 防渗
1、工程概况
东风水库地处池州市青阳县东部乔木乡金山村境内，距青阳县城30km。东风水库控制流域面积2.0km2，多年平均降雨量1563mm，多年平均径流量207万m3，水库总库容120万m3，是一座以灌溉、防洪为主兼顾养殖等综合效益的小（I）型水库，工程等别为Ⅳ等，主要建筑物级别为4级。东风水库于1966年冬开工兴建，1972年交付使用，现状枢纽工程由大坝、溢洪道和放水涵洞等组成，由于位于灰岩地区，周边地质条件复杂，并受投资和当时建设环境的影响，工程质量较差，投入运行后，险情不断，虽经多次应急加固处理，但未从根本上得到治理。
2、工程地質
水库大坝位于金山与马鞍山之间的冲积河谷凹地内，右侧金山呈南北向展布，海拔215m，左侧马鞍山呈东西向展布，海拔169m，属中低山。工程区位于一背斜的核部，其核部及南东翼地层为深灰色薄层硅质灰岩，产状N170°E＜80°，北西冀地层为浅色块层状灰岩，产状N350°W＜30°~45°；轴向呈北东向延伸，经金山~马鞍山~汤家冲。库区地下水主要为岩溶裂隙水，在松散的冲坡积物及粘粒中含有潜水，其基岩裂隙水分布也较广泛。工程区地层地表多被第四纪（Q）冲残物覆盖，岩性为次生粘土夹碎石，分布于河谷、冲沟及山体坡脚处。下伏基岩属下奥陶统（Q1）浅灰色石岩夹硅质灰岩，分布于近东西压性断层NW盘，产状N70°E＜30°~45°。上寒武统（e3）燧石结核灰岩，灰黄色泥质灰岩，夹钙质页岩、硅质灰岩，产状N350°W＜75°~80°，主要分布近东西向大断层SE盘。工程区内断层构造十分发育，在大坝坝体处分布延伸规模大的F逆断层和二条层间错向的FB断层。
大坝坝基岩体为硅灰质灰岩或燧石结核岩，在F逆断层及FB层间错动带岩溶十分发育，其余各处岩溶现象相对较弱。在断层及层间错动带强风化岩层中，由于顺构造的渗透通道存在，其渗透性强，综合平均渗透系数为K=2.7×10-3cm/s，属中等透水；而其它地段由于岩芯较完整，风化溶蚀作用不强烈，渗透相对较差，单位吸水率平均值W=0.548L/min.m.m，属弱透水。
3、帷幕灌浆施工特性
本工程采用低压（最大0.5MP）、小口径（Ф56）、自上而下、孔口封闭、孔内循环的灌浆施工工艺，灌注材料为水泥、粉煤灰混合浆液，采用0.7:1、0.5:1两个比级，右岸F-FB帷幕灌浆工程各项灌浆参数如下表1：
4、帷幕灌浆的施工处理技术
水库右岸溢洪道地处不良地质段，主要是指0+000～0+056段，该段在开挖时揭示下有充填性溶洞，主要填充物为黄泥夹块石，深度为2～20米，加上F逆断层穿过，帷幕灌浆施工难度非常大，如果处理不好将严重影响施工质量及施工进度，并大大增加工程投资。
最初按照原设计进行先导孔S1、S2、S5、灌浆施工时，大部分孔均有回浆，并能升起一定压力，耗灰量特别大，长时间打不起压力，一直处于低压状态；灌浆压力逐渐升至0.5MP左右，底板出现整体抬动，局部抬动达0.1米。分析原因主要是因为该部位发育全充填型溶洞，灌浆时应靠压力用灌浆材料将黄泥和细砂挤开填充或把黄泥和细砂挤压密实，达到防渗的目地，耗灰量大是正常的；另外抗抬锚杆较短（3m），没有锚入坚固的岩石之中，加之地质条件因素，使底板整体受力，直接导致底板整体抬动。
经地质勘测、设计、施工、监理、建设方共同研究决定采取以下措施：1）根据工程钻机钻探取得岩体芯样，对溶洞进行充填式水泥灌浆，灌浆压力0.2MP；2）在0+000～0+056桩号段帷幕孔外侧300cm处布置一排辅助帷幕先导孔S3、S6、S7、S8，外侧100cm处再布置一排辅助帷幕先导孔S4、S12、S13、S14、，孔距3m，孔深50m，梅花型位置与拟设计帷幕孔相对应，分两序灌浆，每孔分9段（3m、6m、6m、6m、6m、6m6m、6m、6m）进行纯压式自上而下灌浆；灌浆压力为I序孔0.2～0.4MP，II序孔为0.5MP，灌注浆液水胶比为0.5：1的浓浆，无回浆的孔在待凝三次后灌注1：1的水泥砂浆，目地是控制浆液扩散范围，以减少投资，加快施工进度。2）在辅助帷幕孔灌浆完结束后扫孔至孔底插入Ф32（L=5m）的锚杆，锚杆外端与衬砌底板的钢筋混凝土连接，以增加底板的抗抬能力。
从先导孔S6、S7、S8、S12、S13、S14进浆量分析，沿先导孔S4、S13、S6线进浆量较大，可能存在溶洞，并与F轴线相近，经地质勘测、设计、施工、监理、建设方共同研究决定采取在先导孔S6、S7、S8与先导孔S12、S13、S14中间加密布置三个先导孔S9、S10、S11，孔距3m，孔深50m，梅花型位置。
经过先导孔S1～S14试验，在0+000～0+056段帷幕灌浆设计三排帷幕孔，孔距3m，孔深50m，梅花型位置，灌浆压力为I序孔0.2～0.4MP，II序孔为0.5MP。监理单位对施工过程进行实时监督见证，施工情况良好，各项参数都能满足设计要求。
施工完毕后对该部位布置了两个检查孔，取芯、压水情况良好，有大量水泥结石，压水试验透水率均小于4Lu，符合设计要求，证明灌浆效果显著，工程质量良好，灌浆后压水试验成果统计如表5。
5、结语
通过东风水库溢洪道F逆断层穿过段进行帷幕灌浆施工处理可知，对地质条件差，岩溶发育，特别是发育较大的填充型岩溶部位进行帷幕灌浆时，可考虑采取了增加抗抬锚杆、设置低压辅助帷幕孔、灌注砂浆、先低压灌浆后高压补强等施工工艺，既确了保工程质量和进度，达到了工程防渗效果，又可以节约投资，不失为一种处理充填性溶洞帷幕灌浆的好方法。■